可视化水管网关键信息建运交互系统构架设计研究

2020-11-29张志远张翔王洁朱臻涛上海城建信息科技有限公司

珠江水运 2020年12期

张志远张翔王洁朱臻涛上海城建信息科技有限公司

近年来，人们为了追求经济社会的飞速发展以及现代城市的智能发展，对水管网建设给与了一定程度的重视，为了提高水管网的可靠性、稳定性和运行效率，确保能够及时发现水管网系统中发生的故障，利用GIS等相关虚仿真技术建立起水管网的可视化系统。可视化水管网的建设大大提高了水管网的运行效率，将运行过程中的各项数据以更加直观、清晰的方式呈现出来，减少了传统模式下人们在信息收集等方面的人力成本。但为了进一步实现可视化水管网高效化、智能化、经济化的运行目标，我们就要重视对系统工程中的关键信息的利用，以构建信息交互系统为途径，切实提高可视化水管网的运行管理质量。

1.可视化水管网的简要概述

1.1 GIS技术的应用

GIS 技术(Geographic Information Systems,地理信息系统)是现代科学技术发展的典型范例，对于水管网的建设运行来说GIS技术能够利用相关设备对水管网的地里信息、环境特点进行数据采集和存储。目前GIS技术已经在国外得到了普遍应用，在地理信息测绘、城市管理规划等方面都发挥出了巨大的价值，在国内水管网建设过程中，主要是利用GIS技术进行系统的运行管理，对水管网的地理建设概况、环境信息特点以及对各项设施的查询管理等。在水管网建设过程中有效结合GIS技术，是对传统水管网系统的改革创新，打破了过去纸质资料存储不便、信息收集复杂困难等局限，让水管网的运行管理更加便利，实现了数据的实时管理，能够及时排查、发现运行过程中的事故问题，并且通过数据分析、建立模型等技术能够为管网管理人员提供有效的决策信息，提高了各项管理方案、决策方案的科学性、合理性，在一定程度上还能提供经济性最高、实施难度最小的管网建设方案，实现了管网运行管理的可视化、信息化，对于生产发展来说具有重要的积极意义。

1.2 三维可视化技术的应用

在过去的生产生活中人们发现了诸多二维可视化技术无法突破的困境，使得人们的生产生活效率低下，在对地下或地面各种信息的收集分析过程中充满了阻碍，常常需要投入大量的人力物力，甚至最终还是无法取得理想中的成效。为了突破二维技术的局限性，人们研究出了三维可视化技术，它能够根据数据主体的特点建立可视的三维模型，每个数据点都能够在三维模型中得到体现。相比于其他技术，三维可视化能够让海量数据有一个更加直观的展现，事实情况的变化发展都能在三维可视化中得到动态的呈现。在水管网的建设运行中，三维可视化技术是不可或缺的一部分，但在当前情况下还有部分水管网的建设依靠二维可视化技术，这对于水管网的高效运行来说有一定的局限性，不能够对水压和水质等重要信息进行立体展示，给建设人员的管理工作带来了一定阻碍。除此之外，水管网的运行管理中涉及到的数据量较大，数据的动态变化过程也相对较为复杂和频繁，二维可视化技术不能将其进行全面、及时的呈现，随着OpenGL等三维可视化技术软件的开发应用，可视化水管网将有巨大的发展空间，在今后的工作过程中就可以充分利用三维可视化，让水管网的运行工作情况转变为清晰明了的3D图像。

2.可视化水管网关键信息交互系统建构设计

2.1 可视化水管网信息数据库的建立

要想建立、运行关键信息的交互系统，首先就必须要保证信息库的基本建设，就目前来看，互联网技术已经足够成熟，在各行各业都有成功建立数据库从而推动生产的范例，要推动水管网的高效运行，就不能忽视建立数据库的重要意义。首先，我们要实现水管网地理信息的收集，并将水管网的各项数据以可视化图层的形式进行存储，需要注意的是我们要对信息图层进行分类管理，并且及时更新数据库中的各项信息，既能够采用数据导入的方式也可以采用地理扫描的方式，通过多样途径实现海量空间信息数据的检索和编辑。其次，在数据库中还要加入水管网本身建设过程中涉及到的工程数据，对于城市地形、管网规模、各项设备的使用情况、检测点的具体位置等大小细节都要在数据库中有所体现。这样的信息录入方便了对水管网的管理工作，能够在数据库中及时查找到和管网有关的各项信息，对于水管网的运行工作能够进行严格的监管，推动工作的智能化。最后，要在数据库中的各项信息数据之间建立起密切联系，对各个图表的互相影响作用进行备注说明，以便在问题排查时缩小排查范围，便于信息数据的查找。

2.2 建立可视化水管网的数据连接

数据库的建设工作完成后，我们就要充分发挥出数据库的巨大作用，实现信息数据的高效利用，建立可视化水管网的数据连接能够有效保障这一目标的实现，数据连接的建立能够提高数据库的调用效率，方便对各项数据进行访问应用。对于可视化水管网关键信息的建运交互系统的构架设计来说是不可缺少的一部分，关于这部分的建设工作，当前也已经有了成熟的技术支持。Microsoft公司在数据库应用程序的访问中开发出了ADO技术，作为数据访问技术它具有一定的创新性，相较于其他的访问技术它更对各项数据信息的访问能力更高，灵活性更强，并且它占用的空间和资源也要更少，是一项经济性较高的访问技术。所以，笔者认为可以在可视化水管网系统中加入ADO技术的应用，在系统工程设计中加入ADO程序，在设置成功后，我们还要选择合适的数据连接载体，设置合理的数据环境设计器。成功实现数据连接之后，我们就可以实现数据库的直接调用，对于管网的地形、水量、压力面等重要信息可以直接实现可视化显示，对于水管网的关键信息我们都能够及时了解并管理。

2.3 信息建运交互系统功能构想

在进行了上述工程建设之后，可视化水管网已经采用了最新的信息技术，并且具有基础数据库来配合日常管理工作，通过可视化展现和数据库分析功能，我们可以利用计算机对水管网的建设规划、事故分析、抢修方案等方面进行科学的计算分析，提供具有可行性的建议策略，不仅仅节省过去部分资源的投入，并且对于水管网的科学建设来说也有着巨大的现实价值。就笔者看来，信息建运交互系统首先要在地理信息的管理上实现地图的编辑、图层的管理、可视化的表达，用户可以自主选择地理图层的导航、飞行、动态模式，在数据查找时只需要在系统中输入关键信息数据名称并选择查找，就可以得到全面的信息图表，并且对各项数据图表用户可以点击进行详细查看，或者获取权限进行编辑或删减。最重要的是，关键信息交互系统要具有信息报告的功能，操作人员可以在系统中输入自己想要的信息数据并选择生成报表，就可以得到一定时间内的报告图表，并在报表中对系统运行情况进行大概的数据分析，为系统的运行管理提供科学依据。