城市供水管網巡查監控系統研究

摘要：城市供水管網是社會生產、人民生活用水的輸送線，保證供水管網安全運營具有十分重要的意義。為了保證供水管網安全運營，要利用現代信息化技術開發建設先進的、功能完善的供水管網巡檢養護系統。文章對城市供水管網巡查監控系統進行了研究。

關鍵詞：城市供水管網；巡查監控系統；基礎設施建設；安全運營；無線網絡 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP273 文章編號：1009-2374（2016）24-0010-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.005

1 概述

城市供水管網是重要的基礎設施，是社會生產、人民生活用水的輸送線，是城市的生命線，因此保證供水管網安全運營就具有十分重要的意義，為此必須加強供水管網的巡檢、養護。然而由于城市供水管網龐大、分布范圍廣、地表工作條件復雜，采用傳統的人工巡檢、紙質記錄的模式不僅工作效率低，還存在諸多無法克服的弊端，如巡查員在現場巡查時，不能實時查看管線數據，不能確定管線的準確位置等，從而造成漏檢、巡檢不到位，無法保證供水管網的安全。為了有效地保證供水管網安全運營，就要利用現代的信息化技術，開發建設先進的、功能完善的供水管網巡檢養護系統，這也是智慧城市的一個重要內容。本文就該系統應具有的主要功能進行研究探討。

2 供水管網巡查監控系統

以計算機、智能手持機為載體，以無線網絡為支撐，把GPS、GIS、數據庫和互聯網等現代技術融合起來，通過移動的“手持信息平臺”達到供水管線及其附屬設施巡查監控信息化、電子化和智能化的管理的實用技術軟件系統，其功能主要分為兩大子系統：巡查手持終端系統和監控端網絡自動化辦公系統，前者主要功能是管線巡查、上傳事件、管線屬性核對及實用分析；后者的主要功能是供水管線數據查詢、巡查任務管理、事故流程管理、查詢信息統計分析及系統本身管理等。巡查員在巡線工作過程中，巡查出管線及閥門等附屬設施有損壞、缺少或者出現影響管線安全運營情況時，可以應用手機內的巡查終端系統的功能，實時記錄管線具體位置、事故的類型、處理內容等，并把現場拍的事故信息的照片同時上報給監控端，監管中心能及時了解掌握巡查情況并據此下達工作指令。分述如下：

2.1 監控端網絡自動辦公系統

該系統安裝在監管中心，實現了巡查業務的無紙化自動辦公，極大地提高了工作效率，該系統建立在巡查工作流程基礎上的網絡辦公自動化系統，能夠實現水管所、托修隊及上級主管部門的巡查工作業務的自動化辦公，能夠及時收到上報的事件，及時打印派工單，真正實現“發現事故→上傳→維修→核查→結束→工作評價”的全部工作流程的管理，本系統的使用者是水管所長、維修隊長及有關職能部門。

2.1.1 業務流程定制化。按照供水巡查工作流程，可根據用戶的實際需求，定制事件處理的流程模型，從而實現高效的OA管理。

2.1.2 業務實時處理。系統的功能實現了監管中心——巡查員及有關部門的業務信息流的融合交互，確保業務工作流程得到了及時、快速響應處理，該項功能主要有如下九項：（1）可隨時自動接收巡查員上傳的事件及隨之上傳的相關的圖片和發生事件的具體地點；（2）巡查員上傳事件時，按事件的性質，提示有關部門進行處理，一般事件提示水管所解決，緊急的事件利用短信群發，提示有關部門及相關的領導；（3）系統具有離線提醒功能，巡查員上傳事件時，水管所長不在線上，當該所長上線時，也能收到上傳的事件；（4）水管所長能根據事件的不同，轉發給不同的業務部門及時進行維修；（5）系統具有過濾權限的功能，使不同的職能部門只能看到與本部門有關的信息；（6）對上傳的事件的情況能快速打印說明書；（7）在電話不能使用、手機突發故障情況下，系統提供了手動填加、修改等編輯功能，也能對事故進行手動結案，并保存；（8）水管所或主管部門發出的搶修任務，搶修隊能及時自動收到，在搶修任務完成后，能利用系統及時上傳搶修情況回執單，供水管所或主管部門審批；（9）水管所或主管部門發送指令，指派相關巡查員對搶修結果進行審查核對。

2.1.3 員工監管功能。系統利用智能手機隨時都能獲得全球衛星定位系統GPS發出的坐標信息，通過坐標轉換及坐標矯正及時得到巡查員當前的位置，坐標自動上傳到監管中心，在監管中心的大屏幕上顯示出來，以便監管中心隨時監控管理，主要有如下功能：（1）巡查員當前位置隨時顯示；（2）巡查員當前所在位置周邊的地貌地形顯示；（3）顯示過濾，可顯示需要顯示的巡查員；（4）系統能自動判定巡查員在工作時間內是否離開指派的工作區域；（5）當巡查員離開任務區域或其手持機關機的情況發生時，系統能夠把這種情況自動記錄下來，并能及時提醒水管所及監管中心的管理人員。

2.1.4 巡查軌跡回放。本系統可以按天來記錄巡查員巡查管線的路線（軌跡），監管中心根據工作需要，可以隨時查看需要查看的巡查員的行走的距離，在線工作時間等信息，同時以紅色線路顯示出巡檢人員的巡查軌跡，以箭頭標識出行走方向，為考核巡查員的績效及消極怠工的巡查員的處理提供可靠的依據。

2.1.5 無人值守監控。系統具有“無人值守”監管功能，安裝在監管中心的服務器能自動完成全部考勤異常、員工監管和工作軌跡記錄等，監管軟件不需要開機。

2.1.6 調度指揮功能。監管中心根據工作需要，在屏幕上點擊地圖上適合工作需要的巡查員，用打電話、發短信的方式，直接下達工作任務，對巡查員進行調度指揮。

2.1.7 巡查工作任務管理。本系統具有自動給巡查員分派任務和任務的動態調整的功能，包括區域、日期以及任務類別（如巡查、維修等），監管中心的服務器還可根據確定的規劃、設定的法定節假日自動生成每日的巡查工作任務。

2.1.8 工作日志自動生成。本系統可據記錄巡查員上傳的事故及其處理全部情況，自動完成巡查員的工作日志，巡查員不必回到水管所填寫，從而增加了有效的工作時間，減少事故發生的可能性，而且巡查員的工作日志的電子化，不僅能更好的保存，而且使統計報表工作更為簡便快速。

2.1.9 工作日志查詢統計。本系統具有很強的操作簡單方便的查找統計能力，可按需要查詢的對象、要求統計的內容、類別進行，也能按需要查詢的時間、巡查員、上傳事件的類別，對巡查本工作日志進行查詢統計。

2.1.10 工作評價。系統能對巡查人員在任何時間段內的巡查工作進行統計，從而確切掌握巡查員在線的工作時間，合計出巡查員離開工作區域，其離開指定的巡查線路的時間，以此為依據，對巡查員的工作按照年度、季度、月度進行統計和評價，真實、公正地排除了人為因素。

2.2 巡查手持終端系統

本系統要裝入符合要求的智能手機內，與無線網絡結合起來，構成了“可移動的信息平臺”，與監管中心互聯互通，利用系統的功能實施供水管網的巡查業務，系統能自動按設定好的時間間隔上傳巡查員的當前位置、經緯度坐標，也能上傳巡查員拍攝的照片、上傳巡查員發現的事件（故）等，自動接收監管中心的工作指令，核查確認維修結果。

2.2.1 管網瀏覽。巡檢人員可通過智能手機或手持機進行供水管網地圖瀏覽，查看管網或設施信息，了解其分布現狀。

2.2.2 信息查詢。巡檢人員點擊某一管線或設施，系統既可顯示其所有的相關信息，也可根據條件查詢某些特定管網設施的相關信息。

2.2.3 管網定位。（1）GPS定位：可對巡檢人員當前位置進行實時定位；（2）地名定位：可快速查詢定位到相應地名的地理位置，并高亮顯示；（3）坐標定位：可準確快速定位到輸入坐標相應位置。

2.2.4 爆管分析功能。巡查員在巡線過程中，發現供水管道出現事故，或接收到民眾報警，可在自己的裝有巡查終端系統的手機上，點擊“爆管分析”，系統自動彈出“爆管分析”，如圖8所示，巡查員點擊“選擇爆管點”，再在管網地形圖上對發生事故的相應管段進行選擇，系統就迅速分析處理，并在手機屏幕上列表顯示爆管影響的范圍、用戶、需關閉的閥門及已經失效的閥門等四種信息，使搶修工作有的放矢，提高搶修速度，減少損失。

2.2.5 地圖上量算功能。系統提供了在管網地形圖上量算任意距離和面積的功能，如果某地管線出現突發事故，可以在管網地形圖上立刻算出某個巡查員到事故現場的距離最近，迅速下達指令，盡可能快的開展搶修工作。

2.2.6 工作任務接收。本項功能，從手機上接收到新的管線巡查任務，可自動接收新的巡查工作任務，自動提示巡查員。

2.2.7 任務查詢。可查看以住上傳的事件、巡查工作信息及其狀態，可對以前上傳不成功的事件，重新上傳（如圖11）、回復不成功的任務重新回復。

2.2.8 位置上報。巡查員當前位置系統每隔30秒會自動發送一次巡查員坐標給監控中心，以便監控和調度巡查員。

2.2.9 事故上報。把事故分為一般事故和緊要事故，一般事故上報給水管所，緊要事故以信息群發方式告知全部有關人員，這些人員都可以從地圖上獲得事故發生的地點、事故所在的道路及當值的巡查員上傳的事故現場拍攝的照片，并可保存，需要時可查看。

2.2.10 數據同步。巡檢人員在巡檢過程中發現供水管網GIS系統數據與現場不符時，可上報數據問題，進一步促進管網GIS數據的正確性。同時，巡檢人員可把供水管網GIS數據庫中的地形圖、管網等信息下載到智能手機或手持端中，為巡檢工作提供參考。

3 預期成果

（1）供水管網巡檢監控系統；（2）監控端網絡自動化辦公系統；（3）巡查手持終端系統；（4）系統研發報告；（5）用戶操作手冊。

4 社會經濟效益

開發建立“城市供水管網巡查監控系統”，就真正地全面實現了供水管線巡查、維護、監管等一體化、無紙化、智能化網絡辦公，這就極大地提高了管理效率和有關各項業務的工作效率，極大地降低了管理運營的成本，有效地保證了供水管網長期安全運行，確保社會生產、人民生活用水的穩定供給，這就極大地創造出巨大的社會效益和經濟效益，為中國特色的社會主義經濟建設做出重大貢獻。

作者簡介：張巍，男，吉林輝南人，中鈔特種防偽科技有限公司工程師，保定市先導科技有限公司總工程師，研究方向：特種防偽技術與工藝。

（責任編輯：黃銀芳）