供水管網(wǎng)工程建設(shè)中如何控制

廣東珠三角城際軌道交通有限公司 510308

摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市供水管網(wǎng)作為保障正常生產(chǎn)及生活的生命線，對自身的信息化管理亦提出了更高要求，而傳統(tǒng)的人工管理、紙介質(zhì)圖紙模式已很難適應(yīng)當(dāng)今供水企業(yè)的發(fā)展和管理需求。因此，供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)應(yīng)運而生。地理信息系統(tǒng)可以準(zhǔn)確、完整地進行供水管網(wǎng)信息管理，是傳統(tǒng)的人工管理無法比拭的。本文根據(jù)筆者多年工作實踐，對城市供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)及使用進行探討。

關(guān)鍵詞：供水管網(wǎng)；建設(shè)；使用

前言

近年來，城市建設(shè)與變遷日新月異，大量的供水管網(wǎng)資料需要處理，采用人工方法，借助圖紙、卡片的傳統(tǒng)手工管理方式效率低下，己越來越難以滿足實際需要。所以實現(xiàn)對供水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的需求是相當(dāng)迫切的，開發(fā)供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（以下簡稱“GIS系統(tǒng)”）已勢在必行。利用GIS系統(tǒng)管理供水管網(wǎng)具有以下意義：（1）高效地管理、保存完整地形圖數(shù)據(jù)；（2）反映城幣供水管網(wǎng)的現(xiàn)狀；（3）有效的提高日常查詢檢索速度；（4）充分利用計算機進行方便快捷的日常事務(wù)處理；（5）運用計算機進行靈活的管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計和診斷；（6）保證信息可靠存儲、方便更新；（7）提供多樣準(zhǔn)確的輸出；（8）實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和Internet發(fā)布。

在系統(tǒng)的建立之前必須對管網(wǎng)資料進行詳細了解及分析用戶的需求，選擇采用較成熟且較適合供水管網(wǎng)使用特性的GIS軟件作為系統(tǒng)開發(fā)平臺，并購置相應(yīng)硬件設(shè)備，同時根據(jù)自身的管網(wǎng)信息化管理需求，不斷補充、完善總體方案，確保系統(tǒng)的實用性。

一、系統(tǒng)建立流程

先進行小型試驗，可以取有代表性的區(qū)域進行，在試運行中觀測其合理性、完整性。綜合各方面的意見，然后對整個系統(tǒng)的流程與標(biāo)準(zhǔn)制定，全面開展系統(tǒng)的綜合開發(fā)。其中現(xiàn)狀供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集與錄入是整個系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)，而且數(shù)據(jù)精確性、完整性也是系統(tǒng)得以正常運轉(zhuǎn)的前提。

（一）背景圖處理

以某城市1/500電子版地形圖為街區(qū)背景圖。需在背景圖中將道路、河流、建筑及各類設(shè)施等能夠單獨顯示、組合顯示以及背景圖信息全部顯示等，同時要求打印出圖比例不同（1/500或1/2000）時，顯示的地物稠密程度不同。為了克服目前計算機無法解決的地物取舍問題，在對電子版CAD背景圖整飾后，將其轉(zhuǎn)換為GIS標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，并分別提取道路、河流、建筑、地名、行政區(qū)劃邊界、地表高程數(shù)據(jù)等圖層形成單獨的文件，在地圖庫中以層類區(qū)分。

背景圖庫建成后經(jīng)系統(tǒng)測試，啟動系統(tǒng)時顯示背景圖全部圖層信息所需時間較長。因此限定各圖層顯示比例，使各層類只在特定的比例范圍內(nèi)顯示。這樣，隨著系統(tǒng)背景圖的逐級放大，背景地物的顯示逐漸詳細具體，既加快了圖形的顯示速度，又從側(cè)面解決了計算機關(guān)于地物取舍的問題。

（二）管網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

處理管網(wǎng)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵問題在于管網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)的組織、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)體系的確定。為便于管網(wǎng)管理，本系統(tǒng)采用分層的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，并建立完善的管線拓撲關(guān)系，即不同直徑的管線、閥門構(gòu)成不同的數(shù)據(jù)層，并設(shè)置不同的顏色加以區(qū)別。這樣無須管徑、閘徑標(biāo)注，只通過顏色即對管線、閥門的布局一目了然、方便、快捷。具體管網(wǎng)數(shù)據(jù)錄入方式如下：

1、管網(wǎng)普查數(shù)據(jù)

為實現(xiàn)對現(xiàn)狀供水管網(wǎng)設(shè)施的相關(guān)資料的了解，專門委托有相應(yīng)資質(zhì)的勘察單位對現(xiàn)狀供水管網(wǎng)設(shè)施進行全面普查，并按照GIS系統(tǒng)建設(shè)錄入的要求和格式編制管網(wǎng)普查相關(guān)數(shù)據(jù)，并根據(jù)后續(xù)的管網(wǎng)運營維護要求對閥門、消防栓、排泥閥、水表等進行統(tǒng)一標(biāo)號，后續(xù)通過現(xiàn)場管線巡檢、開挖、管網(wǎng)調(diào)試對普查數(shù)據(jù)進行二次核實，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性，以確保管網(wǎng)普查效果。

在上述管網(wǎng)普查數(shù)據(jù)完成的基礎(chǔ)上，委托專業(yè)人員進行普查數(shù)據(jù)的GIS系統(tǒng)導(dǎo)入、邏輯分析及校對、現(xiàn)場再次核查（必要的話），再進行后續(xù)確認。

2、利用管網(wǎng)竣工圖紙

安排GIS專職維護人員進行必要培訓(xùn)后，可進行管網(wǎng)竣工圖在GIS系統(tǒng)中的錄入，在建立管網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)庫時，由于使用的管網(wǎng)竣工圖精度不夠，造成管線和閥門位置可能出現(xiàn)偏差?？紤]到將來城市發(fā)展，道路、街區(qū)改造可能會發(fā)生閥門占壓，而事故關(guān)閥或閥門檢修若不能精確定位，必然加大事故的影響程度，并造成施工、檢修不便。故將已錄入的管網(wǎng)圖全部按照閥門最新實測數(shù)據(jù)進行修正，并以此作為相關(guān)管線的定位依據(jù)，保證管線位置的精確性，從而確保建立的管網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)庫的準(zhǔn)確與完備。

同時，充分利用技術(shù)手段優(yōu)化數(shù)據(jù)錄入進度。譬如在在閥門屬性錄入方式的選擇上，反復(fù)進行分析比較。如果對照圖形直接錄入屬性，將增大錄入難度，降低工作效率。因此采取先將屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一錄入到GIS數(shù)據(jù)庫中，然后以閥門編碼作為標(biāo)識字段，將圖形和屬性數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。這樣既使繁瑣的數(shù)據(jù)錄入工作在短時間內(nèi)完成，又提高了數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性。

（三）系統(tǒng)集成與調(diào)試

綜合開發(fā)完成后，進行系統(tǒng)集成、功能調(diào)試，檢查系統(tǒng)各部分是否完善、吻合。從軟件各部分結(jié)構(gòu)、功能，到街區(qū)背景圖的核實，并充分利用軟件自身的功能如借助關(guān)閥搜索檢查管網(wǎng)拓撲關(guān)系。與此同時，也可通過后續(xù)的管網(wǎng)維護管理資料（如爆管搶修等）對比系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并對現(xiàn)狀系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行比對和完善，同時對局部無電子地形圖的區(qū)域，實施街區(qū)背景的人工錄入。最后，經(jīng)反復(fù)調(diào)試使得系統(tǒng)集成后暴露出的一些問題均得到妥善解決。

二、系統(tǒng)主要功能設(shè)計

根據(jù)GIS軟件平臺提供的功能，系統(tǒng)可以對管線及附屬設(shè)施的各類信息進行編輯、查詢檢索、統(tǒng)計分析等常規(guī)管理，并實現(xiàn)了事故關(guān)閥、故障影響分析、等輔助決策。也為后續(xù)系統(tǒng)的二次開發(fā)創(chuàng)造了條件，具體如下：

（一）快速定位、查詢與圖表輸出

對于大型供水管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)而言，實現(xiàn)快速、靈活的定位至關(guān)重要。本系統(tǒng)實現(xiàn)了整個管網(wǎng)范圍內(nèi)的定位線定位和地名定位，能夠方便、快捷的定位到管網(wǎng)中特定的區(qū)域和設(shè)施，大大提高了整個系統(tǒng)的管理效率。

考慮到到用戶在日常管理中常需查詢和統(tǒng)計上報各類報表，本系統(tǒng)根據(jù)用戶管理要求制作了管段報表模版和閥門報表模版，可將查詢結(jié)果直接打印輸出。

在進行事故影響分析或確定管線、設(shè)施檢修方案時，往往需要打印相關(guān)閥門位置圖。對此系統(tǒng)專門設(shè)計了閥門信息卡，并對重點閥門進行實測距離進行閥門現(xiàn)場定位，連同閥門相關(guān)屬性一并輸出，一目了然，便于施工人員現(xiàn)場操作、維修

（見附圖1 閥門信息卡樣式）。

（見附圖1 閥門信息卡樣式）

（二）、相關(guān)數(shù)據(jù)的適時更新、提取、匯總

GIS系統(tǒng)建成后，在日常管網(wǎng)運營管理工作中，可實現(xiàn)對各類口徑、管材、管網(wǎng)設(shè)施維護次數(shù)、水表各口徑和區(qū)域匯總等數(shù)據(jù)適時更新及統(tǒng)計，在實現(xiàn)與收費系統(tǒng)的對接后，還可及時實現(xiàn)用水量數(shù)據(jù)統(tǒng)計、用戶停水統(tǒng)一在線告知等功能，極大地提高了數(shù)據(jù)匯總提取的便利性和時效性，給相關(guān)的管網(wǎng)管理決策提供了必要的數(shù)據(jù)支持。

（三）管網(wǎng)運營管理手段的二次技術(shù)開發(fā)

在GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可根據(jù)實際運營需要進行區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)模型的簡化建模，建立區(qū)域管網(wǎng)的水力模型。利用GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能對區(qū)域內(nèi)局部供水管網(wǎng)水力運行的情況模擬與分析，以實現(xiàn)對水廠供水分界線、