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        基于GIS&GPS技術(shù)的供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

        2016-12-29 02:32:37劉明春
        地理空間信息 2016年1期
        關(guān)鍵詞:工單供水管管網(wǎng)

        劉明春,王 進(jìn),鄒 東

        (1.武漢南方測(cè)繪儀器有限公司,湖北 武漢 430070)

        基于GIS&GPS技術(shù)的供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

        劉明春1,王 進(jìn)1,鄒 東1

        (1.武漢南方測(cè)繪儀器有限公司,湖北 武漢 430070)

        隨著城市的快速建設(shè)與發(fā)展,供水管網(wǎng)的鋪設(shè)長(zhǎng)度急速增長(zhǎng),用戶大量增加。從研究巡檢養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)出發(fā),結(jié)合業(yè)務(wù)流程,詳細(xì)介紹了供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)思路,豐富了供水管網(wǎng)信息化建設(shè)模式,同時(shí)也為今后供水行業(yè)信息化發(fā)展提供了參考。

        供水管網(wǎng);GIS;GPS;巡檢;養(yǎng)護(hù)

        1 背景現(xiàn)狀

        供水管網(wǎng)的安全管理是供水企業(yè)的一項(xiàng)重點(diǎn)工作,一般設(shè)有專職人員進(jìn)行巡視,管線巡檢養(yǎng)護(hù)人員每天按計(jì)劃進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡檢養(yǎng)護(hù),但對(duì)管網(wǎng)的具體位置只能憑熟悉程度、靠個(gè)人的記憶確定[1-3]。對(duì)巡檢養(yǎng)護(hù)人員的工作監(jiān)管一般也只有通過(guò)各自的書面日志記錄,無(wú)法判斷工作是否到位,對(duì)其工作質(zhì)量難以做到有效監(jiān)管,易因工作不到位留下安全隱患。隨著供水區(qū)域的擴(kuò)展,供水管線的不斷延伸,急需改進(jìn)當(dāng)前的巡檢養(yǎng)護(hù)方式[4-6]。

        采用GIS、GPS等先進(jìn)的在線監(jiān)管技術(shù)[7,8],實(shí)現(xiàn)對(duì)供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)工作的信息化監(jiān)管,不僅可以對(duì)巡檢養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行可視化定位監(jiān)管,而且可以實(shí)時(shí)接收其上報(bào)的多樣化現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)(如文字、圖片、視頻等),以便在輔助管理人員直觀、準(zhǔn)確了解現(xiàn)場(chǎng)情況的基礎(chǔ)上,有針對(duì)性地為不同巡檢養(yǎng)護(hù)人員制定、分派相應(yīng)的工作任務(wù),既可大大提高巡檢養(yǎng)護(hù)質(zhì)量,又可有效縮短工作時(shí)間,從而全面確保供水管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。

        2 關(guān)鍵技術(shù)

        1)GIS技術(shù)。GIS是用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。GIS所特有的空間分析功能和可視化表達(dá)方式正符合供水管網(wǎng)所具有的區(qū)域性強(qiáng)、隱蔽、復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn);同時(shí),由于供水管網(wǎng)信息絕大多數(shù)都和地理位置密切相關(guān),GIS也是把各類供水管網(wǎng)信息有效聚合的黏合劑,所有的信息通過(guò)和地理位置相關(guān),就可以達(dá)到有機(jī)結(jié)合的目標(biāo)。

        2)GPS技術(shù)。GPS技術(shù)具有全天候、高精度、高效率等顯著特點(diǎn),是當(dāng)前最先進(jìn)的定位技術(shù),能正確、直觀、快捷地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、定位,且能與供水管網(wǎng)GIS信息實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成,可在維修養(yǎng)護(hù)過(guò)程中通過(guò)智能手機(jī)、PDA等手持端設(shè)備方便地查詢地形管線數(shù)據(jù)。

        3)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是一種通過(guò)智能移動(dòng)終端,采用移動(dòng)無(wú)線通信方式獲取業(yè)務(wù)和服務(wù)的新興業(yè)態(tài),包含終端、軟件和應(yīng)用3個(gè)層面。終端層包括智能手機(jī)、平板電腦、電子書/MID等;軟件包括操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)和安全軟件等;應(yīng)用層包括休閑娛樂(lè)類、工具媒體類、商務(wù)財(cái)經(jīng)類等不同應(yīng)用與服務(wù)。隨著寬帶無(wú)線接入技術(shù)和移動(dòng)終端技術(shù)的飛速發(fā)展,供水企業(yè)信息化建設(shè)可以引入智能手機(jī)、平板、PDA等移動(dòng)終端設(shè)備,服務(wù)于管網(wǎng)巡視、檢漏、工程竣工驗(yàn)收等業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。

        3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

        3.1 業(yè)務(wù)流程

        由于供水管網(wǎng)的巡檢養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)一般來(lái)自于巡檢人員上報(bào),因此將巡檢業(yè)務(wù)流程與維修養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)流程一并進(jìn)行闡述。

        根據(jù)業(yè)務(wù)的處理流程,可將巡檢、巡檢養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)分為工單生成、工單派發(fā)、工單處理3個(gè)階段,主要涉及供水企業(yè)的巡檢班、檢漏班、維修科、養(yǎng)護(hù)科等部門科室,如圖1所示。

        1)工單生成。供水管網(wǎng)工單一般有兩個(gè)來(lái)源:① 社會(huì)大眾通過(guò)電話、熱線等方式直接上報(bào)的供水事故,如井蓋丟失、消防栓破壞、管網(wǎng)漏水等,但一般由公眾上報(bào)的事件,管網(wǎng)所一般會(huì)先派遣專業(yè)的巡檢人員或檢漏人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查勘或檢漏,確認(rèn)事件的存在,一旦經(jīng)巡檢、檢漏人員確定即可生成工單;② 巡檢人員在日常的計(jì)劃性巡檢和臨時(shí)性巡檢過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)并上報(bào)的供水管網(wǎng)事件,由于巡檢人員都是具有專業(yè)知識(shí)的供水企業(yè)員工,由他們上報(bào)的事件不需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn),可馬上生成工單。

        圖1 巡檢養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)流程

        2)工單派發(fā)。工單生成后,管理人員可通過(guò)電話、短信的方式根據(jù)事件類型進(jìn)行工單派發(fā)(同時(shí)會(huì)附帶一份紙質(zhì)工單作為依據(jù)派發(fā)給相應(yīng)部門),如管道漏水、小量漏點(diǎn)等事件工單派發(fā)給維修科,井蓋缺失、消防栓撞壞、閥門井堆埋等事件工單派發(fā)給養(yǎng)護(hù)科。

        3)工單處理。維修養(yǎng)護(hù)科在接到工單后,會(huì)協(xié)調(diào)各自科室的工作人員即刻前往事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修、養(yǎng)護(hù)工作,任務(wù)一旦完成,會(huì)馬上通過(guò)電話、短信的方式通知管理人員事件處理完畢。而管理人員則會(huì)派遣巡檢人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查工單任務(wù)的完成情況(稱為臨時(shí)性巡檢任務(wù)),確認(rèn)無(wú)誤后,此工單即可終結(jié)。

        3.2 系統(tǒng)構(gòu)成

        基于上述業(yè)務(wù)流程分析,供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)由Web系統(tǒng)和手持終端構(gòu)成。Web系統(tǒng)具備GIS系統(tǒng)常用查詢、操作與事件處理功能,可實(shí)時(shí)獲取巡檢養(yǎng)護(hù)人員的準(zhǔn)確位置,實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢養(yǎng)護(hù)任務(wù)的分派與考核;手持終端實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)數(shù)據(jù)的編輯、查詢與地形圖的任意操作功能,現(xiàn)場(chǎng)更新的管網(wǎng)數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)上傳至Web系統(tǒng),并經(jīng)相關(guān)人員審批后,同步更新GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

        1)Web系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)線把管網(wǎng)數(shù)據(jù)與巡檢養(yǎng)護(hù)任務(wù)下傳到手持終端。手持終端系統(tǒng),在智能GPRS手機(jī)前提下,執(zhí)行放大、縮小、復(fù)位、移動(dòng)等操作無(wú)滯后,管網(wǎng)編輯速度保證在2 s以內(nèi)。

        2)Web系統(tǒng)實(shí)時(shí)下發(fā)或上傳數(shù)據(jù)接收時(shí)具有提醒功能,當(dāng)管理人員基于Web系統(tǒng)發(fā)送指令到手持終端時(shí),可提醒巡檢養(yǎng)護(hù)人員查看指令信息,并及時(shí)回復(fù);同時(shí),巡檢養(yǎng)護(hù)人員上傳照片或數(shù)據(jù)時(shí),Web系統(tǒng)也可及時(shí)提醒管理人員做相應(yīng)處理。

        3)通信方式采用GPRS和GPS結(jié)合的方式,能通過(guò)GPS獲取人員、車輛所在位置,并對(duì)其進(jìn)行合理調(diào)度和路徑導(dǎo)航。此方式考慮到了通信方式的靈活擴(kuò)展,比如CDMA、3G等。

        4)對(duì)管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)事件處理采用流程化管理,對(duì)事件的處理過(guò)程進(jìn)行記錄,做到對(duì)事件的回溯有據(jù)可依。

        3.3 功能設(shè)計(jì)

        為滿足巡檢養(yǎng)護(hù)的實(shí)際業(yè)務(wù)需求,供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的Web系統(tǒng)和手持終端的功能設(shè)計(jì)如圖2所示。

        圖2 功能設(shè)計(jì)

        3.3.1 Web系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

        1)事件展示。不僅能夠?qū)⑺辛傅难矙z養(yǎng)護(hù)事件(如管道維修、暗漏維修、附屬設(shè)施維護(hù)、管網(wǎng)改造等)通過(guò)列表進(jìn)行統(tǒng)一管理,而且能夠基于電子地圖將所有立案的巡檢養(yǎng)護(hù)事件進(jìn)行地圖可視化,并將各事件以一種形象的圖形標(biāo)注在相對(duì)應(yīng)的地理位置上。

        2)信息管理。不僅能夠?qū)翁?hào)、派工時(shí)間、工單地址、巡檢養(yǎng)護(hù)單位、反饋時(shí)間、處理結(jié)果、事件原因、負(fù)責(zé)人等巡檢養(yǎng)護(hù)信息進(jìn)行臺(tái)賬管理,而且能夠?qū)翁幚磉^(guò)程中的歷史信息進(jìn)行管理,輔助管理人員了解工單任務(wù)的所有實(shí)施環(huán)節(jié),也可對(duì)后續(xù)的工單考核提供參考依據(jù)。

        3)工單分派。對(duì)于Web系統(tǒng)生成的巡檢養(yǎng)護(hù)工單,管理人員能夠根據(jù)任務(wù)類型將工單分派給相應(yīng)部門,如將維修任務(wù)工單發(fā)送到搶修隊(duì),將養(yǎng)護(hù)任務(wù)工單發(fā)送到養(yǎng)護(hù)科等。

        4)狀態(tài)監(jiān)控。對(duì)于巡檢養(yǎng)護(hù)事件特別是重大維修事件,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理員會(huì)每日定期到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)查,并填寫情況反饋。Web端的管理人員也可依據(jù)該反饋信息及附帶的最新現(xiàn)場(chǎng)圖片數(shù)據(jù),了解該工單的最新進(jìn)展情況。另外,Web系統(tǒng)可基于電子地圖將所有的工單任務(wù)以動(dòng)態(tài)標(biāo)簽形式進(jìn)行直觀可視化,并注明“未結(jié)案”、“已結(jié)案”,輔助管理人員從全局把握巡檢養(yǎng)護(hù)工單的完成情況。

        5)工單統(tǒng)計(jì)。①不同種類統(tǒng)計(jì),能夠根據(jù)上報(bào)事件的種類對(duì)任務(wù)工單進(jìn)行統(tǒng)計(jì),輔助管理人員了解不同種類事件的占比情況,了解重大巡檢養(yǎng)護(hù)事件的發(fā)生率,便于指揮決策;②不同原因統(tǒng)計(jì),能夠按口徑、材質(zhì)、損毀原因(管網(wǎng)老化、路面占?jí)?、產(chǎn)品質(zhì)量)對(duì)管網(wǎng)漏水原因進(jìn)行分析,便于領(lǐng)導(dǎo)層進(jìn)行宏觀決策;③不同來(lái)源統(tǒng)計(jì),能夠根據(jù)任務(wù)來(lái)源(如熱線、電話、Email、短信、巡檢上報(bào))對(duì)巡檢養(yǎng)護(hù)工單進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,輔助領(lǐng)導(dǎo)了解工單的主要來(lái)源,以便更好地進(jìn)行安排部署。

        6)工單預(yù)算。對(duì)于不同的巡檢養(yǎng)護(hù)工單,系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶提供的工單規(guī)模、選材、人工投入等信息,對(duì)該工程所需要的資金投入進(jìn)行預(yù)算,作為管理人員的參考依據(jù)。

        7)工單考核。能夠根據(jù)每個(gè)巡檢養(yǎng)護(hù)工單的立案時(shí)間、結(jié)案時(shí)間對(duì)巡檢養(yǎng)護(hù)工單完成的及時(shí)率、回復(fù)情況、填單情況、簽證情況等進(jìn)行評(píng)價(jià),用于對(duì)維修搶修人員的工作業(yè)績(jī)進(jìn)行考核,以便提高巡檢養(yǎng)護(hù)效率。

        3.3.2 手持終端功能設(shè)計(jì)

        1)地圖瀏覽。在手持設(shè)備上顯示各種供水管網(wǎng)設(shè)備設(shè)施的地理分布情況,并顯示沿路的地名、建筑物、河流、綠地、鐵路、道路,還可實(shí)現(xiàn)面積、長(zhǎng)度的量算。

        2)屬性查詢??梢酝ㄟ^(guò)點(diǎn)擊、框選、輸入查詢條件等方式,查看供水管網(wǎng)的屬性信息。

        3)事件上報(bào)。事件所在的道路、發(fā)生的地點(diǎn)均自動(dòng)從地圖中讀取,不需要手動(dòng)添加。上報(bào)的事件可附加圖片。對(duì)于已經(jīng)上報(bào)的事件不論是否成功都可以保存在本地,以便后期查看。

        4)工單接收。現(xiàn)場(chǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)人員可通過(guò)手持設(shè)備獲取Web系統(tǒng)發(fā)送的巡檢養(yǎng)護(hù)任務(wù)工單,如需要關(guān)閉哪些閥門、需要維修哪些管段、需要對(duì)哪些閥門井進(jìn)行清淤等。在接收任務(wù)工單的同時(shí)還可查看相對(duì)應(yīng)的地圖信息,輔助巡檢養(yǎng)護(hù)人員快速確定任務(wù)地點(diǎn),提高工作效率。

        5)工單回復(fù)。對(duì)于完成的工單任務(wù),現(xiàn)場(chǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)人員能夠及時(shí)將巡檢養(yǎng)護(hù)結(jié)果上報(bào)給Web系統(tǒng),如起訖時(shí)間、完成情況、負(fù)責(zé)人等,同時(shí)可將回復(fù)信息自動(dòng)保存到手持設(shè)備上,以便查看。

        6)歷史記錄。歷史記錄保存的是已經(jīng)上報(bào)的事件和已經(jīng)回復(fù)的任務(wù)。利用手持設(shè)備可查看歷史事件和任務(wù)歷史,對(duì)上報(bào)失敗的事件進(jìn)行重新上報(bào)。

        3.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

        供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)研究成果已在某自來(lái)水公司(鑒于數(shù)據(jù)保密問(wèn)題,這里未提及具體的客戶單位名稱)得到成功驗(yàn)證,為降低企業(yè)漏損率與產(chǎn)銷差提供了高效的管理手段,有效提高了供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)事件的處理效率,顯著提升了企業(yè)的社會(huì)服務(wù)水平,系統(tǒng)界面見(jiàn)圖3。

        圖3 分派巡檢養(yǎng)護(hù)任務(wù)界面

        4 結(jié) 語(yǔ)

        供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng),支持供水企業(yè)的巡檢養(yǎng)護(hù)人員分門別類地完成日、周、月、臨時(shí)的巡檢養(yǎng)護(hù)任務(wù)。由于手持設(shè)備上裝載有供水管網(wǎng)的GIS信息,因此可通過(guò)GPS技術(shù)為現(xiàn)場(chǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)人員提供大量準(zhǔn)確的管網(wǎng)及附屬設(shè)備信息,幫助巡檢養(yǎng)護(hù)人員準(zhǔn)確了解現(xiàn)場(chǎng)的具體情況,從而徹底告別了傳統(tǒng)的人工記憶與管理的時(shí)代。

        供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)是供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)的延伸建設(shè),也是供水企業(yè)今后信息化不斷深入發(fā)展的重要基礎(chǔ)。當(dāng)前,實(shí)現(xiàn)供水業(yè)務(wù)的綜合運(yùn)營(yíng)監(jiān)管,已逐步成為供水行業(yè)信息化發(fā)展的趨勢(shì),在這樣的大背景下,供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)必將成為最重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與業(yè)務(wù)支撐之一,它將為供水企業(yè)各種業(yè)務(wù)(如SCADA、客服等)提供極具價(jià)值的參考信息,從而有效推動(dòng)供水企業(yè)的信息化建設(shè)不斷向前發(fā)展。

        [1] 段世杰,萬(wàn)彥峰,丁艷.供水管網(wǎng)管理模式的探討[J].河南水利與南水北調(diào),2010(4)∶93-94

        [2] 陳金強(qiáng),韋武軍.城市供水管網(wǎng)維護(hù)管理探討[J].城鎮(zhèn)供水,2010(4)∶91-93

        [3] 梁藝榮.淺談供水管網(wǎng)的管理與維護(hù)[J].大眾科技,2009(11)∶113-114

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        P208

        B

        1672-4623(2016)01-0104-03

        10.3969/j.issn.1672-4623.2016.01.032

        劉明春,研究方向?yàn)榈乩硇畔⒓夹g(shù)、工程測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。

        2013-10-23。

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        能源(2018年8期)2018-09-21 07:57:20
        管網(wǎng)改革虛實(shí)
        能源(2018年8期)2018-09-21 07:57:18
        織起一張共管網(wǎng)
        基于HANA的工單備件采購(gòu)聯(lián)合報(bào)表的研究與實(shí)現(xiàn)
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