基于GIS系统的城市管网综合管理系统

　　摘要：随着城市经济的快速发展，其空间也随之不断增大，对城市管网建设提出了越来越多的要求。由于城市阶段性的发展和其他原因，城市管网建设及其管理存在诸多问题，当城市的发展速度快于城市管网建设与管理时，混乱的管理必将极大限制城市的发展建设。根据管网技术要求和实现方案，设计了以计算机为核心的分布式控制系统。GIS系统采用客户端/服务器结构，组成了以管网监控系统为中心的开放式网络，且该系统已成功应用于某地区的管网监控中。

　　关键词：管网建设;GIS;分布式控制系统;客户端/服务器;管网监控;开放式

　　0引言

　　地理信息系统简称GIS，是集数据采集、加工、传输、储存、分析、查询、检索等于一体的地理信息计算机系统。近年来，城市建设飞速发展，地下管网不断延伸，管网交错，线路复杂，如果采用传统方式获取管网的数据，将导致资料信息易重复，数据易丢失且相对分散等状况出现，给管理者带来许多不便。为此，必须改进针对管网的传统管理方式，实现城市管网管理的规范化、科学化、自动化。

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　　建设城市管网地理信息系统(GIS)可以大大提高企业的管理效益和生产效益，实现更科学的管理和决策，更好的服务用户，同时使企业自身得到发展[1]。系统在现有管道和地理数据的基础上，利用GIS技术实现了针对管道的地理数据、自身属性数据、网络拓扑结构的一体化管理，为燃气管道的城市规划、设计、施工、输配调度、生产调度、设备维修、管网改造、抢险及安全用气等作业提供准确可靠的数据，形成了一套自动化、智能化的燃气管网综合管理系统[2]。

　　1系统功能

　　GIS的基础数据是燃气设施数据，所以在系统搭建前首先需要获取此类数据，若无燃气设施数据的输入，那么系统的搭建毫无意义。搭建好平台后，数据的输入方式和一些计算机辅助设计(CAD)软件类似，输入数据的类型可以是燃气敷设方式、空间施设信息、施工单位、完工时间、施工图纸等[3-4]。

　　1.1设备管理

　　在GIS系统中，可以通过类似AUTOCAD的操作，如 图层设置、更改线条颜色等定位设备的空间地理位置，并且可以显示本设备与周边参照体的相对位置，这将极大提高针对管道巡查维护、泄漏点排查的工作效率[5]。由于管网的建设是一个庞大的工程，涉及区域广，所需施设数量多，所以针对管理者而言，固定资产的管理比较棘手。

　　借助功能强大的GIS系统，可以按照系统中管网的实际位置，对管段逐个进行数据分析，将得到的数据汇总建立动态数据库，便于管理者做到资产的实时管理。系统还提供查询功能，通过对如管径、管道材质、使用年限等相关数据的查询，可以掌握目前的管网情况。另外，GIS系统中的设施数据可以附加投用年限、维修周期及保养情况等信息，通过综合分析，系统会给出一套维修与更换计划，保证管网所有设备都能工作在最佳状态，真正做到资产的动态管理。

　　1.2人/车管理通过GPS终端，可以在地图上实时显示人员车辆的位置，查看其历史运动轨迹，实时掌握各员工的工作状态。巡检人员也可以通过手持GPS终端把巡检情况和数据记录(图片、经纬度、文字等)实时上报至平台，通过系统的短信平台和留言平台实现员工和管理员的信息交换。

　　1.3下游单位管理GIS数据输入时，可以建立属性数据，如小区名称、楼栋、户号等，这些信息接入现有客户管理系统的数据库后，可以在本GIS系统中查询客户的用气量、管压等信息。

　　1.4区域管理GIS系统将管网划分为多个片区，并对每个片区进行区域定义，通过本功能可以查询本区域设施的数量等相关属性。该功能可大幅提高燃气公司对管网维修、抢修的工作效率，并进一步提高管理水平。

　　1.5爆管分析与追踪本功能可以实现管道连接性追踪与事故状态分析，在地图上实时显示目标管道或设施连接设备的状态信息，极大提高事故反应能力，减少事故损失，一旦发生燃气泄漏事故时，系统迅速显示事故发生的地点，提供阀门关闭的最优方案和事故处理意见，以及即将停气的用户名单。

　　1.6位置查询随着城市区域面积的不断增加和管道的不断延伸，GIS功能越来越强大，使用的人员也不断增加，对系统位置的查询也越加频繁。本系统可按照施设编号、道路名称或者十字路口快速查询位置。

　　2系统功能简述

　　2.1整体结构设计

　　根据燃气公司的要求，本系统通过GPRS无线方式进行数据传输，如后期新增站点只需添加设备编号即可，具有较好的扩展性。

　　3系统主要特点

　　(1)系统支持Android系统、Windowsmobile操作系统等移动设备采集管网、阀门、调压柜等的数据资料。(2)将城区分成若干区域，只需轻轻一点即可显示相关信息，使用方便。(3)通过地图选择按键可快速切换影像、地形、交通等不同地图底层，为抢险施工提供决策参考。

　　4结语

　　本系统是以计算机为核心的分布式控制系统，由监控中心、手机终端系统、地图服务引擎等组成。监控中心与地图服务引擎、手机终端通过广域网连接，通信媒介采用GPRS等方式。系统采用客户端/服务器模式结构，由工程手机端、智能手机端、GPS手持模块组成的网络系统可对燃气管网日常巡检人员、车辆到位情况进行合理调动，确保管网安全运行。

　　参考文献

　　[1]吴军胜.浅议GIS技术在供水系统中的应用[J].河南水利，2003(2)：35.

　　[2]郭远刚.GIS在供气管网管理中的应用[J].城市燃气，2006，15(1)：9-14.

　　[3]白连明.燃气地理信息系统的建设与应用[J].煤气与热力，2010，30(2)：75-78.

　　[4]杜光辉.基于力控软件的燃气调度中心SCADA系统应用方案[J].自动化博览，2012，30(3)：84-86.

　　[5]牛强.城乡规划GIS技术应用指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2018.

　　[6]李庆林.城镇燃气管道安全运行与维护[M].北京：机械工业出版社，2020.

　　作者：王增刚

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