供水管网地理信息系统

齐鲁石化排水管网地理信息系统(WPGIS)综合解决方案天津嘉信技术工程公司二〇〇六年三月齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案2前言近年来，随着城市生活水平的不断提高，城市供排水管网系统越来越庞大，如何应对社会发展的要求，更好地服务于社会，对供排水管网管理水平的要求提出了严峻的考验。一方面，供排水企业以管网为核心，传统的手工图纸操作，不能在一张图上清晰的体现整个管网的现状情况，数据更新是最大困难，对错综复杂的管线网络常常显得被动。另一方面，多数地图以图纸的形式存放，不便于查询和保存,仅凭当时施工人员的记忆去寻找，这样，导致了日后维护工作难度加大，给企业带来巨大的经济损失和不良的社会影响。因此,使用计算机，借助地理信息系统技术来进行供排水管网的管理、管网设计及事故处理，迅速查看地下管线的现状,从而达到管网基础信息管理与业务管理的同步发展,提高供排水企业管理水平和服务质量,已是势在必行。目前，供排水管网系统在国内部分大中城市已经应用起来，中部地区也在加紧建设步伐，但是，仍然有许多城市应用效果并不良好，系统本身技术落后，不够灵活，不能适应发展的需求。第一章系统概述齐鲁石化供排水管网地理信息系统(以下简称WPGIS)基于北京超图公司研发的国内最优秀的GIS平台SuperMapGIS而开发，结合先进的体系架构技术、建库技术、网络技术，具有可扩充性强、运行效率高、容易使用和维护等特点，能够满足国内供排水行业大中型公司信息化的需求。WPGIS建立在以动态和静态的供排水管网电子地图为基准，对管线及各种设施进行属性查询、定位、分析、统计；对各类统计结果进行输出；管网发生事故后，能在短时间内提供关阀方案、用户停水通知单，发生新情况后能迅速调整方案；实现了供排水管网图文一体化的现代化管理，提供了管网数据动态更新机制，准确高效，为供排水规划、设计、调度、抢修和图籍资料管理提供强有力的科学决策依据，实现分析决策的全计算机操作过程，从而提高自来水公司的生产效率和社会服务水平。WPGIS具有良好的兼容性、整合性、长期性。系统提供了丰富的接口通过接口或中间数据库实现与SCADA和DCS通讯，可方便实现与公司其他子系统的集成，实现数据的交换和共享，最终融入到城市供排水综合信息系统中，发挥其应有的作用和地位。WPGIS全组件式设计思想、插件式开发方法和可装配式体系架构的应用，使系统能面对公司业务需求不断变化的情况下及时动态的调整和升级系统。齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司4第二章系统特点2.1个性化系统定制功能系统基于先进的框架软件设计理念，提供了可动态定制功能菜单的功能，用户可根据自己的需要定制个性菜单和图层，隐藏那些与自己工作无关的系统功能而不需要编写任何程序。系统设计从实用方便的角度出发，使工作人员在最精简的个性化系统中工作，从而提高工作效率。功能菜单管理2.2灵活的系统扩展和维护系统具有较强的可扩展性和对需求变化的自适应能力，以适应业务管理内容和工作流程变化造成的系统需求的变化。功能扩展：为了满足用户今后系统扩容和扩大应用范围的需求，系统充分考虑从系统结构、功能设计、管理对象等各方面的功能扩展。齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司5软硬件升级：系统应充分考虑软硬件平台的可扩展性及软、硬件的负载平衡机制。随着关键软件和硬件的发展以及管理功能的增加，系统具有灵活和平滑的扩展能力系统采用集中的、智能化的维护方式，尽可能减少手工维护工作量，确保系统的正常运行。2.3方便实用性强最大可能地满足城市供排水输配管网管理的业务要求是系统建设的根本目标，也是系统设计的基本出发点。做到易于使用、便于系统管理、数据更新简便和系统升级容易，具有优化的系统结构和完善的数据库系统，以及友好的用户界面。系统从切实的必需的功能出发，不追求大而全的当前功能，而是实现切实的必要的功能，使每个实现的功能能用、好用、用户喜欢用，减少用户学习的时间。同时也为将来的扩展留下足够的接口，逐步完善，持续发展。2.4完善的数据更新机制地理信息系统最有价值部分是系统的数据，但过时的数据却是一文不值的。能保持基础地理数据的即时更新，一方面有利于实时保存管网数据，另一方面，可以充分发挥系统功能，真正使得计算机技术代替手工操作。2.5管线分析预测根据管线基础数据和采集数据通过科学评价方面实现现行管线的状况评价分析第三章软件体系结构3.1采用关系数据库管理使用SQLServer2000作为数据库管理系统，统一管理空间与非空间数据。3.1.1空间数据管理当前GIS技术发展的最新趋势是采用关系数据库或对象关系数据库管理空间数据，齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司6如SuperMap的SDX+、ESRI的SDE和ArcSDE、Oracle的Spatial、Informix的SpatialDatablade、MapInfo的SpatialWare，构成了GIS服务器，可以充分利用RDBMS数据管理的功能，利用SQL语言对空间与非空间数据进行操作，同时可以利用关系数据库的海量数据管理、事务处理（Transaction）、记录锁定、并发控制、数据仓库等功能，使空间数据与非空间数据一体化集成，实现真正的Client/Server结构。系统将采用关系数据库管理空间数据和属性数据，确保空间和非空间数据的一体化集成。3.1.2非空间数据管理能过SQLSEVER数据存储管线，井，站的基础数据和检测数据，综合评价数据。3.2Client/Server结构处理大量图形数据的应用，提高运行效率，将充分应用比较成熟的Client/Server结构3.3全组件式开发系统采用SQLServer统一管理空间数据，对于客户端软件的开发，使用VB/VC++进行组件式开发。齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司7第四章系统功能设计4.1地图显示子系统4.1.1地图数据库管理与图纸拼接模块系统采用关系数据库统一管理地形图与管线专题数据库，地形图数据库采用表（table）存贮，以对象为单位对应表中一行（Row），包含图形与属性数据，在数据库中是连续的、物理上无缝的。地形图按专题要素组织与存贮，可以方便地从中提取部分数据并进行数据转换。具有地形图数据库的自动备份功能。图4.1.2调图与定位模块地图定位可以由图号、地名、路名、坐标或设施属性定位到空间对象所在的位置，并加以显示。地图定位有根据图幅号定位、地名管线编号定位、阀门编号定位、用户自定义视图齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司8定位、坐标定位等。4.1.3视图操作模块支持地理形图与其它管线其它专题要素的叠加显示，可以控制图层是否显示、并按指定的比例尺自动控制图层的显示。支持鹰眼和放大镜窗口，进行整体的查看和局部放大。支持图形对象的符号化，可以自动为图形对象配以线型、符号和面状填充符号进行显示，并可以方便地改变线型、符号和面状填充符号。可以根据需要增加和删除显示图层。可以进行动态无级缩放、可中心缩放，框选缩放，漫游、刷新、恢复和全局显示。4.1.4分层和图层管理功能对管线、管网附属设施及地理背景数据分层管理，用户可选择显示、关闭来设置显示哪些图层，可对图层进行单值分类显示，可以根据图形对象的属性值来控制显示线型，颜色，线的粗细，符号的类型，大小，颜色等。如我们可根据管线的管径来控制管段的线型、粗细、颜色等。4.1.5测量与动态标注可方便地测算坐标、任意两点间的距离、任意两条曲线的夹角和任意多边形的面积。可随意选择颜色进行自由注释、标注任意点坐标、管点属性及两点的距离等。管线显示风格设置界面齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司9设置标注界面（阀门口径标注）4.1.6数据转换模块支持多种数据格式的转入转出，如DWG、DXF、MIF、COVEAGE、SHAPE、SDB、DGN,BMP等。4.1.7整饰编辑与拓扑处理编辑处理包括图形的拓扑处理、图形裁剪、图形合并、错误检查与定位、误差消除。4.1.8管线照片显示实现井，站设备的照片显示，为生产维护人员提供资料齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司104.1.9图形输出模块系统提供了多种地图模板，可输出符合地图公开出版质量的图件。设备卡片打印模板图齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司114.2管线、设施维护子系统4.2.1属性数据录入系统提供图形化的录入界面，处理管网属性数据输入、修改。包括：管线、管网节点属性数据阀门记录卡录入、编辑4.2.2检测数据维护包括各种表，流量计读取数据和阀门开关情况等等4.2.3管网设施查询管理本模块是地图显示、查询与定位模块的扩展，增强了对管线专题信息的查询与显示功能。系统可以按使用者的需求对系统中的管网数据进行分层管理，便于查询、施工、决策。主要查询功能有：按地名查询：按地名或建筑物名称查询相应管线阀门以及管网附属设施；按视图查询：用户自定义视图名称，查询相应管线阀门以及管网附属设施；可选区域查询：在地图上圈定的区域内，能查询该区域内的管线、管网附属设施的属性报表和在地图上亮点显示出来，并能把报表和图形打印出来；按节点编号查询：输入管线的节点编号，能查询出该管线段，并在地图上亮点显示出来，同时能打印该管线视图。条件查询：选择区域、年限等条件查询相应管线的具体位置及相关属性信息。显示阀门普查路线：即对已普查阀门所在的相关管线作特殊显示如显示不同颜色或作闪动齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司12设施查询定位界面4.2.4管网设施统计管理此模块可对系统中管网设施进行定性、定量的统计，对统计报表导入导出、打印等。设施统计界面齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司13管线统计维修、维护统计材质统计区域统计条件统计阀门统计维修、维护统计切水统计，并打印统计信息；阀门检修统计，并打印统计信息；安装年份统计区域统计条件统计5.2.5其它管网设施的统计报表生成管线统计表阀门统计表管网附属设施统计表阀门维护工作单维修工作单管线设施信息表4.3`管网分析评价子系统4.3.1切水分析管线资产统计图齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司14鼠标点击切水管线位置，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。切水分析结果图4.3.2断面、剖面分析在地图上选择某一管线的起点、终点，生成纵剖面图；在地图上绘制一条直线或折线，根据这条线段生成相应管线的横断面图。齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司15横断面、纵剖面图4.4与外部软件SCADA/DCS结合系统4.4.1与SCADA/DCS数据连接系统充分考虑了与外部系统的数据连接，可通过中间数据库或直接利用软件接口进行连接。例如水表、水压等各类仪表数据存储在数据库中，本系统通过获取相应字段信息，并将相关数据实时显示在系统电子地图窗口中，使用户可以在一个完整的背景下实时、动态的了解整个管网的运行状况，并由此做出相应决策。外部系统设置界面齐鲁石化排水管网地理信息系统解决方案天津市嘉信技术工程公司164.4.2超标通讯报警采集排水系统流量计数据和实时运行数据能够进行超标通讯报警。用户可根据需要自行调节报警点，屏幕上的红色直线为报警线,圆为报警点。点击查看报警数据、报警时间、报警次数等超标信息。提示用户在短时间内把相关设施设备降低到规定水平或标准。4.5系统管理子系统系统提供灵活的用户管理机制，可创建、编辑、删除用户，并可定义用户权限。应用系统按功能分类，可定制各系统的使用用户。日志管理（用户登录、修改某些重要数据的记录）提供可靠的多级管理安全机制，对重要的数据进行自动备份。4.5.1安全管理用户登录和用户合法性检查:用户输入用户名和密码后，在用户信息库中查找有无此用户及用户密码是否正确。用户权限检测：在系统中有一个用户功能权限检测模块,用户