關于供水管網地理信息系統建設的構思

譚德龍

（蘇州吳中供水有限公司，江蘇 蘇州215100）

1 引言

由于供水行業信息化程度發展緩慢，使得地下供水管線情況難以得到清晰地梳理，在供水行業進行管網新（改）建和搶修時，時常會發生錯挖、爆管事故。因此，智慧水務項目應運而生，對實現管網資產實時直觀動態管理、營收水表掛載、DMA 分區計量、管網水力模型建設意義重大。

2 GIS 對供水管網的影響

引入先進的GIS 系統優勢如下：

①提高企業管理效率。供水公司可以從設計、施工、竣工、驗收試驗等方面分別進行嘗試，同時GIS 可以采取OA 的形式，通過管理工作流程，實現高水平管理的目標，不斷提升企業管理效率。

②顯著提高客戶服務水平。

③增強自來水公司快速反應和適應能力。

3 各平臺優缺點分析

目前，國內供水GIS 平臺的主要類型包括ArcGIS、MapGIS、Supermap 等，各平臺的優缺點如下：

ArcGIS 的最新版本操作更便捷、功能更強大，不僅支持云GIS 和時間GIS，還力爭做到GIS-RS 一體化，在數據處理、運行速度以及三維處理方面性能顯著提升，增強了用戶的3D 感受。缺點是價格較高。

MapGIS K9 是我國目前創新水平較高的系統版本，能滿足用戶長時間并發訪問的需求，還可滿足回溯不同時期管網的發展和衍變、對地籍變更進行詳細查詢、利用防災減災預警系統減少因自然災害造成的損失、對環境變化進行實時觀測等相關應用處理的需要。對于較為復雜的地下三維地質模型、地上三維景觀模型、地表三維地形模型等，MapGIS K9 同樣可以在極短時間內，高效快速建模并開展相應的一體化管理工作，在三維數據綜合可視化和融合分析方面表現突出。MapGIS K9 的遙感數據處理平臺，可做到利用機載原始數據生成正射影像并建立數據庫，明確劃分專題信息并提取，利用其功能倉庫，將上述各種功能匯總起來進行應用，對于搭建成適應各專業的影像數據處理平臺或GIS 與影像相結合的綜合處理平臺有著積極作用。不足之處是各歷史版本中漏洞較多，需持續完善。

Supermap 作為新秀，優點是功能齊全，二次開發環境友善，整體功能效果顯著。缺點是數據處理效果不佳。

4 實現管網資產實時直觀動態管理

實現管網資產實時直觀動態管理，要完成老舊管線普查和新建項目的錄入工作。由普查測繪公司來完成老舊管線普查，耗資較大，數據精準度低，屬性采集較少，需后期不斷糾偏來完善。因此，建議小區管線宜由CAD 掛載的方式錄入GIS[1]。市政管道是普查工作的重點。在新建項目的錄入環節，依靠有效的管理手段可保證新建工程管線、配件等測繪數據的真實性和豐富性。尤其要重視新建管線和老舊管線的接邊處，盡量在工程跟測環節就完成對接攏點的測繪工作。

5 營收水表掛載

有了GIS 平臺，有了管線數據，再掛載上水表信息，才能稱之為一個相對完整的供水GIS。

水表掛載實施方式取決于供水公司對于水表信息展示的要求。如側重于水表位置精度的，方便尋表、抄表，日后爆管停水公告也能精準推送，但水表普查項目的工期較長；如側重于用水大戶的或者對于水質要求較高的特定類型企業用戶，采取的實施方式或輕重緩急都是不同的。有限的預算資金下，能有效解決眼前問題，又能給后期工作留好接口和基礎，是供水公司要深思的問題。

6 DMA 分區計量

建立DMA 的數據基礎較為復雜，要看計量表或者考核表有沒有掛載進入GIS，如果有，那么計量表和營收表的總分表關系要在營收系統里建立完成。大概測算設備計量誤差之后，按照一組數據表，就能大致判斷該水表組區的漏損情況。這是最簡單直觀的DMA 計算，關鍵在于總分表關系的梳理。

如果水表掛載項目中未掛入計量表，營收系統中又未建立總分表關系的話，則要按照地區劃塊后，依靠關鍵節點安裝流量儀來建立DMA。

7 管網水力模型的建設

管網水力模型主要是通過利用計算機技術和數字化模擬技術，對地下管網的實際分布排列情況進行精準細致地梳理，不僅能夠讓我們清楚地掌握地下管網的相關情況，還能對管網水力學數據進行計算分析。該模型的應用能反映實際管網的水力狀態。

將SCADA 系統的動態信息與GIS 系統的靜態信息相結合，共同組成管網水力模型系統最為基礎的數據源，通過模擬計算相關地區用水量的預報、用水量的估算與分配，對供水公司供水系統進行模擬計算，開展水力建模，在線跟蹤供水系統水力運行狀態，根據已有數據，自動計算出所有管道的實時流量、壓力、流速，及時掌握水廠以及用戶節點的壓力等相關水力信息，為供水系統進行科學調度與管理提供有力的依據。管網水質模型、管網漏損控制模型以及供水調度模型相互配合、協調工作，他們三者共同的模型基礎就是管網水力系統模型。

水力模型分為離線水力模型和在線水力模型。離線水模是指將GIS 中管網信息定期更新到水模中，建立方案和模擬操作；在線水模是指GIS 管線信息的維護與水模系統實現實時同步，可實時向水司提供相關運營決策方案。實際操作中，在線水模更優，但這取決于GIS 數據的準確度和管線連通性吻合度，對GIS 的要求很高[2]。

智慧水務項目在啟動之前，須深入研究總項目框架，重視數據鏈閉環，建立數據倉庫。在建設單個子項目前，也要有深入和全盤的考慮，避免各子系統成為數據孤島，無法發揮智慧水務項目應有的“智慧”。