GIS系統在燃氣管網中的應用

劉巍

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

關鍵詞：GIS系統；燃氣；管網；GIS系統應用

當前背景條件下，我國的燃氣用戶數量不斷攀升，對燃氣管網提出了新的要求。對于燃氣管網而言，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據比較多，通過GIS的運用，能夠將這些數據信息進行可視化的處理，并形成相應的地圖。如此一來，就為相關的決策提供了有效的參考，增強了決策能力。

一、設計GIS系統的主要原則

1）可擴展性。在GIS系統的應用不斷深入的情況下，需要對一些功能進行擴展。城市燃氣管網在發展過程中，速度非常迅速，使得管網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。可以在數據庫的結構等方面，進行比較長遠的規劃。2）安全性。

①對系統外部環境的防御。即黑客和病毒對GIS系統進行攻擊時，要能有所保障。

②相關數據信息的安全管理。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系統運行過程中，需要隨時關注各方面的變化因素，保證系統的安全性。[1]

3）標準化。對于GIS系統來說，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間的接口，使GIS系統的設計能夠更加便準、可行。

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

二、系統功能

（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知曉，然而仍然需要繼續了解與之相關的特征。比方說，用戶對于某條管線的相關信息很感興趣，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

在條件已經知曉的情形下，用戶若想知曉這些要素的相關特征，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，就能夠在數據庫里面找到所有的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果打印出來。

（二）數字化

（1）燃氣的流向研究。在燃氣管網中，對于天然氣的流向來說，相關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，并把生產調度方面的相關參數計算出來。假如某段管道里面的燃氣流向不合理，生產方面的相關參數不在正常的范圍之內，那么，就需要將氣流的起止點設置出來，分析管道控制點內的燃氣。[3]同時，通過打開、關閉閥門的方式，觀察能否起到調節的作用。

（2）研究分析管道的檢修。在檢修方面，系統會按照管道敷設的材質、時間額相關檢修記錄，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。在燃氣管網的運行過程中，如果發生管道突然爆裂的情況，系統就會對管道的分布、閥門狀態等進行及時分析，然后確定是否需要進行關閥處理。從而確定哪個氣井或者集氣站需要關閉。

（4）分析最短路徑。一旦遇到事故，系統能夠將事故發生點作為依據，將到達事故地的最短路程計算出來。如此一來，救援搶險的相關人員就能夠以此作為參照，盡可能快地到達事故現場，將事故盡快解決。

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

根據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此圖得出，最近的安全范圍是怎么樣的，這有助于決策者節省決策的時間，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、微機等相關設備進行定期的檢修和保養，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，主要有操作系統方面，以及GIS軟件的升級等，如果依靠相關的維護手段都不能使信息系統滿足用戶時，需要采取更新的手段，完成更高層次的研發。

三、結語

綜上所述，通過在燃氣管網中應用GIS，能夠是燃氣管網的數據庫更加完善。在數據庫中擁有管道沿線的環境、交通、人文、地質等數據信息，并通過相關整合，建立起數字管道。這有助于勘察設計、施工運營方面的管理、相關決策等，使燃氣管網的功能更加完善。

參考文獻：

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

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

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