烏魯木齊水業集團供水管網管理系統（GIS）實踐

步入21世紀，數字化、信息化技術的迅速發展，推進了社會的進步。科學技術的進步，社會經濟的發展，人民生活水平的提高，加速了城市化的進程。作為城市命脈的供水行業，如何充分利用現代自動化技術、信息技術、網絡技術，為支撐和促進城市的經濟發展，改善城市居民的生活質量做出貢獻，已做為城市公益性供水行業亟待研究和落實的重要課題。

2012年5月25日，住房和城鄉建設部、發改委印發了《全國城鎮供水設施改造與建設“十二五”規劃及2020年遠景目標》（建城[2012]82號），進一步明確了城市供水行業的建設和發展目標。

“智慧水務”，即是在此大背景下，結合當前先進的、創新的、實用的技術提出的。供水管網信息系統GIS是“智慧水務”建設中最最重要的一項。

一、供水管網信息系統GIS建設的目的

供水管網信息系統GIS是烏魯木齊水業集團信息化建設的重點，是制水、供水、調度、供水設施、DMA分區漏損控制的整合一體化平臺，并實現巡檢、維修、維護、材料庫管等聯合管理，實現目標：數字化管理供排水管網資產；動態管理供排水設施（新建年代、更換次數、品牌、養護記錄、開關記錄等）、指向任何一個設施自動顯示所有信息；準確詳實的基礎資料為供水調度管理、管網模型服務；集成其它業務系統的監測數據，實時圖形化監控管網運行狀態；在一張圖的整體展示：圖形化展現收費系統中數據、用戶水量、用戶水表信息及位置、繳費記錄及欠費信息、地下供水設施固定資產詳細信息、調度系統、水庫水源監測、DMA分區、流量計坐標、數據分析等。

為供水管網模型、水力計算提供準確的管網及附屬設施信息。

運用手持GIS及3G技術，整合數據聯系通道，實時進行現場搶修的全過程監管，提高故障搶修的響應速度及服務質量。

工單管理。巡檢發現問題-發起維修工單-計時-維修進度-庫房材料管理-完成維修-統計報表。

二、供水管網信息系統GIS開發和落地實施的難點

1、供水行業傳統的管理方式和信息化管控方式的觀念直接沖突，很多職工，甚至部分領導不能接受這種受監控的工作方式。尤其是巡檢和工單的時間節點管控不能接受。巡檢業務原來是隨意的，現在是軌跡可查、計劃執行、重點監控。避免了上班不在崗，在崗不干事的散亂差現象，部分職工甚至提出受不了監控，申請調崗的無理要求。

2、數字化管網數據困難大。地下管網圖紙檔案因為管理不善，丟失嚴重的占15%；根本就沒有圖紙檔案可查的管線占20%；有圖紙檔案，僅停留在設計階段，沒有竣工圖的占15%；供水管線改擴建后，沒有變更資料的占10%。所以，底線供水管網需要物探、測繪、普查，花費大量人力物力資金。

3、技術人員短缺。除計算機軟件系統開發技術人員嚴重缺少外，甚至計算機低水平的維護人員都沒有，GIS系統還要設計到給排水專業人員，業務精通熟練的工人。既懂計算機又懂給排水的綜合人才更是匱乏，管網模型專業高端人才只能外聘或者外包。

4、需要多部門協調工作。需要信息中心負責硬件維護和軟件開發，需要各供水公司負責轄區管線梳理核實，需要生產運營部統籌協調，需要集團公司黨委重視，最好一把手負責。

三、供水管網信息系統GIS建設并落地實施的保障

（一）黨委重視，資金保障。

準確的供水管網及附屬設施信息（GIS）是供水調度、水力模型等業務“一張圖”的基礎，是供水行業精細化管理的根本，是DMA分區漏損控制的依據。2016年開始，烏魯木齊水業集團投入1200萬元，普查地下管網探測（包括400平方1:500全市地形圖）、測繪，精確的坐標、附屬設施名稱、建設年代、口徑大小、養護記錄等等30多項信息。細化到每個用戶計量設施，共普查1800公里供水灌完及設施，2400公里排水管線。下一步工作是普查每個小區的內部管網信息。為生產業務信息化提供了最重要好的堅實準確的信息基礎。

（二）科學合理的管理制度、和收入掛鉤的績效考核制度保障。

在建設過程中不但要考慮單一系統內的業務流程，更要保證框架與應用系統具有處理復雜業務流程的能力。業務流程一定簡潔明了，實用可落地執行，便于量化。合理科學的流程事半功倍，管理制度和績效考核保障落地實施，不然會有推脫、敷衍情況。

（三）同心協力，共同完成。

除核心技術人員外，需要發揮集團公司全體員工的集體智慧，需要各層管理人員群策群力，通力合作，每一位員工既是“供水管網管理系統（GIS）”的建設者，也是使用者和受益者。

四、供水管網管理系統（GIS）功能

烏魯木齊水業集團管網綜合管理GIS系統，2016年由上海積成慧集信息技術有限公司承建。2017年擴展到客服中心、大數據平臺。

以供水管網管理的日常業務為主，以城市基礎電子地圖和供水管網電子數據為核心，對區域內的管網和設備設施進行圖形資料與臺帳資料的管理，實現供水管網設備的圖形瀏覽、圖形測量、信息查詢、信息統計、影像疊加、圖形打印、數據編輯、設備設施管理、業務數據分析等功能。在數據共享和系統集成的指導思想下，系統還能夠方便接入或嵌入其他業務系統，成為一個綜合數據服務平臺，實現數據的統一管理、共享和挖掘，為管網資料管理、管網資料維護、管網信息查詢、管網信息統計、管網信息打印等日常工作提供強大工具和可靠依據。

圖1

圖2

（一）GIS基本功能

系統具有豐富的GIS基本功能，主要包括圖形操作、信息查詢、圖形編輯、數據輸出、格式轉換等多個方面，以簡單實用的操作對工作人員進行輔助。（如圖1）。

1、設備設施管理

在設備設施管理方面，系統提供強大的圖形編輯功能和臺帳管理功能，使用戶能夠方便地進行管網設備設施編輯，進行位置移動、改變形狀、分割、合并、替換等操作，還可以錄入其屬性信息、運行信息、維護信息等生產數據。

系統將自動建立管網捕捉關系和網絡拓樸關系，并提供豐富的系統自動檢查工具，方便用戶可對管網連接正確性的檢查，為應用系統提供方便。

2、信息統計分析

系統提供信息統計分析功能，方便用戶按自定義條件進行綜合管網設備信息的圖文互查查詢，統計輸出和分析管理。統計時，可分別按區域（行政區、站所等）和統計對象（管線、節點、設備）分別統計。在統計圖表中，可用鼠標控制放大或縮小圖表，調整顯示效果。（如圖 2）。

3、用戶信息管理

系統通過與帳務系統、表務系統的接口，可以獲取接水點上的相關用戶信息。通過設置接水點這類虛擬設備，我們可以建立起管網與用戶一對多的關系，提供相應的統計分析功能，今后還可以用于水量校核等工作中。

4、衛星影像數據應用

通過在電子地圖數據上疊加相關的航空影像數據、衛星影像數據，可以幫助用戶直觀了解相關區域，輔助相關現場工作。（如圖3）。

5、業務信息接入與展示

作為行業內眾多應用軟件中的一個，系統重視與外部系統的數據接口，建立了GIS系統與管網水力模型系統、管網實時監測SCADA系統、管網漏水監測系統、帳務系統、表務系統等系統的數據接口。

（二）管網運行管理GIS系統

在管網綜合管理GIS系統基礎上，采用先進的數據疊加分析、網絡拓撲分析、數據挖掘分析等技術，實現相關的管網運行管理功能，包括管網拓撲分析、關閥方案輔助分析、閥門操作單的生成及優化、管網漏水管理、測壓測流管理、測壓曲線圖輔助生成、三維顯示及斷面查詢、事故處理輔助決策等。為管網管理工作提供輔助決策方案，幫助各級工作人員對管網突發事件做出迅速反應。

1、漏水爆管分析

系統可以直觀顯示當前畫面上所有漏水、爆管點，并進行GIS統計分析，還可查詢其詳細信息，幫助用戶快捷地了解漏水、爆管點具體的情況，生成的圖表可以直接打印輸出。（如圖 4）。

圖3

圖4

圖5

2、運行管理

針對管網運行管理，系統可以由接水閥出發進行下級供水范圍追蹤，分析下級管網上帶有的用戶，快速并自動彈出分析結果，呈動態著色。系統利用網絡拓撲分析功能，為用戶提供監視表的水量校核功能。通過設置采樣點，獲取其流量、壓力等數據，系統可以輔助繪制管網的等水壓線平面圖，為管網改造和規劃提供依據。

當某地出現爆管或漏水現象需要進行搶修工作時，系統提供的模擬分析功能可以輔助調度人員對現場進行模擬分析，分析出供停水影響范圍，且分析結果將快速并詳細的呈列表形式顯示，為工作人員提供了直觀的方案決策分析資料。同時系統可以統計出由于關閉閥門而受影響的用戶，輔助生成斷水通知單。

3、三維顯示及斷面查詢

可以根據任意管線剖面線，形成管線橫剖面圖或縱剖面圖，及時了解地下管線的相對位置關系及走向參數，同時可查詢管線及剖點處的屬性信息，便于了解管線在地下的埋深或坡度情況。系統還可實現垂距、投影、連通、預警等分析功能。可以對多層管線數據進行橫斷面、縱斷面的查詢。（如圖5）。

（三）管網編輯維護GIS系統

系統具備完善的圖形編輯功能。建立標準的繪制管線、管件、閘門、消火栓、水表、泵站等圖形庫。圖形符號編輯按相應國家標準,能實現圖層之間進行轉換。（如圖6）。

系統針對自來水行業特點，提供一系列圖形編輯工具，方便用戶進行管網數據的編輯和維護，系統自動建立和維護管網拓撲關系。

（四）智能手持終端現場工作中的應用

充分發揮移動計算技術與空間信息應用的優勢，利用智能手持機為硬件載體，并運用先進的3G無線通信技術、便攜式GPS技術、手持GIS圖形顯示技術、現場信息采集技術，為管網管理現場工作提供強大的技術支持服務。（如圖7/8）。

圖6

圖7

圖8 GIS系統架構設計圖

以供水管網及附屬設施詳細信息為基礎的供水管網信息系統GIS，集中管理生產調度系統、壓力系統、SCADA監測系統，整合了源水監控、水廠自控、供水管網及附屬設施管理、營業收費系統、用戶計量設施、DMA分區及漏損分析、固定資產管理、材料庫房等各業務系統之間的聯動效應，GIS是“智慧水務”實現了供水信息化系統的集成，將供水業務數據信息與空間數據信息疊加起來，可以實現數據的聯動展示。實現了不同部門之間數據融合、廣泛共享，這種模式不但降低了信息化的建設成本，避免重復投資，更重要的是方便了業務管理，提高了業務處理與決策的科學性。