太原市供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)的建立和運(yùn)行

呂 偉

(太原供水集團(tuán)有限公司，山西 太原 030009)

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太原市供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)的建立和運(yùn)行

呂 偉

(太原供水集團(tuán)有限公司，山西 太原 030009)

介紹了太原市供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)的建設(shè)背景，分析了該系統(tǒng)建立的具體過(guò)程，并從查詢、統(tǒng)計(jì)和管網(wǎng)分析等方面，闡述了GIS系統(tǒng)在管網(wǎng)日常管理和運(yùn)行中的應(yīng)用，促使供水管網(wǎng)的管理工作向定量化、科學(xué)化和自動(dòng)化方向發(fā)展。

供水管網(wǎng)，GIS系統(tǒng)，數(shù)據(jù)維護(hù)，查詢功能

1 系統(tǒng)建設(shè)背景

伴隨著新一代信息技術(shù)日新月異的發(fā)展，以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)志的新技術(shù)已成為推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)、政治、文化等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。國(guó)家“十三五”規(guī)劃前瞻性提出要著力提升城市管理水平和服務(wù)效能，加強(qiáng)城市管理，推進(jìn)城市管理現(xiàn)代化，加快“智慧城市”建設(shè)。而水務(wù)數(shù)字化作為城市智能化管理的重要組成部分，涵蓋供水、水資源管理與調(diào)度等多個(gè)方面。采用現(xiàn)代化的技術(shù)和管理手段來(lái)進(jìn)行供水管網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和管理，使供水管網(wǎng)的管理工作步入定量化、科學(xué)化、自動(dòng)化的軌道，已成為供水企業(yè)當(dāng)前十分緊迫的任務(wù)，同時(shí)也是“智慧城市”建設(shè)的重要組成部分及城市可持續(xù)發(fā)展的迫切要求。

構(gòu)建太原市供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱GIS系統(tǒng))，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)日常管理和運(yùn)行管理的自動(dòng)化、信息資源共享化、管理決策智能化，確保供水工作水平與快速發(fā)展的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)水平相適應(yīng)，從而降低供水系統(tǒng)成本、增加供水系統(tǒng)服務(wù)能力、提高水資源利用率和供水系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)能力，提高公司運(yùn)營(yíng)和管理水平。

太原市供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)以ArcGIS為軟件平臺(tái)，架構(gòu)相應(yīng)的管網(wǎng)信息綜合服務(wù)系統(tǒng)、管網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用功能服務(wù)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)等，為各級(jí)管理部門提供服務(wù)。

2 系統(tǒng)的建立

2.1 系統(tǒng)需求分析

1)數(shù)據(jù)層面。設(shè)備圖形數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)一致；設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)一致；運(yùn)行狀態(tài)信息與現(xiàn)場(chǎng)一致。

2)應(yīng)用層面。GIS數(shù)據(jù)管理平臺(tái)(C/S)；GIS應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)(B/S)。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)由基礎(chǔ)支撐平臺(tái)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、空間信息服務(wù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用框架四部分構(gòu)成。系統(tǒng)組成見(jiàn)圖1。

3 GIS系統(tǒng)項(xiàng)目的實(shí)施

3.1 管網(wǎng)數(shù)據(jù)的輸入

數(shù)據(jù)采集和錄入工作的準(zhǔn)確性，直接決定了GIS系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施的成敗。太原市供水集團(tuán)有限公司供水面積約270 km2，管線總長(zhǎng)約1 700 km。在太原市供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程中，主要依據(jù)入檔的管線竣工圖紙，采用人工錄入數(shù)據(jù)的方式，將DN40 mm以上的供水管線以及管網(wǎng)要素和附屬設(shè)施(包括閥門、三通、四通、消火栓、水表等)，以及相應(yīng)的平面位置、埋深、高程、材質(zhì)等屬性錄入系統(tǒng)中。

3.2 系統(tǒng)信息的維護(hù)

供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)維護(hù)的工作主要包括：及時(shí)收集公司基建和生產(chǎn)部門提供的管線竣工資料，及時(shí)、準(zhǔn)確的將管線數(shù)據(jù)錄入到系統(tǒng)中，同時(shí)參考GPS外業(yè)管網(wǎng)普查的數(shù)據(jù)，及時(shí)校核管網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。

供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)維護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，需根據(jù)實(shí)際情況分配職責(zé)，密切聯(lián)系。為此，制訂了如圖2所示的工作流程。

4 系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1 GIS基本功能

提供屬性查詢、圖層管理、圖形瀏覽、動(dòng)態(tài)路名、空間測(cè)量、定位、圖形輸出等基本功能(見(jiàn)圖3)。

屬性查詢統(tǒng)計(jì)：查詢功能分為邏輯條件和管網(wǎng)專題兩種方式。邏輯條件查詢：通過(guò)構(gòu)建豐富的邏輯表達(dá)式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢。實(shí)現(xiàn)對(duì)管線屬性(管線類型、材質(zhì)、管徑、建設(shè)時(shí)間、所在位置等)、管點(diǎn)屬性(測(cè)點(diǎn)性質(zhì)，附屬設(shè)施)等信息的查詢，在屬性表中選擇符合條件的數(shù)據(jù)，并使相應(yīng)的圖形處于選中狀態(tài)。系統(tǒng)能夠提供條件查詢，輸入復(fù)雜條件以及SQL語(yǔ)句可以進(jìn)行查詢(見(jiàn)圖4)。

管網(wǎng)專題查詢：根據(jù)太原供水集團(tuán)自身需求，定制的各種查詢功能。

1)模糊查詢。輸入關(guān)鍵詞，通過(guò)搜索引擎技術(shù)在全數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行全文模糊檢索。針對(duì)水廠、泵站、閥門、水表等進(jìn)行。系統(tǒng)提供漢語(yǔ)首拼碼輸入以及關(guān)鍵詞記憶功能來(lái)提高檢索的速度。

2)路段查詢。根據(jù)指定的路段進(jìn)行查詢，定位至該路段，獲得該路段上相應(yīng)的管線和節(jié)點(diǎn)的屬性信息。

3)空間查詢。通過(guò)框選和多邊形選擇等工具，查詢選定區(qū)域內(nèi)的相應(yīng)管線和節(jié)點(diǎn)的屬性信息。

4.2 管網(wǎng)編輯維護(hù)功能

提供方便的管網(wǎng)輸入手段，支持MapGIS數(shù)據(jù)導(dǎo)入、物探數(shù)據(jù)導(dǎo)入、物探成果數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入、EXCEL格式導(dǎo)入等不同數(shù)據(jù)格式導(dǎo)入，提供管網(wǎng)編輯、管網(wǎng)設(shè)備編輯、廠站分布編輯、場(chǎng)站平面分圖編輯等多種類型設(shè)施編輯維護(hù)功能，能夠構(gòu)造并自動(dòng)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系，建立各類管網(wǎng)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)及屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.3 爆管分析

當(dāng)出現(xiàn)爆管事故需要進(jìn)行搶修工作時(shí)，系統(tǒng)提供的模擬分析功能輔助調(diào)度人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬分析。根據(jù)對(duì)不同口徑管網(wǎng)圖上的可操作設(shè)備，對(duì)閥門進(jìn)行開(kāi)閉的模擬操作后分析出停水影響范圍，且將分析結(jié)果快速并詳細(xì)的呈列表形式顯示，為工作人員提供了直觀的方案決策分析資料。

在該模塊下實(shí)現(xiàn)的功能有：爆管點(diǎn)定位及信息查看、最小關(guān)閥方案(第一關(guān)閥方案)、二次關(guān)閥方案(第二關(guān)閥方案)、最佳停水范圍分析、搶修預(yù)案查詢、斷水通知單生成、閥門操作單生成等(見(jiàn)圖5)。

5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

隨著太原市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，城市供水管網(wǎng)的規(guī)模也逐年擴(kuò)大，供水管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，為城市的生產(chǎn)和生活提供基本保障，對(duì)供水管網(wǎng)的科學(xué)管理和調(diào)度具有極其重要的意義。

在太原市供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)建立的過(guò)程中，我們深刻認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的重要基石，支撐著系統(tǒng)長(zhǎng)期的運(yùn)行和應(yīng)用。如何能夠解決數(shù)據(jù)及時(shí)更新，成為了GIS系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。總結(jié)建立過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，需要加強(qiáng)以下幾方面的工作：

1)全面推廣系統(tǒng)應(yīng)用。

依托集團(tuán)公司全面推進(jìn)信息化建設(shè)的政策精神，利用多方面渠道，積極推廣GIS系統(tǒng)在設(shè)計(jì)規(guī)劃、生產(chǎn)基建和營(yíng)銷管理等多方面工作中使用。在實(shí)際應(yīng)用中，不斷發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)資料存在的問(wèn)題，持續(xù)改進(jìn)，不斷完善已有管線信息，才能更好的發(fā)揮GIS系統(tǒng)的功能。

2)積極落實(shí)系統(tǒng)維護(hù)管理制度。

依據(jù)《太原供水集團(tuán)有限公司供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)及使用管理規(guī)定》，嚴(yán)格規(guī)范GIS系統(tǒng)的資料來(lái)源、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)流程等工作。

3)定期召開(kāi)工作會(huì)議，加強(qiáng)部門之間溝通。

在系統(tǒng)建設(shè)和推廣應(yīng)用期間，不斷匯集遇到的問(wèn)題和困難，通過(guò)召開(kāi)GIS系統(tǒng)專題會(huì)議，系統(tǒng)使用部門利用各自資源，群策群力，共同商討解決辦法，切實(shí)推進(jìn)GIS系統(tǒng)的不斷發(fā)展。

4)加強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù)操作的培訓(xùn)工作。

依據(jù)《太原供水集團(tuán)有限公司供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)培訓(xùn)管理制度》，定期組織相關(guān)技術(shù)人員開(kāi)展培訓(xùn)工作，提升員工對(duì)GIS系統(tǒng)的操作能力，不斷完善供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)，擴(kuò)大該系統(tǒng)在公司內(nèi)部的影響。

[1] 李叔平，劉遂慶.城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[2] 康宇煒，翟敏楨，章民駒.供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與維護(hù)[J].供水技術(shù)，2008，2(2)：35-38.

Establishment and operation of water-supply network GIS system of Taiyuan city

Lv Wei

(TaiyuanWater-SupplyGroupCo.,Ltd,Taiyuan030009,China)

The paper introduces the construction background of water-supply network GIS system of Taiyuan city, analyzes its specific establishment process, and describes the application of GIS system in the daily network management and operation from aspects of query function, statistic and pipe network analysis, so as to promote quantitative, scientific and automatic water-supply network management.

water-supply network, GIS system, data maintenance, query function

1009-6825(2016)31-0135-03

2016-08-22

呂 偉(1983- )，男，工程師

TU991

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