燃气管网地理信息系统的应用

维普资讯 http://www.cqvip.com 燃气管网地理信息系统的应用　新奥燃气控股有限公司　吴卫华　摘要：ＧＩＳ以数据库方式管理系统，将图形数据和属性数据统一进行存储、处理和分析。建立为燃气管网　维护、规划、管线设计、管道施工和竣工资料、抢修决策及相关属性数据查询的空间信息库，使用者可以　方便地进行查询统计、运行调度及档案管理。介绍了燃气管网ＧＩＳ系统组成、功能及应用情况，同时介绍　了ＧＩＳ建设及运行过程中应该注意的事项。　关键词：燃气　管网　信息　ＧＩＳ　０基本概念　地理信息系统（ＧＩＳ）是近３Ｏ年来发展起来的一　种新型的计算机软件系统。它以地理定位数据为主　要处理对象，可以获取、存取、检索、分析和显示　与空间位置有关的各种数据。其特点是将地理或空　间数据信息（地图）及其属性信息（文字和数据１结合　起来，实现图和数据的共同处理、查询和分析，图　文并茂，形象直观。它是在计算机硬件与软件支持　下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和　综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规　划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。　空间数据、系统的组织和使用维护人员等４部分组　成。其核心内容是计算机硬件和软件。空间数据反　映了应用ＧＩＳ的信息内容，系统的组织和使用维护　人员决定了系统的工作方式。　１．１硬件系统　硬件系统是物理设备的总称，主要包括计算机　主机、显示器、扫描仪、绘图仪、稳压电源、光盘　刻录机、磁带机等输入、存储、输出设备。　１．２软件系统　１．２．１计算机系统软件　ＧＩＳ把要处理的信息分为两类，第一类是反映　事物地理空间位置的信息，从计算机的角度可称空　间位置数据，也称地图数据、图形数据（如：地形图、　管网图）；第二类是与事物的地理位置有关，反映事　通常在购买计算机时随机携带，特殊情况下另　行购买，如ＵＮＩＸ系统等。　１．２．２　ＧＩＳ软件及其支撑软件　包括ＧＩＳ工具或ＧＩＳ实用软件程序，以完成空　物其他特征的信息，可称专题属性信息或专题属性　数据，也称文字数据、非图形数据（如：阀门、凝水　缸、调压设施、管线等的型号、埋深、建设日期、　施工单位等１。　间数据的输入、存储、转换、输出及其用户接口功　能等。　１．２．３应用程序　ＧＩＳ以数据库方式管理系统，将图形数据和属　性数据统一进行存储、处理和分析。它强调的是空　间数据的结构和分析，因此，它有图形数据库、非　图形数据库，并把两者结合起来进行深层次分析。　根据专题分析模型编制的特定应用任务的程　序，是ＧＩＳ功能的扩充和延伸。按燃气管网档案、　设备的管理、查询等方面的需求而特殊编制豹应用　程序，如燃气、水、电等各类管网管理信息系统。　１．３空间数据　１　系统组成　空间数据是ＧＩＳ的重要组成部分，是系统分析　加工的对象，　ＧＩＳ主要由计算机硬件系统、计算机软件系统、　理实体之间　石扑关系以及相应于空间位置的　．上海煤气２００７年第２期（（，１５　维普资讯 http://www.cqvip.com 属性数据，如地图数据、管线数据、带气焊接点、　调压箱、阀门等方面数据。　１．４系统的使用管理人员　ＧＩＳ是一个复杂的系统，一个完整的系统必须　要有系统的使用管理人员。其中包括具有ＧＩＳ知识　和专业知识的高级应用人才；具有计算机知识和专　业知识的软件应用人才以及具有较强实际操作能　力的硬软件维护人才。　２燃气管网ＧＩＳ系统功能　建立燃气管网ＧＩＳ系统的目标是建立为燃气管　网维护、规划、管线设计、管道施工和竣工资料、　抢修决策及相关属性数据查询的空间信息库（包括　空间数据库和属性数据库），其功能如下：　ｆｌ　管理全市范围的地图和管网设备，以及与　其相关的信息，如管径、管材、埋深、竣工日期等。　ｆ２）点击图形查看相应的信息，通过各种条件　检索到满足要求的管网设备；自动对指定区域内满　足条件的管网设备进行统计，生成各种统计图表。　ｆ３）连接设备数据库，查询任意设备的维修记　录；与竣工图库相连可以查看相对应的竣工图，与　用户数据库相连可查询相关用户信息。　ｆ４）进行快速定位，按照小区号、小区名称、　楼栋号快速将屏幕定位到所需位置；或者在“鹰眼　视窗”的示意图中点击相应位置快速定位。　ｆ５）自动生成符合制图规范的纵断图、横断图　及三维立体图；查询管网任意点高程和埋深。　ｆ６）进行动态标注，根据管网的属性信息，自　动添加标注，而且当管网设备的属性改变时，标注　会自动更新。　ｆ７）在紧急事件发生时提供辅助决策，如在某　处发生事故时，自动搜索应关阀门，统计受影响的　区域和户数，并自动生成抢修单及管网区域图。　ｆ８）对管网设备的图形和属性可以进行方便的　编辑和修改。　（９）将待建区域的地形图裁出，供设计人员设　计生成施工图，施工完毕后，生成的竣工图可以自　动贴【旦］系统，与原有管线相连。　））２００７年第２期上海煤气　（１０）实现静态管网负荷计算　（１１）随着ＳＣＡＤＡ技术的发展及监测点数量的　增加，ＧＩＳ系统可将实时采集的压力数据以等压线　的图形方式显示出来，可直观地观测整个管网的压　力分布情况。　３燃气管网ＧＩＳ系统构成与应用　中地数码开发的燃气管网ＧＩＳ系统的功能基本　满足廊坊新奥燃气的需求。利用其软件，完成地形　图的转换、外业补测数据的录入、地图库的建立、　管网图的录入、管网图库及其属性库的建立、与相　关数据库连接查询功能，并实现了网络版功能。　３．１数据流程、数据和数据库关系　数据流程、数据和数据库关系如图１、２所示。　图１数据流程　坐标扣合　●坐标扣合　一　匠　囤　栓点标注卜－—一—　—Ｈ管网图形库卜－—。　—叫管网篙　联属性表Ｉ　号关联　图号关联　竣工图号关联　图２数据与数据库关系　３．２各模块功能　３．２．１地形图库管理子系统　除提供了对点、线、区三种图元的空间数据和　维普资讯 http://www.cqvip.com 图形属性分别进行输入和编辑的功能，以及图形表　格输出的功能之外，最主要的是实现地形图建库、　对图库灵活的管理和方便的数据转换。　３．２．２管网输入编辑子系统　提供方便的网络输入的手段，构造网络拓扑关　系，建立与管网元素相关的属性数据库和提供燃气　管网的图形属性编辑工具。　３．２．３　管网管理子系统　通过一些有效的方法，对目前的管网信息进行　快速浏览、查询、统计，利用查询统计信息，指导　管理人员高效率正确地进行管网管理。　３．２．４管网运行调度子系统　进行管网水力平差计算，读取ＳＣＡＤＡ数据库　信息，形成压力分布图，供调度使用。　３．２．５事故处理子系统　燃气管网中突发的爆管或泄漏等事故会造成　较大损失，必须及时制定事故处理方案。用户只需　指定事故发生处，系统将能够自动搜索出所需关闭　的阀门与停气用户等，并自动生成抢修单，制定出　合理的处理方案，以便及时排除故障。　３．２．６管网设计子系统　包括管道平面图、轴测图生成与设计，生成管　道材料统计表、设计说明，管理各类图件等。　３．２．７管网施工、竣工资料管理子系统　与施工资料和竣工资料库相连，快速查询任一　管件的施工、竣工资料。　３．２．８管网维护子系统　维护管网拓扑完整性和数据一致性，管理管件　维修记录，及时发出管件更换预警。　３．２．９用户管理子系统　提供多种用户信息的查询方式，通过用户的位　置信息，在发生事故时快速获取受影响用户的信　息，并及时送达停气通知单。　３．２．１０管网Ｗｅｂ发布子系统　用户用通用的网页浏览器可以直接访问管网　系统的主页，浏览图形，按类型、区域、条件查询　管件信息，浏览器端不用安装任何附加软件。　３．３燃气管网信息系统的实际应用　３．３．１　查询、统计　随时、方便查阅、统计管网分布情况、管网的　属性（管径、防腐方法、铺设年份等）成为可能，并　给公司的各项工作带来方便。如：　工程部：作为工程施工的管理部门，在有新建　工程时，可以对施工地区有一个整体的了解，比如　地形图、施工地区周围既有燃气管网分布、每个施　工队承担的任务与施工位置等。　市场部：发展燃气用户时，能了解燃气管网的　分布情况，以制定正确的市场开发策略。　运行部：制作带气方案、确定改线方案、设备　维护、设备巡视时，以此为依据。　技术部门：在各种技术问题的处理，施工质量　的检测等工作中可以查询有关管线与相关设备的　准确数据。并可以快速查询各种施工图、竣工图、　检测成果等的原始资料。　设计室：进行管网设计时，可以查询到各种文　档资料。例如，新建管网区域的地质资料、周围已　有管网分布、管段管点属性信息等。设计室采用　ＣＡＤ进行制图，ＭＡＰＧＩＳ具有文件转换功能，可　以在ＭＡＰＧＩＳ的文件与ＣＡＤ文件之间进行转换；　也可利用ＭＡＰＧＩＳ提供的功能进行设计。　３．３．２运行调度　管网运行部负责全市天然气管网及附属设施　的维护、巡线、维修，燃气用户的维修、管网运行　的抢修、调度等工作。　在管网发生突发事件，可以查询到出事位置处　管道的埋深、管径、管材等信息，以及应该关闭的　阀门，了解哪些用户受到影响，以便提前采取措施。　防腐检测人员利用该系统可打印任意区域内　的管网图，并将防腐检测结果录入到系统数据库　内，以不同颜色显示出管线的防腐等级。　设备维护人员直接将管网设备基本信息读出　来，添加维护信息。其他人员就可通过燃气管网信　息系统查询到设备维护信息。　３．３＿３档案管理　通过该系统的建立，将原有管线图补充完整；　对于新产生的竣工图，要求由运营部利用管线定位　仪对其进行核查和确认。同时规范了改线图和零散　工程施工现场图的绘制标准和归档方式，保证了外　网竣工图的完整　Ｅ；将竣工图和竣工资料统一管理　上海煤气２００７年第２期（（劈　维普资讯 http://www.cqvip.com 起来，图和资料相互关联，理顺了档案管理工作。　户被授权修改同一部分的数据，软件不能详细记录　哪些数据被修改过，由哪个用户修改的。因此，负　４系统建设及运行中注意的问题　责维护ＧＩＳ系统的图形或某个属性表的部门要设专　人进行数据维护。　４．１做好数据备份　随着时间的推移、公司的发展，ＧＩＳ的数据库　４．４保证编号的唯一性　会逐渐庞大起来，做好数据备份就显得极为重要。　公司各个系统数据库大部分是通过编号作为　因为一旦发生意外事故，数据被破坏或丢失，恢复　关键字的，所以每条记录的编号一定是唯一的，才　起来是很困难的。　能保证数据传递的准确。这就要求编号的入口只有　一个，对用户、设备进行编号的人员要熟悉管网位　４．２全面熟悉软件功能　置和管网所处的地形图信息，这样可以避免同一记　ＭＡＰＧＩＳ这套软件提供了多个功能模块，使用　录出现多个编号的情况。　之前应全面熟悉各个功能，因为有些事件是通过若　干模块组合完成的。如果不熟悉软件，在完成某一　ＧＩＳ系统近年来应用于自来水、燃气、电力、　事件的时候就会走弯路，不仅费时、费力，还有可　交通、城市规划等各领域的辅助管理，系统功能已　能产生错误的结果。　日趋完善和成熟，已取得较好的运行效果。燃气管　网ＧＩＳ应用系统在新奥的推广应用，代替传统的管　４．３　明确职责　网资料管理方法，是管理理念的革新与发展，大大　虽然软件提供设置权限的功能，但如果多个用　提高了燃气行业的管理效率和管理质量。　（收稿日期：２００６．０８．０４）　ＡｐｐＩ　ｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｇａｓ　ＰｉｐｅＩ　Ｉ　ｎｅｓ　ＧＩＳ　Ｘｉｎａｏ　Ｇａｓ　Ｈｏｌｄｉｎｇｓ　Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｗｕ　Ｗｅｉｈｕａ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＧＩＳ　ｗｉｔｈ　ｄａｔａ　ｂａｓｅ　ｗａｙ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ，ｕｎｉｔｅｓ　ｔｈｅ　ｇｒａｐｈｉｃｓ　ｄａｔａ　ａｎｄ　ａｔｔｒｉｂｕｔｅ　ｄａｔａ　ｃａｒｒｙｉｎｇ　ｏｕｔ　ｍｅｍｏｒｙ，ｈａｎｄｌｅｓ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｅｓ．Ｆｏｕｎｄｉｎｇ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｗｏｒｋ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｇａｓ　ｐｉｐｅｌｉｎｅ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，　ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ｐｉｐｅｌｉｎｅ　ｄｅｓｉｇｎ，ｐｉｐｅｌｉｎｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｒｕｓｈ　ｒｅｐａｉｒ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ａｔｔｒｉｂｕｔｅ　ｄａｔａ　ｉｎｑｕｉｙｒ，ＳＯ　ｕｓｅｒｓ　ｃａｎ　ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙ　ｐｒｏｃｅｅｄ　ｉｎｑｕｉｙｒ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃ，ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ａｒｃｈｉｖｅｓ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎ￣ｏｄｕｃｅｄ　ｇａｓ　ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ　ＧＩＳ　ｓｙｓｔｅｍ’Ｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｎｇ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｐｐｌｉｅｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｍａｔｔｅｒｓ　ｗｈｉｃｈ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｐａｙ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｔｏ　ｏｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｕｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｇａｓ　ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｇｅｏｇｒａｐｈｙ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ（ＧＩＳ）　（上接第８页）　Ｐｅｒｍｉ　ＳＳｉｏｎ　Ｒｅｄｕｃｉｎｇ　Ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　Ｎｏｎ—ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ＰＥ　Ｐ１ｐｅＩ　ｉＲｅ　Ｉｎｓｅｒｔｉｎｇ　Ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｈｕａｙａｎ　Ｇａｓ　Ｐｉｐｅｌｉｎｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｌｉａｏ　Ｆｕｚｈｏｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｃａｌｏｒｉｃ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｎａｔｕｒａｌ　ｇａｓ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ　ｇａｓ．ＰＥ　ｐｉｐｅ’Ｓ　ｉｎｓｉｄｅ　ｗａｌｌ　ｉｓ　ｓｌｉｐｐｅｒｙ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｆｉｒｃｔｉｏｎ　ｒｅｓｉｓａｔｎｃｅ　ｉｓ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｂｅｌｏｗ　ｓｔｅｅｌ　ｐｉｐｅ’Ｓ　ａｎｄ　ｃａｓｔ　ｉｒｏｎ　ｐｉｐｅ’Ｓ．Ｈｅｎｃｅ　ＰＥ　ｐｉｐｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｉｓ　ａｌｌｏｗｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｇａｓ　ｐｉｐｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｕｎｄｅｒ　ｎｏｎ－ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｉｎｓｅｒｔｉｎｇ　ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ．Ｉｎ　ｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈａｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂｙ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒｍｕｌａ．Ｔｈｅ　ｍｏｓｔｌｙ　ｒｅａｓｏｎ　Ｉ‘Ｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ＰＥ　ｐｉｐｅ　ｉｎｓｉｄｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｔｏ　ｐｅｒｍｉｓｓｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｃａｎ　ｂｅ　ｎｅｇｌｅｃｔ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｇａｓ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ａｆｔｅｒ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏ　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｄｉｍａｅｔｅｒ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ　彷））２００７年第２期上海煤气