基于GIS的供水管網閥門管理系統及應用

李子原（上海積成慧集信息技術有限公司，上海200233）

基于GIS的供水管網閥門管理系統及應用

李子原
（上海積成慧集信息技術有限公司，上海200233）

針對目前城市供水管網爆管搶護維修中，經常遇到的供水閥門埋設無法及時找到，閥門無法正常啟閉，閥門分布現狀與資料不符，業務部門難以與外業人員進行實時數據交換等問題，提出了在基于GIS中的現狀管網基礎數據庫及平臺上實現供水管網閥門管理的解決方案，以實現對閥門的全方位管理，有效提高閥門巡檢及搶修管理效率。

GIS；供水管網；巡檢

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.177

1 引言

閥門管理是供水管網管理中的重要組成部分。管網停水檢查搶修過程中涉及閥門的啟閉，同時也會對周邊居民的用水產生影響。閥門管理過程中還存在著許多問題，例如：供水閥門埋設無法及時找到；閥門無法正常啟閉；閥門分布現狀與資料不符；爆管點周圍哪些閥門需要關閉，關閉閥門后影響居民用水的區域；業務部門與外業人員之間難以進行數據實時傳遞；業務部門對外業人員監控困難等[1]。

2 供水管網閥門管理內容

供水企業閥門管理工作一般分為閥門的日常維護管理和閥門操作管理。日常維護管理包括閥門的日常巡檢和閥門資料的管理；閥門操作管理包括閥門計劃啟閉和閥門的應急搶維修。

3 利用GIS進行閥門管理

3.1 GIS技術簡介

GIS是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統，該系統設計支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規劃和管理問題。GIS以空間數據為操作對象，技術優勢在于對數據的綜合、模擬與分析評價能力。利用GIS技術可以得到常規方法難以得到的重要信息，是集計算機科學、地理學、測繪遙感學、城市科學、環境科學、信息科學為一體的新興學科。

3.2 利用GIS進行閥門管理簡介

利用GIS進行閥門管理即建立閥門數據庫及相應的編輯系統與業務系統。GIS系統將閥門的圖形數據與屬性數據相連接，進行統一的管理，可進行圖形的查詢；利用GIS系統的拓撲分析功能實現關閥操作；在業務系統中，通過手持設備實現內外業聯通，對閥門的日常巡檢、計劃啟閉及應急維修進行管理。

4 供水管網閥門管理系統設計

4.1 總體設計

系統總體設計分為3層，分別為感知層、網絡層、應用層，如圖1所示。

1）感知層。感知層是指用皮膚和五官識別物體，主要負責采集信息，采集的設備可包括手機、攝像機、相機、Internet、PC、呼叫中心等，可將采集到的信息以互聯網、通信網、互聯網的方式傳遞出去，比如，需要采集的外業的現場工作內容、視頻信息、照片信息等。

圖1 總體設計圖

2）網絡層。網絡層是神經中樞和大腦信息傳遞和處理的過程，本次搭建的網絡包括通信網、互聯網、物聯網等，可以實現信息互通，消息傳遞，數據共享等。本項目采用二維碼物聯網技術、移動互聯網技術以及通信服務技術來完成對現有的供水業務的全過程管理。

3）應用層。應用層則是將所采集的信息結合網絡層輔助用戶對現有的業務進行管理，并搭建供水業務管理系統。

4.2 數據庫設計

閥門數據主要包括2類：圖形數據與屬性數據。

圖形數據。圖形數據反映閥門的地理位置及其與官網的連接關系，包括閥門照片、竣工圖等。

屬性數據，主要包括：

1）閥門類別，如閘閥、蝶閥、排污、排氣等。

2）閥門基本屬性，包括閥門編號、地址、戶名、閥門類型、口徑、閥門狀況、路面情況、閥門坐標、管段編號、安裝日期、維修日期、維修內容、修理人、操作日期、操作內容、操作人、維護日期、維護內容、維護人。

3）閥門業務屬性，包括閥門使用情況、維修業務屬性、影像屬性、文檔資料屬性、日志屬性。

4.3 閥門巡檢養護流程設計

外業人員配備智能手持設備PDA，巡檢計劃可通過4G無線網絡直接發送到外業人員的PDA上（包括該區域的基礎地形圖和管網設備圖），工作人員可在PDA上查看巡檢任務，并根據GIS準確執行巡檢任務，整個過程PDA會記錄養護路線。

4.4 閥門搶修流程設計

系統整合閥門周檢上報的閥門維修工作與呼叫中心接報的閥門搶修工作，統一接入到維修平臺，由工作單管理平臺人員，并根據區域、類別等字段進行派單，派單時依據系統自動計算出的就近人員名單，進行派單，派發到維修人員的手持設備上，使其開展現場閥門維修工作。

4.5 關鍵功能實現

4.5.1 閥門數據編輯

系統支持閥門數據的手工輸入與數字化輸入。

4.5.2 閥門數據顯示

在基礎管網圖上顯示閥門的分布，閥門不同的顏色區分閥門的啟閉。

4.5.3 關閥分析

管網突然發生爆管或管線維護時，需要快速生成關閥方案，依據GIS管網空間拓撲關系，獲取施工后的停水范圍及需要關閉的閥門，并在管網圖上顯示出來，同時生成閥門工作單、停水通知書等。系統也支持二次關閥。

4.5.4 事件跟蹤

對于派發的巡檢計劃或搶修工單，系統支持跟蹤管理，并通過手持設備的信息上報與照片采集，使內業管理人員能夠獲取外業工作的實施狀態與現場信息。

5 供水管網閥門管理系統應用

5.1 關閥方案制定

關閥分析能夠根據爆管點位置，快速制定關閥方案，并且能在地圖上定位需要關閉閥門的位置，以便工作人員快速進行關閥操作，從而減少水的漏失和對周邊用水居民的影響。

5.2 閥門巡檢及搶修過程管理

與傳統的閥門巡檢搶修方式相比，采用手持設備PDA，通過GPS和4G網絡，能夠實時將現場信息及位置信息回傳到后臺管理端，便于管理人員對巡檢搶修的全過程進行監控，有效地提高了巡檢搶修工作的質量和效率，并與關閥分析功能相結合，實現了爆管搶修的快速性與閥門關閉的正確性，提高了管理水平。

6 結語

本次建設的供水管網閥門管理系統能夠用于閥門管理過程，幫助解決閥門堆設找不到的問題，對閥門巡檢、搶修等業務工作過程進行全流程管理，從而提高了工作效率，縮短了停水時間，減少了經濟損失。

【1】陳真渠.基于WACHS和MAPGIS的供水閥門管理系統及應用[J].城鎮供水,2012(4):51-53.

Based on the GIS of Water Supply Pipe Network Management System and Application Valve

LI Zi-yuan
（Shanghai Jichenghuiji Information Technology Co.Ltd.,Shanghai 200232,China）

This paper based on the problems often encountered in urban water supply pipe network tube maintenance, such as the water valve cannot be found in time, can't normal opening and closing valve, the valve distribution present situation out of accord with information, business segmentexchange their data with field staff hardly in time, then put forward the solution that based on the status network database and plat for min GIS, realizingthe valve management of water supply pipe, in order to achieve omni bearing administration on valve and effectively improve the efficiency of thevalve inspection and repair management.

GIS;water supply network;inspection

TP274.4

B

1007-9467（2016）12-0185-02

2016-10-29

李子原（1977～），男，遼寧鳳城人，工程師，從事GIS系統的應用與研發研究。