李子原（上海積成慧集信息技術有限公司，上海200233）

基于GIS的供水管網(wǎng)閥門管理系統(tǒng)及應用

李子原
（上海積成慧集信息技術有限公司，上海200233）

針對目前城市供水管網(wǎng)爆管搶護維修中，經(jīng)常遇到的供水閥門埋設無法及時找到，閥門無法正常啟閉，閥門分布現(xiàn)狀與資料不符，業(yè)務部門難以與外業(yè)人員進行實時數(shù)據(jù)交換等問題，提出了在基于GIS中的現(xiàn)狀管網(wǎng)基礎數(shù)據(jù)庫及平臺上實現(xiàn)供水管網(wǎng)閥門管理的解決方案，以實現(xiàn)對閥門的全方位管理，有效提高閥門巡檢及搶修管理效率。

GIS；供水管網(wǎng)；巡檢

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.177

1 引言

閥門管理是供水管網(wǎng)管理中的重要組成部分。管網(wǎng)停水檢查搶修過程中涉及閥門的啟閉，同時也會對周邊居民的用水產(chǎn)生影響。閥門管理過程中還存在著許多問題，例如：供水閥門埋設無法及時找到；閥門無法正常啟閉；閥門分布現(xiàn)狀與資料不符；爆管點周圍哪些閥門需要關閉，關閉閥門后影響居民用水的區(qū)域；業(yè)務部門與外業(yè)人員之間難以進行數(shù)據(jù)實時傳遞；業(yè)務部門對外業(yè)人員監(jiān)控困難等[1]。

2 供水管網(wǎng)閥門管理內容

供水企業(yè)閥門管理工作一般分為閥門的日常維護管理和閥門操作管理。日常維護管理包括閥門的日常巡檢和閥門資料的管理；閥門操作管理包括閥門計劃啟閉和閥門的應急搶維修。

3 利用GIS進行閥門管理

3.1 GIS技術簡介

GIS是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計支持空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規(guī)劃和管理問題。GIS以空間數(shù)據(jù)為操作對象，技術優(yōu)勢在于對數(shù)據(jù)的綜合、模擬與分析評價能力。利用GIS技術可以得到常規(guī)方法難以得到的重要信息，是集計算機科學、地理學、測繪遙感學、城市科學、環(huán)境科學、信息科學為一體的新興學科。

3.2 利用GIS進行閥門管理簡介

利用GIS進行閥門管理即建立閥門數(shù)據(jù)庫及相應的編輯系統(tǒng)與業(yè)務系統(tǒng)。GIS系統(tǒng)將閥門的圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)相連接，進行統(tǒng)一的管理，可進行圖形的查詢；利用GIS系統(tǒng)的拓撲分析功能實現(xiàn)關閥操作；在業(yè)務系統(tǒng)中，通過手持設備實現(xiàn)內外業(yè)聯(lián)通，對閥門的日常巡檢、計劃啟閉及應急維修進行管理。

4 供水管網(wǎng)閥門管理系統(tǒng)設計

4.1 總體設計

系統(tǒng)總體設計分為3層，分別為感知層、網(wǎng)絡層、應用層，如圖1所示。

1）感知層。感知層是指用皮膚和五官識別物體，主要負責采集信息，采集的設備可包括手機、攝像機、相機、Internet、PC、呼叫中心等，可將采集到的信息以互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的方式傳遞出去，比如，需要采集的外業(yè)的現(xiàn)場工作內容、視頻信息、照片信息等。

圖1 總體設計圖

2）網(wǎng)絡層。網(wǎng)絡層是神經(jīng)中樞和大腦信息傳遞和處理的過程，本次搭建的網(wǎng)絡包括通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等，可以實現(xiàn)信息互通，消息傳遞，數(shù)據(jù)共享等。本項目采用二維碼物聯(lián)網(wǎng)技術、移動互聯(lián)網(wǎng)技術以及通信服務技術來完成對現(xiàn)有的供水業(yè)務的全過程管理。

3）應用層。應用層則是將所采集的信息結合網(wǎng)絡層輔助用戶對現(xiàn)有的業(yè)務進行管理，并搭建供水業(yè)務管理系統(tǒng)。

4.2 數(shù)據(jù)庫設計

閥門數(shù)據(jù)主要包括2類：圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)。

圖形數(shù)據(jù)。圖形數(shù)據(jù)反映閥門的地理位置及其與官網(wǎng)的連接關系，包括閥門照片、竣工圖等。

屬性數(shù)據(jù)，主要包括：

1）閥門類別，如閘閥、蝶閥、排污、排氣等。

2）閥門基本屬性，包括閥門編號、地址、戶名、閥門類型、口徑、閥門狀況、路面情況、閥門坐標、管段編號、安裝日期、維修日期、維修內容、修理人、操作日期、操作內容、操作人、維護日期、維護內容、維護人。

3）閥門業(yè)務屬性，包括閥門使用情況、維修業(yè)務屬性、影像屬性、文檔資料屬性、日志屬性。

4.3 閥門巡檢養(yǎng)護流程設計

外業(yè)人員配備智能手持設備PDA，巡檢計劃可通過4G無線網(wǎng)絡直接發(fā)送到外業(yè)人員的PDA上（包括該區(qū)域的基礎地形圖和管網(wǎng)設備圖），工作人員可在PDA上查看巡檢任務，并根據(jù)GIS準確執(zhí)行巡檢任務，整個過程PDA會記錄養(yǎng)護路線。

4.4 閥門搶修流程設計

系統(tǒng)整合閥門周檢上報的閥門維修工作與呼叫中心接報的閥門搶修工作，統(tǒng)一接入到維修平臺，由工作單管理平臺人員，并根據(jù)區(qū)域、類別等字段進行派單，派單時依據(jù)系統(tǒng)自動計算出的就近人員名單，進行派單，派發(fā)到維修人員的手持設備上，使其開展現(xiàn)場閥門維修工作。

4.5 關鍵功能實現(xiàn)

4.5.1 閥門數(shù)據(jù)編輯

系統(tǒng)支持閥門數(shù)據(jù)的手工輸入與數(shù)字化輸入。

4.5.2 閥門數(shù)據(jù)顯示

在基礎管網(wǎng)圖上顯示閥門的分布，閥門不同的顏色區(qū)分閥門的啟閉。

4.5.3 關閥分析

管網(wǎng)突然發(fā)生爆管或管線維護時，需要快速生成關閥方案，依據(jù)GIS管網(wǎng)空間拓撲關系，獲取施工后的停水范圍及需要關閉的閥門，并在管網(wǎng)圖上顯示出來，同時生成閥門工作單、停水通知書等。系統(tǒng)也支持二次關閥。

4.5.4 事件跟蹤

對于派發(fā)的巡檢計劃或搶修工單，系統(tǒng)支持跟蹤管理，并通過手持設備的信息上報與照片采集，使內業(yè)管理人員能夠獲取外業(yè)工作的實施狀態(tài)與現(xiàn)場信息。

5 供水管網(wǎng)閥門管理系統(tǒng)應用

5.1 關閥方案制定

關閥分析能夠根據(jù)爆管點位置，快速制定關閥方案，并且能在地圖上定位需要關閉閥門的位置，以便工作人員快速進行關閥操作，從而減少水的漏失和對周邊用水居民的影響。

5.2 閥門巡檢及搶修過程管理

與傳統(tǒng)的閥門巡檢搶修方式相比，采用手持設備PDA，通過GPS和4G網(wǎng)絡，能夠實時將現(xiàn)場信息及位置信息回傳到后臺管理端，便于管理人員對巡檢搶修的全過程進行監(jiān)控，有效地提高了巡檢搶修工作的質量和效率，并與關閥分析功能相結合，實現(xiàn)了爆管搶修的快速性與閥門關閉的正確性，提高了管理水平。

6 結語

本次建設的供水管網(wǎng)閥門管理系統(tǒng)能夠用于閥門管理過程，幫助解決閥門堆設找不到的問題，對閥門巡檢、搶修等業(yè)務工作過程進行全流程管理，從而提高了工作效率，縮短了停水時間，減少了經(jīng)濟損失。

【1】陳真渠.基于WACHS和MAPGIS的供水閥門管理系統(tǒng)及應用[J].城鎮(zhèn)供水,2012(4):51-53.

Based on the GIS of Water Supply Pipe Network Management System and Application Valve

LI Zi-yuan
（Shanghai Jichenghuiji Information Technology Co.Ltd.,Shanghai 200232,China）

This paper based on the problems often encountered in urban water supply pipe network tube maintenance, such as the water valve cannot be found in time, can't normal opening and closing valve, the valve distribution present situation out of accord with information, business segmentexchange their data with field staff hardly in time, then put forward the solution that based on the status network database and plat for min GIS, realizingthe valve management of water supply pipe, in order to achieve omni bearing administration on valve and effectively improve the efficiency of thevalve inspection and repair management.

GIS;water supply network;inspection

TP274.4

B

1007-9467（2016）12-0185-02

2016-10-29

李子原（1977～），男，遼寧鳳城人，工程師，從事GIS系統(tǒng)的應用與研發(fā)研究。