基于GIS系統(tǒng)的城市管網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)

王增剛

（山西華澳商貿(mào)職業(yè)學院，山西 晉中 030600）

0 引 言

地理信息系統(tǒng)簡稱GIS，是集數(shù)據(jù)采集、加工、傳輸、儲存、分析、查詢、檢索等于一體的地理信息計算機系統(tǒng)。近年來，城市建設飛速發(fā)展，地下管網(wǎng)不斷延伸，管網(wǎng)交錯，線路復雜，如果采用傳統(tǒng)方式獲取管網(wǎng)的數(shù)據(jù)，將導致資料信息易重復，數(shù)據(jù)易丟失且相對分散等狀況出現(xiàn)，給管理者帶來許多不便。為此，必須改進針對管網(wǎng)的傳統(tǒng)管理方式，實現(xiàn)城市管網(wǎng)管理的規(guī)范化、科學化、自動化。建設城市管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）可以大大提高企業(yè)的管理效益和生產(chǎn)效益，實現(xiàn)更科學的管理和決策，更好的服務用戶，同時使企業(yè)自身得到發(fā)展[1]。系統(tǒng)在現(xiàn)有管道和地理數(shù)據(jù)的基礎上，利用GIS技術實現(xiàn)了針對管道的地理數(shù)據(jù)、自身屬性數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡拓撲結構的一體化管理，為燃氣管道的城市規(guī)劃、設計、施工、輸配調(diào)度、生產(chǎn)調(diào)度、設備維修、管網(wǎng)改造、搶險及安全用氣等作業(yè)提供準確可靠的數(shù)據(jù)，形成了一套自動化、智能化的燃氣管網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)[2]。

1 系統(tǒng)功能

GIS的基礎數(shù)據(jù)是燃氣設施數(shù)據(jù)，所以在系統(tǒng)搭建前首先需要獲取此類數(shù)據(jù)，若無燃氣設施數(shù)據(jù)的輸入，那么系統(tǒng)的搭建毫無意義。搭建好平臺后，數(shù)據(jù)的輸入方式和一些計算機輔助設計（CAD）軟件類似，輸入數(shù)據(jù)的類型可以是燃氣敷設方式、空間施設信息、施工單位、完工時間、施工圖紙等[3-4]。

1.1 設備管理

在GIS系統(tǒng)中，可以通過類似AUTO CAD的操作，如圖層設置、更改線條顏色等定位設備的空間地理位置，并且可以顯示本設備與周邊參照體的相對位置，這將極大提高針對管道巡查維護、泄漏點排查的工作效率[5]。

由于管網(wǎng)的建設是一個龐大的工程，涉及區(qū)域廣，所需施設數(shù)量多，所以針對管理者而言，固定資產(chǎn)的管理比較棘手。借助功能強大的GIS系統(tǒng)，可以按照系統(tǒng)中管網(wǎng)的實際位置，對管段逐個進行數(shù)據(jù)分析，將得到的數(shù)據(jù)匯總建立動態(tài)數(shù)據(jù)庫，便于管理者做到資產(chǎn)的實時管理。系統(tǒng)還提供查詢功能，通過對如管徑、管道材質(zhì)、使用年限等相關數(shù)據(jù)的查詢，可以掌握目前的管網(wǎng)情況。另外，GIS系統(tǒng)中的設施數(shù)據(jù)可以附加投用年限、維修周期及保養(yǎng)情況等信息，通過綜合分析，系統(tǒng)會給出一套維修與更換計劃，保證管網(wǎng)所有設備都能工作在最佳狀態(tài)，真正做到資產(chǎn)的動態(tài)管理。

1.2 人/車管理

通過GPS終端，可以在地圖上實時顯示人員車輛的位置，查看其歷史運動軌跡，實時掌握各員工的工作狀態(tài)。巡檢人員也可以通過手持GPS終端把巡檢情況和數(shù)據(jù)記錄（圖片、經(jīng)緯度、文字等）實時上報至平臺，通過系統(tǒng)的短信平臺和留言平臺實現(xiàn)員工和管理員的信息交換。

1.3 下游單位管理

GIS數(shù)據(jù)輸入時，可以建立屬性數(shù)據(jù)，如小區(qū)名稱、樓棟、戶號等，這些信息接入現(xiàn)有客戶管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫后，可以在本GIS系統(tǒng)中查詢客戶的用氣量、管壓等信息。

1.4 區(qū)域管理

GIS系統(tǒng)將管網(wǎng)劃分為多個片區(qū)，并對每個片區(qū)進行區(qū)域定義，通過本功能可以查詢本區(qū)域設施的數(shù)量等相關屬性。該功能可大幅提高燃氣公司對管網(wǎng)維修、搶修的工作效率，并進一步提高管理水平。

1.5 爆管分析與追蹤

本功能可以實現(xiàn)管道連接性追蹤與事故狀態(tài)分析，在地圖上實時顯示目標管道或設施連接設備的狀態(tài)信息，極大提高事故反應能力，減少事故損失，一旦發(fā)生燃氣泄漏事故時，系統(tǒng)迅速顯示事故發(fā)生的地點，提供閥門關閉的最優(yōu)方案和事故處理意見，以及即將停氣的用戶名單。

1.6 位置查詢

隨著城市區(qū)域面積的不斷增加和管道的不斷延伸，GIS功能越來越強大，使用的人員也不斷增加，對系統(tǒng)位置的查詢也越加頻繁。本系統(tǒng)可按照施設編號、道路名稱或者十字路口快速查詢位置。

2 系統(tǒng)功能簡述

2.1 整體結構設計

根據(jù)燃氣公司的要求，本系統(tǒng)通過GPRS無線方式進行數(shù)據(jù)傳輸，如后期新增站點只需添加設備編號即可，具有較好的擴展性。系統(tǒng)架構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構

2.2 軟件管理與操控

軟件管理登錄界面與操控界面如圖2所示，實時監(jiān)測界面如圖3所示。

圖2 軟件管理登錄界面與操控界面

圖3 實時監(jiān)測界面

3 系統(tǒng)主要特點

（1）系統(tǒng)支持Android系統(tǒng)、Windows mobile操作系統(tǒng)等移動設備采集管網(wǎng)、閥門、調(diào)壓柜等的數(shù)據(jù)資料。

（2）將城區(qū)分成若干區(qū)域，只需輕輕一點即可顯示相關信息，使用方便。城區(qū)分解圖如圖4所示。

圖4 城區(qū)分解圖

（3）通過地圖選擇按鍵可快速切換影像、地形、交通等不同地圖底層，為搶險施工提供決策參考。地圖模式切換如圖5所示。

圖5 地圖模式切換

4 結 語

本系統(tǒng)是以計算機為核心的分布式控制系統(tǒng)，由監(jiān)控中心、手機終端系統(tǒng)、地圖服務引擎等組成。監(jiān)控中心與地圖服務引擎、手機終端通過廣域網(wǎng)連接，通信媒介采用GPRS等方式。系統(tǒng)采用客戶端/服務器模式結構，由工程手機端、智能手機端、GPS手持模塊組成的網(wǎng)絡系統(tǒng)可對燃氣管網(wǎng)日常巡檢人員、車輛到位情況進行合理調(diào)動，確保管網(wǎng)安全運行。