三维综合地下管线管理系统解决方案

三维综合地下管线管理系统解决方案2015.10.15汇报内容行业发展背景需求分析管理现状系统构建框架系统功能设计行业发展背景城市地下管网是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为“城市的生命线”。随着城市化的不断发展，城市地下管网的种类不断增加，传统的管线规划和管理模式已经不能适应信息时代的需要，如何建立一个信息数字化，管理科学化的城市地下管网综合管理信息系统，已经成为城市地下管线规划和管理领域亟需解决的任务。随着近年来地理信息技术、地下管线探测技术、计算机技术、三维虚拟现实技术以及信息发展在互联网和网络化应用服务等管理理念的迅速发展，设计和建设一个综合管网地理信息系统有利于城市规划、建设和管理的科学化、规划化、高效化。需求分析管线信息系统经历的发展阶段：1、纯信息管理系统（MIS）第一种是走管理信息系统的路子，运用数据库管理系统（MIS），对综合管网资料整理录入，放在数据库系统中，具有常规的属性数据管理功能，如录入、修改、查询等。这种方式可有效管理综合管网属性数据和资料，便于查询分类，但不具备管理图形能力，不能对空间数据进行检查和分析。2、MIS和图形结合这是种MIS与图形相结合，但仍使用MIS来存放和处理属性数据，图形则另外通过图形系统来录入，以文件形式单独存储，这种方案只是把MIS的思路简单扩展到图形数据上，属性数据和图形数据分离，彼此不相关联，图形本身所蕴涵的丰富信息不能被系统自动识别、提取和利用。需求分析3、管网地理信息系统地理信息具有空间定位、数据量巨大、信息载体多的特点，由于传统的MIS的数据主要是针对简单对象，因此其管理的概念和方法很难有效管理和分析复杂的地理信息。而地理信息系统是一种管理和研究空间位置和属性数据的信息系统。它对空间数据或属性数据进行拆分处理，研究各种空间实体及相互关系，根据实际需求，通过多种因素综合分析，适时提供多种空间和动态的地理信息，满足人们对空间信息的要求，并借助特有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策、动态模拟和统计分析等服务。GIS技术将地理信息相关的空间位置、属性特征进行统一管理，按一种全新的方式组织和使用地理信息。采用地理信息系统来真正实现综合管网的空间数据、属性数据、拓扑关系的一体化管理，已成为构建综合管网信息系统的必由之路。住房城乡建设部、工信部、新闻出版广电总局、安监总局和能源局于2014年12月14日联合发出通知：要求在全国范围内开展地下管线普查，2015年年底前完成普查并建立完善城市地下管线综合管理信息系统和专业管线信息系统。此次普查范围包括城市供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业(不包括油气管线)等管线及其附属设施以及各类综合管廊。需求分析随着各项相关政策与规定相继出台，城市地下管线规划、建设、管理迎来了快速发展阶段。由于地理信息系统以及数据库技术的快速发展，城市地下管线信息化进程也明显加速。至2010年，全国开展管线普查的城市已有107个，说明中小城市、县级市开展管线普查已是势在必行。管理现状管线管理系统现状我国城市地下管线管理一直比较薄弱，不少城市存在地下管线分布不明，管线档案资料不完整、不准确、不规范，资料分散保管，城市建设施工缺少系统的管线档案资料可供查询利用，造成城市建设管线事故不断发生。根据专业机构的调研数据，我国绝大多数城市的城市级管网和区域性管网普遍存在线路老化、满负荷使用、管理混乱、应急处理能力差等问题，突出表现在：管理现状1）各种管线（给水、排水、电力、电信、燃气、热力、有线电视等）的图纸和档案越来越多，查询不方便，工作效率低；2）种种原因，造成管线的竣工图纸不完整或不准确；3）图档的更新和归档不能做到迅速及时，遗漏、破损、老化、信息重复等问题较多；4）库存管理信息资源利用率低，不方便；5）城市多种地下管线设施资料的综合利用困难，易造成某种管线施工时，损坏其他管线，在紧急灾害事件发生时，无法同时提供多种、多幅管线资料，造成调度、指挥、决策迟缓；6）大部分管线的适时信息（如压力、流量、温度等）不能集中显示，未实现管线与设备的远程控制，发生事故时反应缓慢。地下综合管线管理系统建设的必要性1、未来城市的发展需要城市管线数字化在城市进程日益加快的今天，运用科学、整体、系统的思维来营造现代化城市已成为时代发展的必然。如何充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术，将城市各种信息资源进行数据融合，提高信息综合应用潜力，是当前的一个紧迫任务。而城市管线数字化是城市数字化最为重要的组成部分。2、是提高工作效率和城市规划管理水平的需要在过去相当长的一段时间，依靠传统方式“人工活地图”管理城市管、线、网等基础设施，发挥了一定作用，但是随着科学技术的发展和城市建设速度的加快，“人工活地图”已远不能适应建设形势发展的需求。基于GIS技术的综合地下管线信息系统是GIS技术在市政管线中的综合应用，将反应城市管线现状、规划、变迁的空间数据以及描述这些空间特性数据，通过计算机进行输入、存贮、查询、统计、分析、输出。地下综合管线管理系统建设的必要性3、为改善城市居住环境提供辅助决策目前，我国城市污水处理率还比较低，部分污水经由城市雨水管道直接排入河道，影响了城市水环境。挖掘排水管线的污染源和排出口关联信息，配合外业污染源调查工作，可为城市河道和湖泊的污染源评价和截污纳管工作提供决策数据依据，为改善城市水体环境做贡献。4、为城市应急事件提供辅助决策可以建立瞬时雨量-道路-排水管道排水能力的关系模型，分析全市已有排水管道的缺陷，为管道改造提供依据，分析易积水区域；与天气预报相结合，根据预报的瞬时雨量对可能的积水区域进行预警。还可以建立燃气管道爆炸-扩散模型，在出现紧急事故时，根据模型分析随着时间的推移，事故的影响范围、人数等，为救援工作提供科学指导。地下综合管线管理系统建设的必要性5、为城市安全管理提供辅助决策建设燃气地下管线的安全诊断、评估系统，依据评价模型，根据影响燃气管道安全的各个因素值，评价各段管道的安全等级，包括管道的安全评价、阀门的安全评价，楼栋管的安全评价及区域评价。评价结果可视化分析。6、与业务系统融合，提高政府工作效率实现对地下管线工程档案的接收、整理、鉴定、统计、保管、利用和保密工作，提高城建档案管理机构的工作效率。由于数据源的一致，可以很方便的实现产品质量的可追溯性，降低建库的成本。建立地下综合管线管理系统的意义产生经济效益、社会效益和环境效益改变传统的管理方式，提高工作效率和管理水平提供准确数据，有利支持决策分析为搭建地下管线安全预警决策的平台提供基本条件信息化管理，使应用更快捷方便系统建设目标应用地理信息、三维虚拟、一体化管线探测等先进技术，建立数字城市基础地理信息数据库，实现城市基础地理信息资源的集中管理、统一服务；建立基础地理数据库，形成政府、行业部门等地理信息互联互通和共享应用，为城市规划、国土、城建、交通、水利、公安、环保等各政府部门提供科学、准确、及时的地理空间服务，为城市发展战略决策分析、制定规划、应急响应及实施一切重大战略举措提供必要的基础信息平台和技术支撑。建设城市综合管线数据库，实现城市综合管线与专业管线信息的分布式共享交换和一体化组织；建立综合管线应用系统，为城市管线的规划、施工及运行管理、城市地上地下空间统一开发利用提供完整的管线信息服务。系统构成部分一库：一套城市基础地理信息数据库一平台：一套数字城市基础地理信息管理系统平台一应用：一项城市综合地下管网应用系统一环境：一套运行支撑环境系统功能设计一个好的管线管理系统功能至少要包括：信息查询功能、统计功能、三维图显示管理功能、空间数据分析功能、输出打印功能和系统管理等功能。具体包括：一、信息查询功能图数与数图查询管道资料查询阀门资料查询调压器资料查询历史资料查询规划资料信息查询量测、信息显示和动态标注二、统计功能主要包括管线长度统计、管线点类型统计、综合统计、区域统计、分类统计、条件统计等统计功能。用户可以根据系统提供的统计条件对满足条件的管线点的数据进行分类统计，并打印输出统计结果的图标。三、三维显示管理功能1、三维显示三维图显示功能用户通过划定三维管线显示区域，选择当前范围内可视管线数据，系统将自动展现管线的三维模型，使地表呈现塌陷或透明的模式，使隐藏在三维管线显露出来。用户可以从不同视角来浏览管线，能进行放大缩小和旋转等功能，并可以查询管线的属性数据信息，而且能在三维图上进行简单分析，可以对管线进行垂直径距分析提供直观的判断工具。三、三维显示管理功能2、三维空间量算提供多种空间量算功能，在三维场景中精确测量空间点之间的距离、三维空间高度、地表面积、任意多个空间点围成区域的面积等。四、空间数据分析功能包括管线事故的影响区分析、管线交叉路口分析、管线的连通性分析、管线的水平径距分析、垂直径距计算等分析功能。具备地上、地面、地下、三维纵横断面自动生成功能。四、空间数据分析功能爆管分析：鼠标点击爆管管线位置，显示受影响的管段区域，给出关阀方案，显示所有应关闭的阀门，输出关阀报表，关阀图和因关阀影响停水的重要用户信息，通过爆管分析功能，可以快速找出距管道爆裂处阀门，以便及时关闭，降低事故引起的损失。四、空间数据分析功能缓冲区分析：在一个中心点，搜索任意范围内所需要的目标。预警分析：假定一些数据进行模拟演示，判断管线是否发生故障。连通性分析：对管网进行一定程度的模拟仿真分析，显示当前管网的连接情况和供水状态，可以制定管网中任意两点，能计算出两节点是否连通，并给出最短路径。可模拟开、关阀门。四、空间数据分析功能剖面分析：主要分为横断面分析和纵断面分析功能。三维剖面显示四、空间数据分析功能横断面分析：根据断面下的情况，生成截面管径、地面高程、管顶高程、埋深等信息，显示横断面图时，使地面线更符合现实，能清晰显示侧右线、绿化带、隔离带等。四、空间数据分析功能纵剖面分析：指定分析管线，以几何图表的形式显示出分析管线的纵剖面区域。四、空间数据分析功能地面开挖模拟：针对地下管线管理过程中经常出现的地面开挖问题，三维管网系统提供了任意区域的地面开挖模拟，设置开挖深度和边界范围，三维地形自动塌陷，暴露出地下管网的分布情况，为施工提供决策支持。五、输出打印系统提供向其他平台的输出转换功能。如输出为AutoCAD的DXF格式、MapInfo的MIF格式等，并且可以输出：大比例尺基础地形图、综合管网图及专业管线图、各种专题图、各种成果表、放大图等。打印输出文本输出报表生成六、系统管理系统管理安全管理–用户登录和用户合法性检查–用户权限检测用户权限管理–增加用户–删除用户–设置用户权限–修改用户权限