大型燃氣公司管網地理信息系統設計與研究

王海寧

摘 ? 要：燃氣管線是城市的生命線，隨著用氣規模的擴大，燃氣管網越來越復雜，這就對燃氣管網的管理提出了更高的要求。本文主要敘述了大型燃氣企業的管網地理信息系統的設計方案，通過B/S、C/S相結合的方式的解決辦公地點分散及相關地理信息數據涉密，不能通過廣域網傳播問題，并對燃氣管網地理信息系統的燃氣管網數據編輯子系統和燃氣管網綜合應用子系統的功能作了說明。

關鍵詞：燃氣管網 ?地理信息系統 ?B/S ?C/S ?功能

中圖分類號：TP393 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0049-02

地下管線是城市的生命線，是城市基礎設施重要的一部分，而燃氣管線是城市地下管線的重要組成部分，且與居民生活、工業生產密切相關，加之燃氣的有毒、易燃、易爆的特性。因此，對于一座城市、一個燃氣企業管理好其燃氣管網顯得尤為重要。燃氣管網是一個縱橫交錯的巨大網絡，具有復雜的空間和非空間屬性，隨著“煤改氣”工程的推進，燃氣用戶大幅增加，燃氣管網越來越復雜[1-3]。管理這樣龐大的管網數據，建立科學、合理的燃氣管網地理信息系統，采用GIS進行高效、全面的管理燃氣管網是非常必要的。

1 ?系統總體設計方案

一般大型燃氣公司由總公司及多個分公司構成，總公司與分公司位于不同的地點辦公，加之相關地理信息數據涉密，不能通過廣域網傳播。而傳統的單機版燃氣管網地理信息系統的管網數據編輯管理和綜合應用功能都集成在一臺計算機上，受保密條件的限制，使得系統的廣泛應用受到限制。針對這一現狀采用B/S、C/S混合的體系結構，將燃氣數據編輯管理子系統與燃氣管網綜合應用系統從物理上徹底分離，通過定期離線拷貝的方式進行數據同步更新。具體設計如下（總體結構部署圖見圖1）。

燃氣管網數據編輯管理子系統采用的C/S結構，基于ArcMap二次開發，主要實現數據的入庫、編輯、查詢、分析、專題圖等功能。該系統可采用大比例地形圖、高分影像和電子地圖作為底圖，能夠精確地對燃氣管線進行管理。由于這些數據涉密，所以應用范圍受到一定的限制，因此，此系統部署于燃氣管網地理信息系統的管理職能部門，設立數據服務器一和Web服務器一，運行于局域網。

燃氣管網綜合應用子系統采用B/S結構，即基于WebGIS的方式實現數據瀏覽、查詢、統計和一部分制圖和分析功能。該部分部署于服務器二和Web服務器二（與服務器一和Web服務器一物理隔離），數據服務器二運行于VPN廣域網環境下，布設電子地圖、航空影像等非涉密的基礎地理信息數據，主要用于管網的查詢、定位和統計等應用，數據采取定期離線拷貝的方式進行同步，以滿足一般的管理需求為主，由于不涉密，能夠在總公司內部及各分公司廣泛應用。

2 ?系統的主要功能設計

2.1 燃氣管網數據編輯子系統

主要用于完成采集后的數據檢查、入庫、編輯維護和各種高級分析工作。

2.1.1 基本功能

圖形瀏覽、圖層控制及查詢定位（道路查詢、興趣點查詢、現狀管網查詢、歷史管網查詢等）。

2.1.2 管線變更數據檢查

管線變更數據檢查主要包括：檢查管線的連通性、檢查屬性字段信息完成性、檢查管線設施與管線關系、檢查流向一致性、檢查數據重疊問題。

2.1.3 管線數據編輯

隨著管線的建設及改造，管線數據是動態的，是需要更新的[4]，此功能對管線數據具有增、刪、改的編輯功能。

2.1.4 管線數據入庫

對于確認無誤的數據依照各圖層的對應關系進行依次入庫操作，同時建立端點的連接關系。

2.1.5 歷史數據管理

對于存放于數據庫中的管線數據，需實現連續無丟失的全歷史管網數據記錄。

2.1.6 專題圖制作

（1）栓點圖制作，以某一個設備點為中心外擴一定范圍（靈活設置），形成栓點圖。

（2）選定區域管線圖制作，任意選擇一個區域進行專題圖輸出。

（3）工程圖制作。

選定數據庫中（或入庫前的單機工程數據）的某一個工程，自動轉出并形成DXF形式的工程文件，配置符號化，并調入加密地形圖數據形成一個在制定機器上可打印的DWG形式的工程文件，然后在CAD環境下根據打印的需求進行任意比例尺的打印輸出。

2.1.7 分析功能

（1）垂距分析：A、點-線垂距分析，在屏幕上任意選擇一點與一條管線進行垂直距離量算。B、線-線垂距分析，在屏幕上選擇兩條空間穿插的管線進行垂直距離量算。

（2）流向分析，利用網絡結構判斷任意一個管線的燃氣管網流向，此流向是隨著網絡結構變化而動態變換的。

（3）關閘分析，用鼠標在管線上任意選擇一點，自動顯示出受影響的管段，給出由近到遠的關閘方案，并顯示出各自應關的閥門。如遇到調壓設施則關閘范圍不再外擴，即調壓設施本身就有閥門控制。

（4）爆管分析，任意管線爆漏，只要用鼠標輕點管線上的爆漏點，系統就能顯示出受影響的管段和地區，給出關閘方案，并顯示出所有應關的閥門。如果需要還可以給出外擴的另一套關閘方案，對于閥門位置比較難找的可以繪制現狀閥門的栓點圖。分析要在調壓站范圍內，且分析中壓的時候連帶的斷開的低壓網也要分析。

（5）斷面分析：A、橫斷面圖分析，在一排管線排列的情況下，任意畫一個橫斷線，沿線繪制出各條管線在此斷面上的地面高程、Z值、口徑等信息;B、縱斷面圖分析，任意選擇一條或多條連續的管線，沿管線繪制高低起伏的管線（Z值=地面高程-埋深），地面（地面高程），同時表現出管徑的不同。

（6）隱患分析，根據各區所上報的搶修隱患紀錄，防腐層檢測信息和設備的使用年限來分析管網設施，并且在圖上把不同種類的隱患設備以不同的顏色標示出來，用以管網改造分析。

2.2 燃氣管網綜合應用子系統

2.2.1 基本功能

（1）圖形瀏覽工具，放大、縮小、平移、全屏等基本圖形瀏覽工具。

（2）圖層控制，控制地形、管線各圖層是否顯示以及順序，以獨立窗口形式提供。

2.2.2 查詢功能

（1）道路查詢，包括單一和交叉口查找。

（2）興趣點查詢。

（3）設備查詢，根據各個管線設備圖層屬性內容進行查詢，要實現各種可查詢字段自由查詢以及組合查詢功能，能夠所有字段信息顯示，并且能夠在圖形顯示區顯示選定設備的位置，并且可以漫游到該處。像管線、閥門、調壓站等具有附屬表信息的也要顯示附屬信息。

（4）圖上查詢，在圖形顯示區內直接點擊目標進行信息查詢，選定相應信息圖形也要有顯示。

（5）所屬調壓設施查詢，主要應用于低壓管線，選定一個調壓設施或其內的任一管線顯示該管線所在調壓設施包括的所有管線以及設施;如遇到是聯網情況的顯示所有網絡內的管線以及設施，并且顯示聯網位置的閘門;如選擇的是管線則需要顯示其所屬的調壓設施。

2.2.3 量算功能

（1）長度量算，屏幕上直接選取兩點進行長度量算，并且能夠進行米、公里單位轉換。

（2）面積量算，屏幕上直接畫出一個多邊形、圓進行面積量算，并且能夠進行平方米、畝、平方公里等單位轉換。

2.2.4 統計功能

（1）把查詢出來凡是包含管線或管線設施的結果結合，進行其屬性字段的任意統計，包括分類、匯總等。

（2）固定統計報表。針對固定報表的形式制定的統計，可以對所有的統計結果進行報表輸出。

3 ?結語

基于B/S、C/S建立燃氣管網地理信息系統，在滿足保密條件的同時，可以很好地實現各分公司、各部門、多用戶同時訪問，在提高工作效率的同時，也滿足大型燃氣企業統一管理、統一規劃的需要。

參考文獻

[1] 解智強，王貴武.城市地下管線信息化方法與實踐[M].北京：測繪出版社，2012.

[2] 綦宇.天然氣需求大增：主推手是煤改氣[J].新能源經貿觀察，2017（11）：46-47.

[3] 顧愛東.關于燃氣GIS系統開發的方案與功能的探討[J].上海煤氣，2004（3）：27-29.

[4] 劉曉帆.探索GIS在燃氣領域的客觀性應用[J].燃氣與熱力，2015（10）：412-415.