柳州地下供水管网信息系统升级改造及应用

梁幼钢

摘要：本文介绍了柳州地下供水管网信息系统的现状及开发背景，针对原系统的缺陷和问题提出了新系统升级改造的目标和内容，并对系统新增功能进行说明，总结了新系统建成后的运行用应用情况。

关键词：供水管网信息系统词；C/S系统；B/S系统；GIS数据

1前言

近年来，随着柳州城市的快速发展，城市自来水管道规模越来越大，新建、改造、报废等各类管道工程相互交织，加上作为获取、处理、管理、分析地下空间数据的GIS技术也得到了迅猛的发展，为解决自来水管网数据管理、应用问题提供了较为理想的解决方案。

公司自2003年开始建设地下供水管网信息系统，2004年通过项目验收，该供水管网信息系统采用MAPGIS平台，主要实现了管网数据采集、管理、查询、统计分析等辅助管理功能，解决了当时公司遇到的传统人工管理供水管道数据的顾虑，存在管理效率低下且纸质数据很难保存的问题。

原有的供水管网信息系统经过多年的应用，从最初的只有500多公里管网长度到现在有1700多公里，DN100以上阀门13700多个，各类管道维修、阀门巡检更换记录5000多条，各类竣工图阀门照片等栅格数据30多G。由于原有MAPGIS系统平台的限制，系统运行效率日显低下、速度变慢，越来越无法满足公司的工作需要；系统基于文件的局域网化管理模式也无法适应公司网络化、信息化管理的需求，现有的供水管网信息系统升级改造势在必行。

2系统升级改造目标

建立以管网地理信息系统为核心，综合数据采集技术、通讯技术、管线的静态和动态仿真等技术，集管理、监控、研究和分析功能于一体的企业级信息管理平台，从而实现供水管网信息资源共享，增强管网运行掌控能力，提高工作效率，促进安全优质供水服务和企业的科学化、精细化、规范化管理。根据柳州城市数字化、智慧化的发展趋势，供水管网信息系统升级后的目标是：

●建设完善全市范围内的准确、动态、高效的供水管线数据库，实现各类信息的数字化存储。

●完善管线及相关设备动态管理机制，为管网规划、抢修、改扩建提供决策支持。

●完善系统功能减少操作流程，提高系统使用效率。

●建立管线数据的共享机制，可以为公司各类应用软件及其他政府单位提供数据共享服务，为数字城市建设提供数据支撑服务。

3系统升级改造内容

3.1基于C/S的数据编辑与维护系统

C/S系统功能全面、操作灵活，主要面向GIS专业技术人员。C/S系统是将供水管线信息以数字形式存储在数据库中，从而实现对各类管线数据、信息的输入、编辑、检查、管理、查询、统计、分析、输出和实时更新等，并在资料管理、运行管理、网络分析、空间分析、辅助决策、客户服务、工程设计、管网模型、系统集成等方面为用户提供支持。

在数据维护与编辑方面，采用自动化的辅助手段为数据的编辑、处理、入库、校正等各个工作环节提供强大的数据处理能力，可以提供一系列自动化的辅助手段为工作人员提供帮助，方便系统使用和维护，也有利于系统今后的实用化推广。主要功能包括：原有纸图数据的辅助处理、CAD数据的自动导入与质量控制、外业采集数据导入处理与质量控制、GPS定位数据的导入处理与质量控制、多用户多数据版本协同编辑处理与质量控制、基于竣工图的管网动态更新处理与质量控制、基于管网物探资料的管网动态更新处理与质量控制、管网历史数据管理、管网数据备份处理等。

3.2基于B/S（网页版）的综合展示系统

B/S综合展示系统也称网页版GIS系统，该系统使相关业务部门工作人员可以直接面向各个业务管理层面，包括管网建设查询、管网资产管理、管网运行管理、敏感客户信息、辅助管理等五个主要方面，实现了图形数据浏览、信息查询统计、矢量数据打印、网络高级拓朴分析功能、关阀方案辅助分析、漏水管理、供停水模拟分析、竣工图资料管理、管网示意图辅助生成、管网更新规划等丰富的应用功能。

3.3巡检系统

系统主要针对供水管网的巡检、养护管理等外业管网设施管理工作，在WebGIS应用系统的基础上，以GIS数据应用和展示为基础，集成现场工作信息、GPS定位信息、数据流程信息等，为管理层提供工作监督、数据分析、辅助决策功能，彻底取代原有的巡检管理模式，实现了巡检计划科学制定、巡检任务实时下发、巡检信息实时上报等一体化的巡检工作流程，并完成了对巡检人员的电子化监管，实现了考核的电子化，彻底堵住了管理上的漏洞。

3.4智能手持系统

利用GIS/GPS技术，外业人员可以随时随地了解供水管道的分布、阀门信息等数据，满足施工、抢修、维修、检漏等工作现场初步GIS应用的需要。

4平台选择

现在GIS技术发展日新月异，各类GIS软件平台五花八门，比较有代表性的是ESRI公司的ARCGIS、武汉中地数码科技有限公司的MAPGIS、北京超图软件股份有限公司的SuperMAP。在项目开发之前，我们深入分析了当前供水行业GIS应用的软件平台情况，并对目前较为流行的ARCGIS和MAPGIS平台进行了对比，认为ARCGIS平台在数据存储、图形管理、拓扑分析、数据兼容性等都有着其它平台所无法比拟的卓越能力，而且柳州市多家政府部门及兄弟单位也在使用ARCGIS平台开发的软件，便于各个单位之间的数据信息共享，所以我们决定选择ARCGIS作为此次升级改造的开发平台。

5项目实施

5.1数据规范建设

数据处理标准规范是系统正常运行的重要保障，在系统开发初期，就参考国家技术规范和行业标准，并充分考虑本公司的实际情况，以一线工人、技术人员的操作简易、识图习惯为依据，对新系统的各项内容、结构进行了规范化设计，主要有管设备图例、图形分层、数据结构、管网数据录入规范、CAD导入格式规范等。

5.2数据迁移及核对

原有系统的升级改造，都会涉及到数据的无缝转换到新系统平台，原始管网数据是MAPGIS6.7格式数据，处理流程主要分成：数据备份、数据格式转换、数据修正、数据标准化处理，格式转换利用第三方开发的针对mapgis与ARCGIS数据转换工具；数据检查主要对数据在转换过程中出现的数据错误、丢失、拓扑结构错乱进行修正，保证数据的无损过渡。数据标准处理主要是根据公司相关规范及调研中需要新增和修改的字段进行处理，并补全字段的相应内容。

5.3人员培训

完整而有系统的培训是项目成功的重要因素。对人员的培训质量将直接贯穿整个项目过程，将直接影响项目的建设效率和质量，并影响到项目后期的维护和使用。一个良好的信息系统也要求一个训练有素的队伍进行操作和维护。系统在整个开发过程中，根据不同目的进行了三次系统培训。

●需求完善阶段，主要目的是了解系统功能及使用流程，完善需求。

●系统测试阶段，主要针对系统测试人员进行培训，在测试阶段就发现系统的不足及缺陷。

●系统上线试运行阶段，整体培训，面向公司所有使用人员。

6新GIS系统特色功能及成效

6.1报废管道专题图层

供水管网在运行过程中，经常会发生废弃、拆除等动态变化，由于原来的环境资源限制，很难将这些报废信息如实记录，极应大的影响了管网资产管理和信息的追溯。因此在新的系统中加入的报废管道专题图层，对供水管网GIS系统数据修编时，将报废管道在系统中进行标记，系统自动报废管道及相关设备放置到报废图层，在相应的报废图层中自动增加相应字段（如报废日期、记录人员等），并可对报废信息进行查询统计及打印。

6.2数据信息快捷查询

秉着减少操作步骤，提高使用效率的原则，在需求调查初期，项目组对各部门GIS系统使用人员进行了问卷调查及交流，对经常使用的搜索字段进行筛选，在B/S系统中新增快捷查询功能（见图一），减少了设备类别---字段---运算符号等复杂过程选择，操作方便快捷，此功能在老员工及一线人员中得到了极大的好评。

图一快捷查询

6.3爆管分析功能优化

爆管分析功能在原有的MAPGIS系统中就有，在这次系统改造中对该功能进行了细化和优化。在原有功能中加入了排泥阀分析功能、停水管道汇总分析功能、停水公告信息展示功能，排泥阀分析功能是将停水区域内阀泥阀找出来，便于在停水施工中减少排水时间，提高工作效率；停水管道汇总分析功能主要是通过分析停水区域内管径长度，了解停水施工造成的漏耗数据，为NRW工作提供相关数据依据（见图二）。停水公告信息展示功能主要是显示实时的停水信息和计划停水信息，利于供水热线、供水调度及时全面了解全市的停水情况，为提高和科学合理的供水调度提供决策依据（图三）。新系统也对爆管分析功能的计算方法进行了优化，停水分析速度比原系统的提高了3倍，极大减少爆管事件后的反应处理时间，提高了工作效率。

图二停水分析

图三停水公告信息

6.4反馈及意见建议上报功能

以前的GIS差错数据都是通过纸制文件上报，然后GIS工作人员联系上报人共同到现场核对数据，此流程工作效率低下，且时间久后会使用员工GIS差错上报积极性降低。因此在新系统中增加了反馈及意见、建议上报功能，外业人员和各类技术人员可以将发现的GIS数据与现场实际情况不一致情况，通过B/S系统及手持系统（拍照定位）发送到后台系统，由GIS工作人员对相关事件核实后，进行数据修改，并将修改情况反馈上报。

图四反馈及意见建议上报

7系统运行效果

新系统通过平台变更、程序优化、简化图层等手段使系统操作简易程度大大改善，使系统启动速度、数据加载速度、响应速度等方面都有大幅度的提升，新系统采用ORACLE数据库管理方式极大提高了数据的安全性，并且使用数据共享简单容易。新系统还保留了老系统的操作流程，使用工作人员更容易上手，降低了培训的难度。总体而言，新系统在各项性能上都较老系统有了明显的改善，实现了系统升级改造的目标要求，为公司智慧供水建设奠定坚实的数据基础。

8结束语

新GIS系统的应用，不仅提升了供水管网管理维护效率，更为城市的供水管网规划、设计、应急抢修、供水调度、供水服务、水力模型建设等提供了高品度的支持服务，成为实现城市供水管网智慧动作不可或缺的一部分。

参考文献：

[1]杨斌，顾秀梅，蒋晓君，魏建东。GIS在城市供水管网信息系统中的应用。《供水技术》。2007，1（5）：47-50

作者简介：

梁幼钢（1977-），男，广西玉林人，工程师，从事供水信息系统的管理及开发，以及供水管网资产的管理工作。