牟鳳云，王云飛，羅 丹，官冬杰

(1. 重慶交通大學(xué) 河海學(xué)院，重慶 400074；2. 西南林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，云南 昆明 650224)

0 引 言

供水管網(wǎng)是“城市的生命線”，特別是對(duì)于大型城市，供水輸配管網(wǎng)具有多水源、多水廠、多節(jié)點(diǎn)、大管網(wǎng)、大水量、長(zhǎng)距離等特點(diǎn)，針對(duì)城市供水管網(wǎng)管理的專題應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)是現(xiàn)代城市發(fā)展的要求。地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System, GIS)是一種采集、存儲(chǔ)、管理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)，其特有的可視化表達(dá)和空間分析功能符合供水管網(wǎng)信息所具有的與地理位置相關(guān)、區(qū)域性強(qiáng)、動(dòng)態(tài)和數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)。

作為城市管網(wǎng)的重要組成部分，供水管網(wǎng)的GIS是建立在計(jì)算機(jī)上以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的供水管網(wǎng)圖為基準(zhǔn)的，要求系統(tǒng)能夠存儲(chǔ)全部管網(wǎng)圖形和屬性信息，并可以隨時(shí)更新，能方便的對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行各種查詢，實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)的可視化管理，進(jìn)而可以對(duì)各種供水相關(guān)信息進(jìn)行快速查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)、及時(shí)修改更新、空間分析等，從而為企業(yè)的供水規(guī)劃、設(shè)計(jì)、調(diào)度、搶修和圖籍資料的檔案管理提供強(qiáng)有力的科學(xué)決策依據(jù)。

目前國(guó)外有許多優(yōu)秀的供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)平臺(tái)和軟件，如美國(guó)的Intergraph公司的AM/FM軟件實(shí)現(xiàn)了在管網(wǎng)信息系統(tǒng)中的應(yīng)用；德國(guó)Siemens公司的設(shè)施管理平臺(tái)SICAD-UT廣泛的用于電力、煤氣、自來(lái)水等市政實(shí)施的管理、規(guī)劃以及分析[1]。我國(guó)的地下管網(wǎng)信息系統(tǒng)應(yīng)用相對(duì)起步較晚，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，許多城市如上海、沈陽(yáng)等已經(jīng)運(yùn)用GIS進(jìn)行地下管網(wǎng)的信息化管理。

筆者結(jié)合當(dāng)前地理信息系統(tǒng)技術(shù)與軟件發(fā)展趨勢(shì)，以及城市供水管網(wǎng)的應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了基于GIS的供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)。系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)模塊包括數(shù)據(jù)組織、系統(tǒng)模塊功能、系統(tǒng)模塊接口和模塊控制邏輯。其中系統(tǒng)用到的數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)、綜合管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)、供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)、圖檔數(shù)據(jù)庫(kù)；系統(tǒng)模塊功能分為17個(gè)子系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)模塊接口有4部分關(guān)鍵接口。

1 系統(tǒng)模塊數(shù)據(jù)組織

模塊數(shù)據(jù)組織對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定各類數(shù)據(jù)庫(kù)中需要管理的數(shù)據(jù)并與模塊進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使模塊有針對(duì)性的調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，減少不必要的檢索時(shí)間。系統(tǒng)用到的數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)、綜合管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)、供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)、圖檔數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.1 基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)

基礎(chǔ)地形圖是系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的空間位置參照。包括：區(qū)界線、區(qū)名標(biāo)號(hào)、鐵路、道路、道路中線、道路名標(biāo)號(hào)、街巷名標(biāo)號(hào)、水體門牌號(hào)、房屋結(jié)構(gòu)標(biāo)號(hào)、籬笆、圍墻、圖根點(diǎn)、天文點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、三角點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)等[2]。主要支持?jǐn)?shù)據(jù)更新維護(hù)模塊、視圖調(diào)用模塊、空間分析模塊、用水調(diào)度管理模塊、用戶管理模塊以及事故處理子系統(tǒng)中各模塊的調(diào)用[3]。

1.2 綜合管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)

綜合管網(wǎng)數(shù)據(jù)為建立綜合性管網(wǎng)隧道提供各類管網(wǎng)系統(tǒng)的要求，并將管網(wǎng)中包括的各類管線的屬性提供給供水管網(wǎng)的管理系統(tǒng)，在事件處理中起到參考作用。主要包括煤氣管網(wǎng)數(shù)據(jù)、排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)、污水管網(wǎng)數(shù)據(jù)、電力管網(wǎng)數(shù)據(jù)、電信管網(wǎng)數(shù)據(jù)等。支持?jǐn)?shù)據(jù)更新維護(hù)模塊、數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)模塊、視圖邊界線、水體名標(biāo)號(hào)、建筑物外廊、建筑物名標(biāo)號(hào)、操作子系統(tǒng)中各模塊、空間分析模塊、拓?fù)浞治瞿K以及事故處理子系統(tǒng)中各模塊的調(diào)用。

1.3 供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)

供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)是整個(gè)管網(wǎng)信息系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)。不僅要體現(xiàn)各種管網(wǎng)要素的空間位置信息，而且要可以查詢到某一個(gè)空間對(duì)象的對(duì)應(yīng)屬性信息。供水管網(wǎng)包括普通給水管線、中水給水管線等管線設(shè)施和消防栓、閥門、排水閥、排氣閥等管線附屬設(shè)施。所有要素只分為點(diǎn)和線兩種類型，以P和L表示，并按照一定的規(guī)律進(jìn)行命名，結(jié)合用戶需求以及系統(tǒng)應(yīng)用要求設(shè)計(jì)要素屬性表[2]。主要支持?jǐn)?shù)據(jù)更新維護(hù)模塊、數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)模塊、視圖操作子系統(tǒng)中各模塊、規(guī)劃設(shè)計(jì)子系統(tǒng)中各模塊、管網(wǎng)監(jiān)管子系統(tǒng)中各模塊以及事故處理子系統(tǒng)中各模塊。

1.4 圖檔數(shù)據(jù)庫(kù)

圖檔數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)和管理各類圖檔文件，數(shù)據(jù)庫(kù)為各個(gè)圖檔建立了標(biāo)識(shí)索引，賦予地名、區(qū)域、圖號(hào)等屬性，方便調(diào)圖使用。主要支持圖檔日志管理模塊、視圖調(diào)用模塊、規(guī)劃設(shè)計(jì)子系統(tǒng)中各模塊、用水調(diào)度管理模塊、管網(wǎng)監(jiān)管子系統(tǒng)中各模塊、事故處理子系統(tǒng)中各模塊。

2 系統(tǒng)模塊功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)共有7個(gè)子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、視圖操作系統(tǒng)、規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、官網(wǎng)監(jiān)管系統(tǒng)、事故處理系統(tǒng)和信息發(fā)布系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)的需要將系統(tǒng)設(shè)置為19個(gè)下屬各子系統(tǒng)功能模塊：數(shù)據(jù)更新維護(hù)模塊、數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)模塊、圖檔日志管理模塊、視圖調(diào)用模塊、圖層設(shè)置模塊、要素量算模塊、空間分析模塊、拓?fù)浞治瞿K、用水調(diào)度管理模塊、用戶管理模塊、日常臺(tái)賬管理模塊、設(shè)備查詢檢索模塊、水力狀態(tài)描述模塊、泄漏事故處理模塊、水污染事故處理模塊、火災(zāi)應(yīng)對(duì)模塊、臨時(shí)關(guān)閥模塊、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布模塊、打印輸出模塊(如圖1)。

圖1 供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)功能模塊設(shè)置Fig.1 Layout of function modules of water supply pipeline network information system

2.1 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

該子系統(tǒng)的操作對(duì)象是數(shù)據(jù)，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和更新的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)屬性數(shù)據(jù)的分類統(tǒng)計(jì)，并對(duì)使用過(guò)程中產(chǎn)生的各類成圖及日志文件進(jìn)行分類存儲(chǔ)、制定索引規(guī)則等。

2.1.1 數(shù)據(jù)更新維護(hù)模塊

在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化的需要，在管網(wǎng)數(shù)據(jù)因不同事件而改變時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)做出及時(shí)相應(yīng)的修改。能方便的調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)，精確定位數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行添加和修改，并建立相關(guān)數(shù)據(jù)關(guān)系和操作日志文件。

2.1.2 數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)模塊

真實(shí)準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是對(duì)地下管網(wǎng)區(qū)域分布狀態(tài)、規(guī)模、供水能力最有說(shuō)服力的描述。包括屬性統(tǒng)計(jì)、按管線口徑統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)度、按設(shè)備口徑統(tǒng)計(jì)、按設(shè)備安裝年代統(tǒng)計(jì)等功能。用戶可選擇統(tǒng)計(jì)參數(shù)，系統(tǒng)使用對(duì)應(yīng)的SQL查詢語(yǔ)句從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢到用戶所需要的數(shù)據(jù)，并返回給用戶?；蛟趫D層中用鼠標(biāo)指定一塊區(qū)域，系統(tǒng)可統(tǒng)計(jì)出該區(qū)域內(nèi)管線、設(shè)施的數(shù)據(jù)量，并可以轉(zhuǎn)換成二維、三維柱狀圖形[2,4]。

2.1.3 圖檔日志管理模塊

對(duì)各類事件分析處理時(shí)生成的圖檔和日志提供歸類、管理、輸出、瀏覽等功能并對(duì)其建立地名、區(qū)域、圖號(hào)等索引方式以方便調(diào)用，是一種使用數(shù)據(jù)庫(kù)建立索引列表來(lái)管理文件數(shù)據(jù)的方式。

2.2 視圖操作系統(tǒng)

對(duì)視圖的操作從加載圖層開(kāi)始。系統(tǒng)加載圖層后，可通過(guò)調(diào)圖操作來(lái)定位操作區(qū)域。系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)圖方法包括按地名調(diào)圖、按區(qū)域調(diào)圖及按圖號(hào)調(diào)圖[2]。定位操作區(qū)后，能夠進(jìn)行圖層設(shè)置和要素量算。

2.2.1 視圖調(diào)用模塊

一種視圖查詢手段，通過(guò)按地名調(diào)圖、按區(qū)域調(diào)圖及按圖號(hào)調(diào)圖等方式將視圖定位于加載圖層的某一需要操作的區(qū)域上，類似于視圖標(biāo)簽的使用方式，但是標(biāo)簽的建立方式是在編輯圖檔管理索引時(shí)建立起的，可以直接調(diào)用。

2.2.2 圖層設(shè)置模塊

圖層設(shè)置包括地圖圖層設(shè)置、標(biāo)注設(shè)置及符號(hào)設(shè)置。設(shè)置的內(nèi)容是為圖層對(duì)象添加特征屬性，增加各圖層間的區(qū)分程度，同時(shí)使圖層信息更加直觀明確。

2.2.3 要素量算模塊

要素量算包括距離交匯定位、距離量算、面積量算、綁點(diǎn)量算等，用于閥門的綁點(diǎn)距離、管線長(zhǎng)度和服務(wù)區(qū)的計(jì)算，也可以應(yīng)用在設(shè)施查找定位、規(guī)劃設(shè)計(jì)方面。

2.3 規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)

利用城市土地利用數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)制成用于分析的城市狀況矢量圖。根據(jù)各類管線的鋪設(shè)要求進(jìn)行空間分析和拓?fù)浞治霾僮魃晒芫W(wǎng)系統(tǒng)位置圖。對(duì)位置圖進(jìn)行拓?fù)洳殄e(cuò)、標(biāo)注，最終決定管網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)方式與位置，并估算工程量與預(yù)算及制定施工步驟與進(jìn)度。

2.3.1 空間分析模塊

空間分析模塊主要服務(wù)于規(guī)劃設(shè)計(jì)子系統(tǒng)，其中的某些功能也被事故處理子系統(tǒng)調(diào)用。主要按照需要進(jìn)行緩沖區(qū)分析、疊加分析、三維圖形處理、橫斷面分析、縱斷面分析等分析操作，用以管網(wǎng)的建設(shè)規(guī)劃。另外可以分析事故影響范圍和變化趨勢(shì)。

2.3.2 拓?fù)浞治瞿K

拓?fù)浞治鍪蔷凸芫€建立拓?fù)潢P(guān)系并根據(jù)各類管線行業(yè)習(xí)慣制定拓?fù)湟?guī)則，對(duì)現(xiàn)有的管網(wǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)行拓?fù)洳殄e(cuò)以滿足各類需要。

2.4 業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)

業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)用于用水調(diào)度管理、用戶管理和日常臺(tái)賬管理[5]。

2.4.1 用水調(diào)度管理模塊

用水調(diào)度管理是應(yīng)用于處理各類不同的用水需求，如施工需求、工業(yè)需求等，可根據(jù)管線的容忍程度改變供水量、水壓和供水范圍。

2.4.2 用戶管理模塊

針對(duì)用戶信息，可提供各種用戶、水表屬性查詢，實(shí)時(shí)讀取水表用水量。

2.4.3 日常臺(tái)賬管理模塊

包括日常維修管理、定期維修管理、接水工程管理3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的臺(tái)帳，分別提供相應(yīng)的編輯、查詢、統(tǒng)計(jì)工具。

2.5 管網(wǎng)監(jiān)管系統(tǒng)

管網(wǎng)監(jiān)管系統(tǒng)提供多種查詢檢索功能和水利狀態(tài)描述等功能。

2.5.1 設(shè)備查詢檢索模塊

包括點(diǎn)選查詢、區(qū)域查詢、條件查詢、屬性查詢、圖號(hào)檢索、查詢報(bào)表等查詢檢索功能，用于隨時(shí)了解管道的材質(zhì)、閥門的屬性及閥門種類、口徑、設(shè)備中心坐標(biāo)、井口坐標(biāo)、管頂深度、匙頭樣式、裝設(shè)方式、安裝時(shí)間、普查時(shí)間、安裝單位、更換時(shí)問(wèn)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)(開(kāi)、關(guān))、開(kāi)啟方向、開(kāi)啟圈數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等信息[1]。

2.5.2 水力狀態(tài)描述模塊

以制圖功能為主，具有繪制管網(wǎng)等水壓線、水流方向動(dòng)態(tài)模擬、生成管網(wǎng)供水區(qū)域圖、繪制供水區(qū)域圖、繪制用水分布圖、供水路徑查詢、壓力滿足區(qū)范圍查詢、其他平差計(jì)算結(jié)果的查詢等功能，用于對(duì)供水管網(wǎng)中的水力狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管[5]。

2.6 事故處理系統(tǒng)

該子系統(tǒng)提供與管網(wǎng)監(jiān)管系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，主要具有4部分功能：泄漏事故處理、水污染事故處理、火災(zāi)應(yīng)對(duì)和臨時(shí)關(guān)閥。

2.6.1 泄漏事故處理模塊

系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到爆管等漏水事故并確定漏水位置后，立即計(jì)算需要關(guān)閉的閥門、受影響的用戶，打印各種通知單等。當(dāng)關(guān)閥搜索中有的閥門已經(jīng)失靈(比如銹死)，根本無(wú)法關(guān)閉時(shí)，系統(tǒng)提供多級(jí)關(guān)閥搜索，通過(guò)關(guān)閉上一級(jí)閥門來(lái)達(dá)到同關(guān)閉此閥門一樣的效果[6]。

2.6.2 水污染事故處理模塊

基于污染檢測(cè)點(diǎn)返回的信息，通過(guò)關(guān)閉閥門來(lái)將污染限制在最小的區(qū)域內(nèi)，并對(duì)該污染范圍內(nèi)的用戶提出警告。通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)確定污染擴(kuò)散趨勢(shì)盡可能找出污染源，并找出最有利的凈化劑投放處。

2.6.3 火災(zāi)應(yīng)對(duì)模塊

突發(fā)火災(zāi)時(shí)，通過(guò)用戶指定失火處，并給定搜索條件，系統(tǒng)將能夠根據(jù)搜索條件，找出可用的消防栓，提供給消防部門[5]。

2.6.4 臨時(shí)關(guān)閥模塊

用于不確定因素下的關(guān)閥事件，按照需求提供關(guān)閥定位，并提供停水通知。

2.7 信息發(fā)布系統(tǒng)

對(duì)系統(tǒng)做出的各種分析和制圖成果進(jìn)行有針對(duì)性的發(fā)布，實(shí)現(xiàn)即時(shí)通訊，使成果在第一時(shí)間進(jìn)入需要的人手中。

2.7.1 網(wǎng)絡(luò)發(fā)布模塊

實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的功能，讓瀏覽網(wǎng)頁(yè)的用戶能及時(shí)獲取信息，并能將系統(tǒng)生成的通知報(bào)表等以網(wǎng)頁(yè)的形式呈現(xiàn)出來(lái)，主要通過(guò)制作網(wǎng)頁(yè)和系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)網(wǎng)頁(yè)更新來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.7.2 打印輸出模塊

打印輸出各類圖檔和報(bào)表通知。

3 系統(tǒng)模塊接口

為實(shí)現(xiàn)各模塊的功能并達(dá)到預(yù)期的效果，要求系統(tǒng)內(nèi)部的相互協(xié)作，也要求系統(tǒng)與其他相關(guān)技術(shù)方式的合作。系統(tǒng)中主要需要實(shí)現(xiàn)的4部分關(guān)鍵接口是：系統(tǒng)功能模塊與管道自感應(yīng)系統(tǒng)間的接口，系統(tǒng)功能模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)間的接口，系統(tǒng)內(nèi)部模塊間的接口，系統(tǒng)功能模塊與網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)間的接口。

3.1 系統(tǒng)功能模塊與管道自感應(yīng)系統(tǒng)接口

為實(shí)現(xiàn)管道泄漏的隨時(shí)偵測(cè)，可采用管道自感應(yīng)系統(tǒng)，諸如，感應(yīng)型管道——有兩條平行螺旋的導(dǎo)線纏繞于管道的覆蓋層，用來(lái)辨別泄漏時(shí)的電線狀態(tài)。每根線的間隔距離對(duì)線路沒(méi)有影響。為了實(shí)現(xiàn)大范圍探測(cè)，通常間隔5～10 cm[4]。當(dāng)有泄漏發(fā)生時(shí)會(huì)通過(guò)電線介電常數(shù)的改變和TDR測(cè)量電線長(zhǎng)度時(shí)輸出的電脈沖來(lái)計(jì)算距離并確定位置，為求位置的精確，要求電線的長(zhǎng)度測(cè)量很精確。

當(dāng)前，在地下供水管線復(fù)雜的條件下，該項(xiàng)技術(shù)尚沒(méi)有大范圍應(yīng)用?？梢愿挠闷渌畔⒔涌谶M(jìn)行設(shè)計(jì)，如國(guó)內(nèi)水司常用的SCADA系統(tǒng)。

3.2 系統(tǒng)功能模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)接口

能夠順利調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)各類功能的基礎(chǔ)。系統(tǒng)可使用GIS軟件本身內(nèi)置的ODBC應(yīng)用程序，通過(guò)它自己的遠(yuǎn)程O(píng)DBC訪問(wèn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)。

3.3 系統(tǒng)內(nèi)部模塊接口

系統(tǒng)內(nèi)部模塊接口采用過(guò)程語(yǔ)句調(diào)用的方式，編程實(shí)現(xiàn)各模塊后通過(guò)模塊的名字調(diào)用整個(gè)模塊，一個(gè)模塊只有一個(gè)入口，所有數(shù)據(jù)來(lái)往都以參數(shù)形式出現(xiàn)[7]。

3.4 系統(tǒng)功能模塊與網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)接口

系統(tǒng)提供給網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的信息多數(shù)為文檔類，即使系統(tǒng)能夠直接進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)的編輯。

4 系統(tǒng)模塊控制邏輯

4.1 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集人員通過(guò)登錄系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中添加新的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)管理人員通過(guò)登錄系統(tǒng)獲取對(duì)數(shù)據(jù)操作的權(quán)限，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)、更改；數(shù)據(jù)操作人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)，對(duì)圖檔、日志進(jìn)行分類存儲(chǔ)、制定索引規(guī)則。

4.2 視圖操作系統(tǒng)

視圖操作人員使用視圖操作系統(tǒng)時(shí)先加載圖層，經(jīng)調(diào)圖操作定位操作區(qū)，其后可根據(jù)需要進(jìn)行圖層設(shè)置和要素量算的操作(如圖2)。

圖2 視圖操作系統(tǒng)Fig.2 View operation system

4.3 規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)

管網(wǎng)設(shè)計(jì)人員利用城市土地利用數(shù)據(jù)、地質(zhì)數(shù)據(jù)制成用于分析的城市狀況矢量圖。經(jīng)空間分析，結(jié)合各類管網(wǎng)布設(shè)需求，建立管網(wǎng)體系的設(shè)計(jì)圖。對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行拓?fù)洳殄e(cuò)、標(biāo)注，決定管網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)方式與位置，并估算工程量與預(yù)算及制定施工步驟與進(jìn)度。最終輸出施工圖和預(yù)算報(bào)表(如圖3)。

圖3 規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)Fig.3 Planning and design system

4.4 業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)

調(diào)度員獲取用水調(diào)度任務(wù)后，調(diào)用基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)和供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行調(diào)圖操作后對(duì)管網(wǎng)中的閥門水泵等做出管理；用戶管理人員通過(guò)調(diào)用用戶信息數(shù)據(jù)查詢各種用戶、水表屬性，實(shí)時(shí)讀取水表用水量并將信息遞交給網(wǎng)絡(luò)發(fā)布系統(tǒng)；臺(tái)賬管理人員進(jìn)行日常維修管理、定期維修管理、接水工程管理(如圖4)。

圖4 業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)Fig.4 Operation concrol system

4.5 管網(wǎng)監(jiān)管系統(tǒng)

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)管人員登錄系統(tǒng)后調(diào)用供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行各類查詢操作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)中的各種異常情況并遞交給事故處理系統(tǒng)；水力狀態(tài)監(jiān)管人員通過(guò)收集管網(wǎng)中水力信息繪制管網(wǎng)等水壓線、水流方向動(dòng)態(tài)模擬、生成管網(wǎng)供水區(qū)域圖、繪制供水區(qū)域圖、繪制用水分布圖，通過(guò)調(diào)用基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)和供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行供水路徑查詢、壓力滿足區(qū)范圍查詢、其他平差計(jì)算結(jié)果的查詢等(如圖5)。

圖5 管網(wǎng)監(jiān)管系統(tǒng)Fig.5 Supervision system of pipe network

4.6 事故處理系統(tǒng)

事故處理人員在獲取管網(wǎng)監(jiān)管系統(tǒng)遞交的事故信息后，判斷事故類型。針對(duì)泄漏事故，調(diào)用基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)和供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行關(guān)閥方案分析并采取措施，然后分析影響區(qū)域并向信息發(fā)布系統(tǒng)遞交信息同時(shí)提供搶修工作安排；對(duì)于水污染事故同樣調(diào)用基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)和供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，對(duì)污染的擴(kuò)散影響進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，制定應(yīng)對(duì)方案，發(fā)布預(yù)警信息；在獲得火災(zāi)警報(bào)后調(diào)用基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫(kù)和供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，查找消防設(shè)備，提供水壓信息；另外，可根據(jù)具體要求制定關(guān)閥的方案。

4.7 信息發(fā)布系統(tǒng)

信息發(fā)布人員對(duì)系統(tǒng)做出的各種分析和制圖成果進(jìn)行分選，然后將成果有針對(duì)性的發(fā)布給需要該類信息的人。對(duì)于用戶信息和通知等公共信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布[8]。

5 結(jié) 語(yǔ)

城市供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，以電子地圖為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)、GIS和空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，能快速提供真實(shí)準(zhǔn)確的地理信息便于查詢及決策分析。管理人員可在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)、顯示、查詢、編輯、分析、輸出城市供水管網(wǎng)地理數(shù)據(jù)和相關(guān)設(shè)施的空間位置、連接關(guān)系以及工程屬性等管理與分析決策，實(shí)現(xiàn)供水管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化，可很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)供水信息管理系統(tǒng)的不足，極大地提高未來(lái)城市供水行業(yè)信息化建設(shè)水平。

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