城市供水管网巡查监控系统研究

张喜麟

为了有效的保证供水管网安全运营，就要利用现代的信息化技术，开发建设先进的、功能完善的供水管网巡检养护系统，这也是智慧城市的一个重要内容。本文就这个系统应具有的主要功能研究探讨。

【关键词】城市供水管网 巡查监控系统 研究

城市供水管网是重要的基础设施，是社会生产，人民生活用水的输送线，是城市的生命线！因此保证供水管网安全运营就具有十分重要的意义。为此，就必须加强供水管网的巡检、养护。然而，由于城市供水管网庞大，分布范围广，地表工作条件复杂，采用传统的人工巡检、纸质记录的模式不仅工作效率低，还存在诸多无法克服的弊端，如巡查员在现场巡查时，不能实时查看管线数据，不能确定管线的准确位置等等，从而造成漏检、巡检不到位，无法保证供水管网的安全。

为了有效的保证供水管网安全运营，就要利用现代的信息化技术，开发建设先进的、功能完善的供水管网巡检养护系统，这也是智慧城市的一个重要内容。本文就这个系统应具有的主要功能研究探讨。

1 供水管网巡查监控系统

以计算机、智能手持机为载体，以无线网络为支撑，把GPS、GIS、数据库和互联网等现代技术融合起来，通过移动的“手持信息平台”达到供水管线及其附属设施巡查监控信息化、电子化和智能化的管理的实用技术软件系统，其功能主要分为两大子系统：巡查手持终端系统和监控端网络自动化办公系统，前者主要功能是管线巡查、上传事件、管线属性核对及实用分析；后者的主要功能是：供水管线数据查询、巡查任务管理、事故流程管理、查询信息统计分析及系统本身管理等。巡查员在巡线工作过程中，巡查出管线及阀门等附属设施有损坏、缺少或者出现影响管线安全运营情况时，可以应用手机内的巡查终端系统的功能，实时记录管线具体位置、事故的类型、处理内容等，并把现场拍的事故信息的照片同时上报给监控端，监管中心能及时了解掌握巡查情况并据此下达工作指令。分述如下：

1.1 监控端网络自动办公系统概述

监控端网络自动办公系统，该系统安装在监管中心，实现了巡查业务的无纸化自动办公，极大地提高了工作效率，该系统建立在巡查工作流程基础上的网络办公自动化系统，能够实现水管所、托修队及上级主管部门的巡查工作业务的自动化办公，能够及时收到上报的事件，及时打印派工单，真正实现“发现事故——上传——维修——核查——结束——工作评价的全部工作流程的管理，本系统的使用者是水管所长、维修队长及有关职能部门。

1.1.1 业务流程定制化

按照供水巡查工作流程，可根据用户的实际需求，定制事件处理的流程模型，从而实现高效的OA管理。如图1所示。

1.1.2 业务实时处理

系统的功能实现了监管中心——巡查员及有关部门的业务信息流的融合交互，确保业务工作流程得到了及时、快速响应处理，该项功能主要有如下几项：

A、可随时自动接收巡查员上传的事件及随之上传的相关的图片和发生事件的具体地点：

B、巡查员上传事件时，按事件的性质，提示有关部门进行处理，一般事件提示水管所解决，紧急的事件利用短信群发，提示有关部门及相关的领导。

C、系统具有离线提醒功能，巡查员上传事件时，水管所长不在线上，当该所长上线时，也能收到上传的事件。

D、水管所长能根据事件的不同，转发给不同的业务部门及时进行维修。

E、系统具有过滤权限的功能，使不同的职能部门只能看到与本部门有关的信息。

F、对上传的事件的情况能快速打印说明书。

G、在电话不能使用、手机突发故障情况下，系统提供了手动填加、修改等编辑功能，也能对事故进行手动结案，并保存。

H、水管所或主管部门发出的抢修任务，抢修队能及时自动收到，在抢修任务完成后，能利用系统及时上传抢修情况回执单，供水管所或主管部门审批。

I、水管所或主管部门发送指令，指派相关巡查员对抢修结果进行审查核对。

1.1.3 员工监管功能

系统利用智能手机随时都能获得全球卫星定位系统GPS发出的坐标信息，通过坐标转换及坐标矫正及时得到巡查员当前的位置，坐标自动上传到监管中心，在监管中心的大屏幕上显示出来，以便监管中心随时监控管理，主要有如下功能：

——巡查员当前位置随时显示；

——巡查员当前所在位置周边的地貌地形显示；

——显示过滤，可显示需要显示的巡查员；

——系统能自动判定巡查员在工作时间内是否离开指派的工作区域；

——当巡查员离开任务区域或其手持机关机的情况发生时，系统能够把这种情况自动记录下来，并能及时提醒水管所及监管中心的管理人员。

1.1.4 巡查轨迹回放

本系统可以按天来记录巡查员巡查管线的路线（轨迹），监管中心根据工作需要，可以随时查看需要查看的巡查员的行走的距离，在线工作时间等信息，同时，以红色线路显示出巡检人员的巡查轨迹，以箭头标识出行走方向，为考核巡查员的绩效及消极怠工的巡查员的处理提供可靠的依据。如图2所示。

1.1.5 无人值守监控

系统具有“无人值守”监管功能，安装在监管中心的服务器能自动完成全部考勤异常、员工监管和工作轨迹记录等，监管软件不需要开机。

1.1.6 调度指挥功能

监管中心根据工作需要，在屏幕上点击地图上适合工作需要的巡查员，用打电话发短信的方式，直接下达工作任务，对巡查员进行调度指挥。

1.1.7 巡查工作任务管理

本系统具有自动给巡查员分派任务和任务的动态调整的功能，包括区域、日期以及任务类别（如巡查、维修等），监管中心的服务器还可根据确定的规划、设定的法定节假日自动生成每日的巡查工作任务。如图3所示。

1.1.8 工作日志自动生成

本系统可据记录巡查员上传的事故及其处理全部情况，自动完成巡查员的工作日志，巡查员不必回到水管所填写，从而增加了有效的工作时间，减少事故发生的可能性，而且巡查员的工作日志的电子化，不仅能更好的保存，而且使统计报表工作更为简便快速。

1.1.9 工作日志查询统计

本系统具有很强的操作简单方便的查找统计能力，可按需要查询的对象、要求统计的内容、类别进行，也能按需要查询的时间、巡查员、上传事件的类别，对巡查本工作日志进行查询统计。

1.1.10 工作评价

系统能对巡查人员在任何时间段内的巡查工作进行统计，从而确切掌握巡查员在线的工作时间，合计出巡查员离开工作区域，其离开指定的巡查线路的时间，以此为依据，对巡查员的工作按照年度、季度、月度进行统计和评价，真实、公正排除了人为因素。

1.2 巡查手持终端系统

本系统要装入符合要求的智能手机内，与无线网络结合起来，构成了“可移动的信息平台”，与监管中心互联互通，利用系统的功能实施供水管网的巡查业务，系统能自动按设定好的时间间隔上传巡查员的当前位置、经纬度坐标，也能上传巡查员拍摄的照片、上传巡查员发现的事件（故）等，自动接收监管中心的工作指令，核查确认维修结果。如图4所示。

1.2.1 管网浏览

巡检人员可通过智能手机或手持机进行供水管网地图浏览，查看管网或设施信息，了解其分布现状。如图5所示。

1.2.2 信息查询

巡检人员点击某一管线或设施，系统即可显示其所有的相关信息，也可根据条件，查询某些特定管网设施的相关信息。如图6所示

1.2.3 管网定位

·GPS定位：可对巡检人员当前位置进行实时定位。

·地名定位：可快速查询定位到相应地名的地理位置，并高亮显示。

·坐标定位：可准确快速定位到输入坐标相应位置。如图7所示。

1.2.4 爆管分析功能

巡查员在巡线过程中，发现供水管道出现事故，或接收到民众报警，可在自己的装有巡查终端系统的手机上，点击“爆管分析”，系统自动弹出“爆管分析”，如图8所示，巡查员点击“选择爆管点”、再在管网地形图上对发生事故的相应管段进行选择，系统就迅速分析处理，并在手机屏幕上列表显示爆管影响的范围、用户、需关闭的阀门及已经失效的阀门等四种信息，使抢修工作有效的放矢，提高抢修速度，减少损失。

1.2.5 地图上量算功能

系统提供了在管网地形图上量算任意距离和面积的功能，如果某地管线出现突发事故，可以在管网地形图上，立刻算出某个巡查员到事故现场的距离最近，迅速下达指令，尽可能快的开展抢修工作。如图9所示。

1.2.6 工作任务接收

本项功能，从手机上接收到新的管线巡查任务，可自动接收新的巡查工作任务，自动提示巡查员。如图10所示。

1.2.7 任务查询

可查看以住上传的事件、巡查工作信息及其状态，可对以前上传不成功的事件，重新上传（如图11）、回复不成功的任务重新回复。

1.2.8 位置上报

巡查员当前位置系统每隔30秒会自动发送一次巡查员坐标给监控中心，以便监控和调度巡查员。

1.2.9 事故上报

把事故分为一般事故和紧要事故，一般事故上报给水管所，紧要事故以信息群发方式告知全部有关人员，这些人员都可以从地图上获得事故发生的地点、事故所在的道路及当值的巡查员上传的事故现场拍摄的照片，并可保存，需要时可查看。如图12所示。

1.2.10 数据同步

巡检人员在巡检过程中发现供水管网GIS系统数据与现场不符时，可上报数据问题，进一步促进管网GIS数据的正确性。同时，巡检人员可把供水管网GIS数据库中的地形图、管网等信息下载到智能手机或手持端中，为巡检工作提供参考。

3 预期成果

（1）供水管网巡检监控系统；

（2）监控端网络自动化办公系统；

（3）巡查手持终端系统；

（4）系统研发报告；

（5）用户操作手册。

4 社会经济效益

开发建立“城市供水管网巡查监控系统”，就真正的全面实现了供水管线巡查、维护、监管等一体化、无纸化、智能化网络办公，这就极大的提高管理效率和有关各项业务的工作效率，极大降低了管理运营的成本，有效的保证供水管网长期安全运行，确保社会生产、人民生活用水的稳定供给，这就极大的创造出巨大的社会效益和经济效益，为中国特色的社会主义经济建设做出重大贡献。

作者单位

1.同煤集团技术中心 山西省大同市 037003

2.保定市先导科技有限公司 河北省保定市 071000