地下综合管网的智能化管理系统实现与研究

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：地下管线是城市基础设施的重要部分。掌握城市地下管线的现状是城市规划、建设、管理和排险的共同需求。建立基于GIS的综合管网智能化管理系统是智慧城市建设的重要组成内容，成为管线管理的一种必然趋势。文章就综合管网智能化管理研究做简要概述。
　　关键词：地下综合管线;智能化管理;综合管控
　　1 绪论
　　城市管网建设大多使用纸质档案作为媒介，采用传统人工管理的方式，这使得管网现状不明;管网数据具有不同的权属部门，由不同部门管理，这使得数据综合利用困难，各部门、管线权属单位之间信息“孤岛”严重存在;管线信息交换共享只能通过文件交换的方式进行，各部门之间没有信息化的信息交流方式;同时，由于没有建立不同业务系统、不同类型数据有效转换、融合的数据共享平台，导致各部门、各行业数据分散、彼此隔离，无法实现互联互通、数据共享，导致各地重复建设缺乏统一部署、协同推进机制。为解决此类问题，需要统一建设地区智慧城市地下综合管网系统。
　　2 设计目的及设计原则
　　2.1 设计目的
　　（1）提供综合管网管理新方式：查明地下管线的分布情况，建立地下管线综合数据库和专业数据库，推动计算机管理一体化运行机制，为整个地下管网运行的科学化管理奠定坚实的基础。（2）增强综合管线的管理能力：利用三维可视化技术，直观反映地下管网的空间属性与基本属性，助力职能部门进行管线的规划、设计、敷设和管理。（3）管线数据普查提高数据可靠性：借助建设智慧管网的契机，彻底摸清地下管网现状，制作管线健康档案，使用统一数据格式现行标准，并建立地下管网的综合更新机制，以此实现智能化管理。（4）避免重复建设造成资源浪费，环境污染：通过统一信息管理，实现跨部门的管线建设交流，有效减少道路重复开挖等资源浪费问题的出现。提高项目职能部门管理效率，有效控制管理的人力、物力。减少噪音、粉尘污染，方便居民日常生活。（5）有效提高城市应急指挥水平：利用对管线信息数据的分析，挖掘其中的不安全因素与隐患，及时采取措施。（6）助于建立灾害实时响应机制：当出现管线工程事故的时候，职能部门可以查询管线位置与基本信息，从而辅助采用决策与处理，避免发生次生事故。
　　2.2 设计原则
　　（1）实用性：操作人员可以用最简易的操作步骤完成自己的目的;做到友好、个性化、人性化软件界面，提高操作者的工作效率。（2）先进性：设计方案立足先进技术，采用先进的设计理念、技术路线和技术体系架构，使软件保持先进性、可扩展性、稳定性、安全性，性能指标高。（3）集成性：各个子模块，耦合性低，模块间内聚性高，若一子模块出现问题，不易扩散至整个系统。（4）标准性和开放性：内部数据自由流动，在结构上实现真正开放，数据格式符合相应标准，便于与其它系统互联和扩展，形成开放的、稳定的、并具有统一软件平台，统一标准、统一数据来源的开放性系统。（5）完备性：平台中应用系统和数据库系统是复杂、庞大的系统。系统的可管理性需要充分考虑，必须建立全面的系统管理解决方案。
　　3 地下管线系统建设
　　系统使用ArcGIS为GIS信息软件处理平台，借助ArcCatalog直连数据库建立空间数据关系，以Oracle11g作为数据库。在GIS信息处理上，B/S子系统结构上后台直接使用ArcObjects组件开发，前台通过Arcgis For Js Api调用ArcServer服务器发布的服务，间接使用GIS模块来处理地理信息。C/S子系統结构上直接使用ArcObjects组件开发。系统由数据管理子系统、共享发布子系统、数据监理及动态更新子系统、三维展示系统四个子系统组成。提供了数据入库、数据更新、视图浏览、地图定位、信息查询、数据统计、空间分析、地图输出、辅助工具、数据管理等多项功能服务。
　　3.1 地下管线数据管理子系统
　　地下管线数据管理子系统采用C/S结构，基于ArcGIS应用平台，使用图示化管理模式，实现了地下综合管网浏览、查询、出图、分析、统计、更新、定位等功能。其系统架构图如下图1所示：
　　3.2 地下管线共享发布子系统
　　地下管线共享发布子系统采用B/S框架，是一种SOA架构。它结构上前后台分离，后台是使用c#语言开发的符合REST协议的服务接口。前台使用javascript语言展示系统功能，对接后台接口。借助浏览器方式为政府部门、专业管线单位、企事业单位等提供管线信息的浏览、查询、检索、统计与分析等服务，根据查询的具体情况结合实际需求提供有关统计与简单分析等功能服务。其中分析功能主要包括横断面分析、纵断面分析、水平净距分析、垂直净距分析、覆土深度分析、爆管关阀分析、连通性分析、火灾抢险分析。这为用户提供了准确、高效、可靠的决策支持。系统架构如下图2所示：
　　3.3 地下综合管线数据监理及动态更新子系统
　　地下综合管线数据监理及动态更新子系统是C/S架构，基于AutoCAD开发，它具有完善的管线数据入库功能与更新功能，并在入库更新前检查数据，这保证了地下管线数据的准确性、完备性、规范性。
　　3.4 地下管线三维展示系统
　　地下管线三维展示系统结合使用基础地理信息数据与管线数据。基于GIS、3D可视化、虚拟现实等信息技术，在三维场景中展现各类型管线的空间位置与属性信息，能给予使用者以更加直观的视角观测管线的现状，为决策者在城市规划、建设、管理、防灾中提供新的技术手段。该子系统遵循四层架构体系。
　　4 结语
　　智慧城市地下综合管网系统是智慧城市建设中的重要组成部分，系统实现了管线数据的动态更新，保障管网数据的实时性。系统实现了地下三维管网的在线预览，使用户更加生动直观地观察管线的位置、形态，了解管线系统的现状。系统提供了火灾抢险与爆管关阀等分析功能，这为险情的应急处理，提供功能上的保障。系统有助于节约时间金钱，有效减低地下管线施工事故的发生概率，为相应部门的决策、实施提供了高效、准确的凭证。
　　参考文献：
　　[1]刘英明.深圳市地下管线的规划建设与管理探讨[J].城市管理与科技，2007.
　　[2]朱益磊.智慧城市建设中地下综合管线的智能化管理研究[J].产业与科技论坛，2016.
　　作者简介：孙雨生（1996-），男，汉族，山东荣成人，从事地理信息软件开发相关工作。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15112770.htm