GIS系統(tǒng)在燃氣管網(wǎng)中的應用

劉巍

摘 要：以GIS為平臺，通過GIS技術(shù)的合理運用，使燃氣管網(wǎng)界面的管理變得更加科學高效。文章通過對GIS的設計原則、系統(tǒng)功能等進行探究，以期為廣大的研究者提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：GIS系統(tǒng)；燃氣；管網(wǎng)；GIS系統(tǒng)應用

當前背景條件下，我國的燃氣用戶數(shù)量不斷攀升，對燃氣管網(wǎng)提出了新的要求。對于燃氣管網(wǎng)而言，由于天然氣的易燃性等，要求嚴格管理燃氣管道的相關(guān)信息，確保輸送安全。在這些管道信息里面，由于地理方面的屬性數(shù)據(jù)比較多，通過GIS的運用，能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)信息進行可視化的處理，并形成相應的地圖。如此一來，就為相關(guān)的決策提供了有效的參考，增強了決策能力。

一、設計GIS系統(tǒng)的主要原則

1）可擴展性。在GIS系統(tǒng)的應用不斷深入的情況下，需要對一些功能進行擴展。城市燃氣管網(wǎng)在發(fā)展過程中，速度非常迅速，使得管網(wǎng)在變更方面顯得比較頻繁。所以，在設計之初，就應當充分考慮到擴展方面的問題。可以在數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)等方面，進行比較長遠的規(guī)劃。2）安全性。

①對系統(tǒng)外部環(huán)境的防御。即黑客和病毒對GIS系統(tǒng)進行攻擊時，要能有所保障。

②相關(guān)數(shù)據(jù)信息的安全管理。在設計之初，就應當充分考慮到這個方面的安全性。同時，在GIS系統(tǒng)運行過程中，需要隨時關(guān)注各方面的變化因素，保證系統(tǒng)的安全性。[1]

3）標準化。對于GIS系統(tǒng)來說，在設計的時候，不僅要考慮到后面的功能擴展接口，還要考慮同原有系統(tǒng)間的接口，使GIS系統(tǒng)的設計能夠更加便準、可行。

4）兼容性。在燃氣管網(wǎng)之中，它的地理信息方面的系統(tǒng)能夠與各個部門的系統(tǒng)完成資源共享。所以，在設計的時候，應當將兼容性充分考慮進去，為不同的系統(tǒng)提供SOAP、COM等接口，保證各個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)和信息共享。

二、系統(tǒng)功能

（一）高級查詢

對于GIS來說，在設計中，必須具備一定的查詢功能。比如說，依靠相關(guān)屬性將要素的一些功能查詢出來，或者是依靠位置，將要素的一些屬性查詢出來。這些都是該系統(tǒng)的基礎，在設計的時候，需要做到以下幾點：

1.將指定位置查詢出來

在這種類型的查詢當中，用戶對某些要素的位置信息已經(jīng)知曉，然而仍然需要繼續(xù)了解與之相關(guān)的特征。比方說，用戶對于某條管線的相關(guān)信息很感興趣，在 Arcmap工具欄，選中查詢項。[2]然后再選中管線的線要素，就能夠得到這條管線的所有屬性，屏幕會將這些屬性全部顯示出來。

2.對固定條件要素位置的查詢

在條件已經(jīng)知曉的情形下，用戶若想知曉這些要素的相關(guān)特征，就要將它的具體位置先找出來。比方說，用戶對1000千米長的管道管線的鋪設位置感興趣，想了解相關(guān)信息，就需要在菜單中選中“選擇”，接著選中“通過屬性選擇”。在這個對話框里面，建立起查詢的相關(guān)條件。依靠表達式Select * From Pipe WHERE “PIPE_LENGTH”=“1000”來完成查詢。這樣，就能夠在數(shù)據(jù)庫里面找到所有的1000千米長的管線信息。在地圖里或者是屬性表格里面，這些要素信息會顯示出來。最后，可以由用戶自己來選擇用文檔、表格等形式將查詢的結(jié)果打印出來。

（二）數(shù)字化

（1）燃氣的流向研究。在燃氣管網(wǎng)中，對于天然氣的流向來說，相關(guān)分析工具能夠把它顯示出來。主要包含單管與多管的流向。依靠成本方面的計算，可以將燃氣管道的最佳流向設置出來，并把生產(chǎn)調(diào)度方面的相關(guān)參數(shù)計算出來。假如某段管道里面的燃氣流向不合理，生產(chǎn)方面的相關(guān)參數(shù)不在正常的范圍之內(nèi)，那么，就需要將氣流的起止點設置出來，分析管道控制點內(nèi)的燃氣。[3]同時，通過打開、關(guān)閉閥門的方式，觀察能否起到調(diào)節(jié)的作用。

（2）研究分析管道的檢修。在檢修方面，系統(tǒng)會按照管道敷設的材質(zhì)、時間額相關(guān)檢修記錄，通過使用不同的顏色，對管道應當進行檢修的日期進行標記。相關(guān)人員能夠依照這些信息，及時檢修燃氣管道及設備。

（3）應急事故的處理。在燃氣管網(wǎng)的運行過程中，如果發(fā)生管道突然爆裂的情況，系統(tǒng)就會對管道的分布、閥門狀態(tài)等進行及時分析，然后確定是否需要進行關(guān)閥處理。從而確定哪個氣井或者集氣站需要關(guān)閉。

（4）分析最短路徑。一旦遇到事故，系統(tǒng)能夠?qū)⑹鹿拾l(fā)生點作為依據(jù)，將到達事故地的最短路程計算出來。如此一來，救援搶險的相關(guān)人員就能夠以此作為參照，盡可能快地到達事故現(xiàn)場，將事故盡快解決。

（5）分析影響的區(qū)域。所謂的影響區(qū)域，其實就是緩沖區(qū)域。在燃氣管網(wǎng)中，當出現(xiàn)天然氣泄露的情況時，可以依靠ArcGIS軟件，執(zhí)行菜單命令“Spatial Analyst Tools”，然后是“Distance”，最后是“EucDistance”。

根據(jù)泄漏點距離的不一樣，所受到的影響大小也不一樣。在操作界面上，深色的柵格部分是最近的，所以受到的影響也是最大的。淺色的柵格部分是比較遠的，所以受到的影響也是比較小的。救援決策者可以根據(jù)此圖得出，最近的安全范圍是怎么樣的，這有助于決策者節(jié)省決策的時間，快速采取相應對策。在很大程度上增強了處理相關(guān)事故的能力，能夠有效地降低事故帶來的損失。

（三）超級維護終端

硬件和軟件的更新、維護。對于硬件方面的維護而言，主要指的是對供電、微機等相關(guān)設備進行定期的檢修和保養(yǎng)，使其性能良好，正常運行。因此，處于可靠安全方面的考慮，可以使用25Cr的雙相不銹鋼管。

對于軟件的維護而言，主要有操作系統(tǒng)方面，以及GIS軟件的升級等，如果依靠相關(guān)的維護手段都不能使信息系統(tǒng)滿足用戶時，需要采取更新的手段，完成更高層次的研發(fā)。

三、結(jié)語

綜上所述，通過在燃氣管網(wǎng)中應用GIS，能夠是燃氣管網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫更加完善。在數(shù)據(jù)庫中擁有管道沿線的環(huán)境、交通、人文、地質(zhì)等數(shù)據(jù)信息，并通過相關(guān)整合，建立起數(shù)字管道。這有助于勘察設計、施工運營方面的管理、相關(guān)決策等，使燃氣管網(wǎng)的功能更加完善。

參考文獻：

[1]張書華.GIS在石油管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)中的應用[J].電子制作，2013，06：217+213.

[2]黃相如.GIS在燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)中的應用[J].化工管理，2016，29：154+156.

[3]張興亮，楊勇.試分析GIS技術(shù)在城市燃氣管網(wǎng)中的運用[J].江西建材，2015，13：56.