基于GIS的供水管网信息系统设计与实现

2019-07-01

福建质量管理 2019年13期

(惠州市惠阳供水有限公司广东惠州 516200)

一、引言

随着技术的进步及国家水资源的日益紧缺,供水企业实现供水管网信息的科学管理也越来越紧迫。利用GIS对供水管网进行管理是最好的选择,供水管网信息管理系统的建立,将为管好水资源、用好水资源起着极其重要的作用[1]。

惠州市惠阳供水有限公司是以自来水生产与供应为主，集管道工程设计、安装与维修等多项业务为一体的国有中型企业，承担着惠阳城区及淡水、秋长、沙田三个街镇的供水任务，供水面积183平方公里。目前公司已经完成部分街镇的管线探测，由于GIS技术可以将管网专题数据叠加在电子地图上，使管网专题数据具有空间信息并与电子地图建立关联，用户面对电子地图进行操作，具有直观、便捷、高效的优点。因此，通过以ArcGIS为平台，建立供水管网地理信息系统，通过将现有管网数据，以地理分布为面，以各类专题为骨干，利用电子地图精确、可视化程度高、美观、定位准确等特点，将地理信息技术引入到管网信息管理中来[2]。

二、系统框架设计

整个系统的网络分为内网和外网，内网与Internet广域网分离，主要采用C/S的模式对服务器进行访问和管理，外网接入Internet广域网，采用B/S的模式访问服务器。系统的信息服务器建设于总公司机房，采用1台服务器作为系统的应用服务器，运行系统的WEB服务和专业应用服务，采用2台服务器作为系统的数据库服务器，运行Oracle数据库服务器并设置，成双机热备份模式，数据存储介质为光纤磁盘阵列，网络主干线为100兆光纤。本方案采用的客户/服务器(C/S)与浏览器/服务器(B/S)相结合的计算机应用解决方案[3]。服务器主要包括数据服务器、GIS应用服务器和Web应用服务器。客户端面向管网管理部门,实现管网数据的管理、维护以及事故处理等功能,浏览器端主要面向社会公众,实现管网资料Web的查询(二维/三维)、检索与分析等功能。系统组织结构如图1所示：

图1 系统组织结构图

三、系统主要应用功能

供水管网信息系统主要分为两部分:C/S和B/S。C/S 针对专业管理人员，实现系统的管理，可以进行比较复杂的空间分析和数据统计，并能对数据进行更新和编辑;B/S针对一般用户，可以进行数据的浏览查询和一些简单的空间分析和数据统计。通过实施本系统，各分公司和管理部门对各辖管区的管网管理工作进行全面的调整和整合，各种维护管理操作实时反馈到中心服务器，实现数据的集中管理和共享。信息系统反映整个惠州市惠阳供水管网的实时状态和运行状况，公司领导可以利用系统的各种分析统计功能，作出快速准确的决策[4]。系统C/S客户端界面如图2所示，CS端主要功能为：

1.基本操作：图形编辑处理、导入导出、查询、地图加载和输出。

2.运行处理：巡查预警分析、爆管停水分析、网络分析、管网数据建模、等压线绘制。

3.辅助设计：横断面分析、纵断面分析、缓冲区分析、三维图形显示、辅助绑点设计、垂距冲突分析、水平间距冲突分析、交叉冲突分析。

4.分类统计：按属性条件、管线口径、管道材质、管道安装年代、设备安装年代统计，生成报表和统计图。

图2 系统 C /S 客户端界面

四、数据分析

(一)信息要素构成

GIS所管理的信息要素主要包括地理信息要素及专业信息要素:

(1)地理信息要素区界线、区名标号、铁路、道路、道路名标号、街巷名标号、水体边界线、水体名标号、建筑物外廊、建筑物名标号、门牌号、房屋结构标号、篱笆、围墙、图根点、天文点、水准点、三角点、导线点等。

(2)管网专业信息要素管段、阀门、消防栓、预留口、水表、流量计、分支节点、弯头、三通、四通、堵头封板、排气阀、排水阀、加压泵站、水厂、测压点、测流井、重点用户等。

(3)其他专业要素接水点及位置、用户及位置、报修及维修信息、管网参照物信息等。

(二)数据组织

目前,企业管理的管网资料主要是图纸资料和电子CAD资料,通常有现状图、设计图、竣工图、工程档案等。因此,它是GIS系统中重要的数据来源。供水管网GIS系统数据通常是由管网图形数据、地形背景图形数据、管线及管网设备属性数据、供水业务数据等构成,系统数据库也是依据系统数据结构来建立的。一般管网GIS数据库可由以下子库组成:管网图形库、背景地形库、管网属性库、地名数据库、图幅号数据库、其它信息库。