洪松柏

摘要：近年來，伴隨著城市的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的供水、排水管網(wǎng)的管理模式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足城市供水管網(wǎng)的現(xiàn)代化管理要求。隨著城市建設(shè)的發(fā)展和時間的推移，建立統(tǒng)一的地下管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)和信息共享機制尤為重要。建立城市供水系統(tǒng)信息化平臺，借助GIS等信息資源，實現(xiàn)對給水、排水系統(tǒng)關(guān)心的數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析、模擬與顯示，可以為城市規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)和城市應(yīng)急等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，進而提高城市運行管理水平。

關(guān)鍵詞：城市給排水管網(wǎng);優(yōu)化管理系統(tǒng)

為了有效實現(xiàn)對給排水管理系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計分析，本文對國內(nèi)外排水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行分析。在設(shè)計城市給排水管理系統(tǒng)時，要實現(xiàn)有效提升城市運行管理水平，就要實現(xiàn)城市供水系統(tǒng)信息化，為對給水、排水系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析和模擬顯示，就要借助GIS等信息資源，實現(xiàn)城市規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)和城市應(yīng)急措施的數(shù)據(jù)支持。

1城市市政給排水管網(wǎng)優(yōu)化配置的基本原理

城市市政給排水管網(wǎng)系統(tǒng)是城市管網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分之一，給排水管網(wǎng)系統(tǒng)主要是運用沉淀池、水塔、水泵以及水管等設(shè)施將水資源運送居民家中，這個過程中，從管道鋪設(shè)路線方案到材料選擇再到設(shè)備設(shè)施的使用等各個方面，都屬于這個系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)一丁點的紕漏，都會影響整個系統(tǒng)的正常運作，因此在設(shè)計城市市政給排水管網(wǎng)優(yōu)化配置的時候，將這幾個環(huán)節(jié)要考慮在內(nèi)，以達到降低管網(wǎng)的投資和維護成本，節(jié)約水資源的目標(biāo)。

2國外給排水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

2.1實時有效的動態(tài)檢測與分析，為供水管理提供必要的支持

系統(tǒng)新的功能也在不斷的實踐過程中得到完善，例如巴黎市CEP供水公司從1991年起開始使用GIS技術(shù)，對相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)庫進行了充分的運用，并且日常事務(wù)處理的能力得到大范圍的提升，GIS主要有以下的核心模塊：網(wǎng)絡(luò)的改建計劃、管道的模擬追蹤、斷水處理、事件記錄、解決程序管理（用水高峰期、斷水等）、用戶信息管理、消火栓信息的管理和重修工作的安排。

2.2 GIS與其他系統(tǒng)廣泛集成

GIS應(yīng)用的關(guān)鍵指標(biāo)之一就是GIS系統(tǒng)的擴展性。對于自定義管理系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，就是要求在根據(jù)不同的城市需要在GIS平臺上擴展出不同的附加功能。未來主要的一個發(fā)展方向就是對GIS和先進管理模塊進行優(yōu)化控制結(jié)合。

3系統(tǒng)需求分析

系統(tǒng)需求分析需要對用戶進行深入細(xì)致調(diào)查，收集信息并進行整理，得到對系統(tǒng)概略的描述和可行性分析文件。

隨著我國每個城市的快速發(fā)展，城市排水管正在快速擴張和大規(guī)模的改造，經(jīng)營管理水平面臨了更高的要求，這和目前的基礎(chǔ)設(shè)施材料不完整、缺乏信息收集、管理方法手段相對落后產(chǎn)生了沖突。地理信息系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)管理和分析功能，可用于管網(wǎng)模型，水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換平臺，可實現(xiàn)城市排水管網(wǎng)有效的技術(shù)管理。根據(jù)城市排水管網(wǎng)的日常管理工作的需要和地理信息系統(tǒng)的功能特點，建立城市供水和排水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅要與地理信息系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)、實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、圖形管理檢索等基本功能，還可以生成圖形，圖表并實現(xiàn)地圖管理，如特殊的空間分析功能，以滿足城市排水需要。本文對城市排水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)軟件進行功能分析。

1）業(yè)務(wù)需求。供水企業(yè)的生產(chǎn)運行模式圍繞水源、制水廠，然后經(jīng)由輸配水管送到千家萬戶。企業(yè)管理涉及三個層次：水生產(chǎn)/消費、運營與服務(wù)。其中運營、服務(wù)環(huán)節(jié)涉及到龐大的地理信息數(shù)據(jù)，包括管網(wǎng)管理系統(tǒng)、水力模型系統(tǒng)、管網(wǎng)GIS系統(tǒng)等。

2）功能需求。管線信息管理和查詢：按照管線編號、材質(zhì)類型、鋪設(shè)時間、管線直徑、管線地址、組合查詢等方式進行查詢，按接口查詢，按照閥門查詢，區(qū)域查詢。管線維護和服務(wù)：爆管信息顯示、閥門定位和維護建議，老化管線的更換和維修建議。管線GIS圖形管理：放大，縮小，漫游，圖層切換，管線、閥門、節(jié)點、消火栓的要素顯示和定位。管道擴建智能決策：根據(jù)實際模型和不同管徑管線的價格，利用先進的智能優(yōu)化算法，提供在符合水模型壓力的情況下的擴建管線建議。

3）性能和運行需求。本系統(tǒng)可運行于Microsoft Windows的各個版本下，包括Windows 9X（win95需要升級系統(tǒng)文件）、Windows Me、Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows Vista、Windows 7等平臺下，奔騰1GHzCPU或更快，256 MB內(nèi)存或更多，16MB磁盤空間。

4系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)采用模塊化程序設(shè)計方法，本著模塊內(nèi)部高內(nèi)集，模塊之間低耦合的思想，結(jié)構(gòu)清晰、簡潔、擴展功能強。根據(jù)給排水管理的實際情況，本系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

1）主要功能應(yīng)包括：用戶信息管理、管網(wǎng)信息管理、爆管信息管理、預(yù)警信息管理、實時監(jiān)控管理。具有查看區(qū)域地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)的功能，可以在地圖上進行數(shù)據(jù)分析，并可以查看該信息的3D模型視圖。①用戶管理模塊：管理用戶的日常工作，通過權(quán)限設(shè)置，充分保護用戶的信息安全。②數(shù)據(jù)管理模塊：要求實現(xiàn)動態(tài)管理，能夠?qū)崟r更新管線數(shù)據(jù)和基本地形圖數(shù)據(jù)，以便提供數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，自動更新的系統(tǒng)管理。要求數(shù)據(jù)的安全性，不同的用戶設(shè)置不同的權(quán)限，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全。③數(shù)據(jù)瀏覽模塊：通過此模塊可以實現(xiàn)給水排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)以及圖像的顯示，并可根據(jù)需要對各種信息進行顯示，實現(xiàn)圖文交互。

2）根據(jù)工程管理中的實際情況，管線查詢采用多種查詢方式，可以模糊查詢、多種查詢組合使用等;管線信息和爆管信息可以顯示管線的地圖，方便提供決策。主要針對各級管理人員對基礎(chǔ)管網(wǎng)圖和各種專題數(shù)據(jù)的查詢需求而設(shè)計的，具有空間位置、屬性、范圍及關(guān)系等多種查詢檢索功能，可查詢管線的材質(zhì)、管徑等特征。

3）提供優(yōu)化決策功能，通過選擇模型并輸入不同管徑的造價，利用智能優(yōu)化算法運算最節(jié)省成本的管徑組合。在城市地理信息系中，通過檢查和性能的相關(guān)數(shù)據(jù)并嵌入優(yōu)化模型，判斷兩者之間的關(guān)系，這將有助于空間關(guān)系的比較，以支持規(guī)劃決策過程。在管道的規(guī)劃和調(diào)整過程中，通過管線分布的模擬，實現(xiàn)管道的分析和設(shè)計優(yōu)化。

5結(jié)語

城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)在現(xiàn)代化技術(shù)快速的發(fā)展之下，傳統(tǒng)的供水、排水管網(wǎng)的管理模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。地下管網(wǎng)管理信息和信息共享機制的統(tǒng)一建立，在現(xiàn)代城市化建設(shè)的發(fā)展中顯得尤為重要。為提升城市運行管理水平，就要實現(xiàn)城市供水系統(tǒng)信息化，為對給水、排水系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、管理、操作、分析和模擬顯示，就要借助GIS等信息資源，實現(xiàn)城市規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)和城市應(yīng)急措施的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻：

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[2]劉培坤.市政給排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀分析與優(yōu)化思路探析[J].河南科技，2018，1（4）：58-59.

（作者單位：湖北楚元工程建設(shè)咨詢有限公司海南分公司）