南京供水管网地理信息方案

南京供水管网地理信息管理系统南京市自来水总公司一、项目的目标及意义南京市自来水总公司是一个有七十年供水历史的大型供水企业，日制水能力达200万立方米，平均日供水量达175万立方米，地下各类管线总长度达2663公里，各类阀门约18000只。管网信息量十分庞大，而且还处于不断更新之中，使用人工与经验式的管理方式，已越来越不能适应城市供水事业的迅猛发展。借助于计算机技术和GIS理论，实现管网信息智能化管理势在必行。为此南京市自来水总公司借鉴了国内外供水管网的管理模式，经过多次调研、需求分析、组织各级部门研讨和论证，投入专项资金300万元，引入最新计算机理论，在高技术、高起点的水平上，建成一套适合自来水管网管理的集管网信息存储、检索、统计、分析、计算及进行动态业务管理的系统棗南京供水管网地理信息管理系统；确定由南京市自来水公司和中国人民解放军理工大学共同承担项目的研制开发。项目于1998年3月正式立项，2000年6月底投入运行。二、国内外概况自来水管网基础设施管理和辅助决策的计算机化是自来水行业所关心的课题。国外自来水行业采用计算机信息管理已比较普遍。一般都在小型机或工作站上完成，系统的投入较大。九十年代后，GIS系统在我国各领域逐步发展，但由于起步较晚，技术上相对落后。随着我国经济的快速发展，给城市建设、规划、管理都带来一定压力，许多城市开始引进国外的GIS系统。如上海水司在世界银行投资200多万美元支持下建成的DN300以上管线的建模GIS系统、广州自来水管网信息系统、重庆自来水管网信息系统。以上供水管网地理信息系统与本项目比较，尽管所用的软件不同，在功能上都包括了供水管网的图形数据的录入、修改及查询统计、抢修决策、日常事务管理等功能。受到当时条件限制，各有特点和需完善之处。本系统在GIS平台上实现了南京市供水管网的地理信息管理，具有以下特点及创新：首先管理的深度和广度达到了相当的水平，涵盖了南京市自来水公司江南地区所管辖的所有管线和设施，从DN1800至DN15的管线直到用户水表；其次实现了地形图和管网图全矢量化管理，系统采用了1/500电子地形图作为基础图，内容详实，精度高，标准统一；第三,爆管决策分析计算到口径为DN75的管线；第四系统建立了一套符合国标的管网全要素符号库，并在mapinfo平台上实现了全要素等比例缩放。在国内同行业中处于领先水平。三、系统基本构成本系统是运用GIS理论中的地理特征与物理属性相结合的概念，综合图形数据和管理模式，集管网资料档案科学化管理，竣工资料的计算机录入，并在此基础上对资料进行查询、统计、爆管分析的较综合的独立系统。具有技术先进，实用性、可推广性、专业特性强等特点。1、系统总体结构设计在系统的总体结构设计上，我们选择的是客户机/服务器（C/S）模式。这一方式以专用服务器来完成数据存储和事务处理，由客户端提出申请。这种方式既分解了事务，提高了服务器和客户端的处理速度，同时也保证了数据的安全性、共享性；这一方式对计算机系统的软硬件环境要求不高，相关的技术比较成熟，熟悉它的人员也比较多，系统操作人员的培训相对容易，只需要有较为充足的硬盘空间来存储地形图数据和管网资料数据。鉴于以上的原因我们选用了C/S模式。2、系统硬件构成在硬件的选择中我们面临的最大问题是硬件的升级换代速度非常快。我们选择原则是保证应用的前提下，尽量节省资金，所以选择了当时的中上流产品。服务器选择性能稳定的DELL专用服务器，该服务器可以满足我们的业务流量和数据流量，另外它有灾难恢复功能。管理工作站选用高端产品，其它工作站选用国产的品牌PC，网络为百兆网，通过交换机百兆速率交换到桌面，这样可以满足较大的数据流量。为了适应大幅面图纸的输入输出，我们配备了A0幅度面扫描仪和绘图仪。3、系统软件平台选取我们从众多的GIS应用软件中选择了MAPINFO为图形处理平台，选用SQLSERVER为数据库平台。四、系统基本功能软件实现的五大功能模块：1、图档管理它是系统对各种基础图形的管理模块，主要实现1/500栅格图、竣工图注册和注销、地形图存图情况浏览、查询、统计和打印输出。2、管网录入它是系统数据录入、图形矢量化的输入模块。功能上可以在图形的基础上增加某个地理空间的特性，实现管线、节点、阀门、泄气、消防栓、水表等管网要素符号的矢量化，并完成对三通、四通、曲管等管件符号的绘制、编辑。3、查询统计它是系统的主要查询统计窗口。具备多种查询手段，可以按图幅号、口径、地址等管网要素属性进行多重查询、分级查询，可以迅速准确地查询定位指定管网要素，获取有关信息；并提供灵活多样的统计方法。4、抢修决策本模块使用数理模型，运用了拓朴网络的有条件分析，实现了爆管的计算机辅助分析。它的功能是：根据故障位置计算停水管段，确定需关闭的阀门，列出受影响用户，为决策提供支持；根据管网图预生成决策管线、阀门和封闭区。5、日常台账管理本模块分类细致，包括日常维修管理、定期维修管理、接水工程管理三个相对独立的台帐，分别提供相应的编辑、查询、统计工具。以上这五大功能模块不但实现了对大量管网图形的科学有效的管理，也实现了指导于生产，提高工作效率，加强规范化管理的目标。五、经费投入概算本系统初立项时，计划费用为300万元，主要有120万元用于购买南京市数字地形图，22万元用于系统软件的开发，21万元用于管网资料的整理，40.7万元用于资料的录入，20万元用于购买应用软件，60万元用于购买硬件设备。六、项目成果和研制收获城市供水管网担负着人民的生活和生产建设，供水的重要使命，为保证供水管网的安全运行，必须精心维护和科学管理。通过该项目的实施，实现了从传统的管理模式到信息时代科学管理的飞跃。本系统定位准、投资少、功能全，信息量大，专业性强，主要成果有：1.建立了管网图形数据库。数据详实，涵盖了南京市自来水公司江南地区所管辖的所有管线和设施，管线口径从DN1800—DN15，直至用户水表。并可分层、分类管理及检索查询、图纸绘制，统计报表的生成打印。这点在查新报告中表明，在检索的文献中均无这方面的报道。2.建立一套与国标相符的管件符号库，在mapinfo的平台上实现了管件符号与地形、管网图同时任意缩放，保证了图面的可观性。这一技术是在地下管线管理软件开发方面的又一创新应用。3.实现了图档管理的标准化和规范化。查询统计方便快捷，可以满足各部门（包括规划、设计、维修、施工、调度、抄收等）对资料的不同需求，实现了信息共享，提高了资料的利用率和工作的效率。4.实现了爆管抢修计算机辅助决策。在抢修决策方面，以往是由经验丰富的工作人员现场进行爆管分析，定位速度慢，准确性低。有时还需调阅档案，扩大停水区域，在不利的情况下甚至要用平时几倍、几十倍的时间才能正确锁定爆管位置。而利用该系统，只要指定爆管地点就能快速、准确地锁定相关阀门，显示受影响的用户。大大加快了公司对爆管事故的反应速度，缩短了修复时间，减少了对用户的影响，降低了水量损失。从而取得显著的经济和社会效益。5.完成了对管网运行进行动态管理的基础工作。系统备有接口，以便有机地连接自来水产、供、销及售后服务系统。如现有抄收MIS、管网平差、优化调度等系统连接。6.该项目在相关行业内（如供水、供电、电信等）较高的实用性和先进性，因此有很大的推广前景。将来与南京市地下管网办建立的城市地下综合管网信息系统联接，信息共享，实现有条件的查阅其它地下管线资料，避免因地下管线资料不详而造成的管线破坏。七、结束语综上所述，本项目是南京市自来水总公司与解放军理工大学项目组全体人员智慧的结晶，得到了各级领导的关心和支持。良好的开发应用效