南京市扬子水厂管理GIS系统建设方案.docx
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南京市扬子水厂管理GIS系统建设方案
扬子石化水厂管理GIS系统建设方案
南京熙润科技有限公司
二零零四年五月
1扬子石化水厂管网的信息化管理现状分析…………………………………………………….3
1.1建设必要性..........................................................................................................................3
1.2系统建设作用....................................................................................................................4
2水厂信息共享平台框架设计.......................................................................................................5
2.1“数字水厂”共享平台框架.............................................................................................5
2.2“数字水厂”内容.............................................................................................................6
3水厂管理GIS系统的解决方案NS_Water..................................................................................9
3.1扬子石化水厂GIS建设分析....................................................……..............................9
3.1.1GIS建设原则.........................................................................................................9
3.2NS-Water......................................................................................................................10
3.3NS-WATER的功能框架...............................................................................................12
3.3.1系统配置管理子系统...........................................................................................13
3.3.2用户权限管理子系统...........................................................................................14
3.3.3水厂管网普查采集子系统....................................................................................15
3.3.4水厂管网资源管理子系统................................................................................…16
3.3.5事故处理辅助决策子系统....................................................................................20
3.3.6管网施工竣工资料管理子系统..............................................................................21
3.3.7水厂工艺流程管理子系统.....................................................................................21
3.3.8水厂管网辅助规划设计子系统.............................................................................22
3.3.9水厂GIS对外集成子系统...................................................................................23
3.3.10水厂WebGIS子系统................................................................................…….25
4水厂管理GIS软硬件网络环境建设.......................................................................................25
4.1系统软件开发平台........................................................................................................25
4.2硬件环境..................................................................................................................26
4.3网络环境......................................................................................................................27
5水厂管理GIS系统项目实施..................................................................................................27
5.1扬子石化水厂GIS项目实施计划...................................................................……….27
5.2项目实施技术路线........................................................................................................28
5.2.1需求调研..............................................................................................................29
5.2.2各种已有水厂资料数据的整理和分析..................................................................29
5.2.3标准制定...............................................................................................................30
5.2.4标准成果................................................................................................................30
5.2.5录入系统开发.........................................................................................................31
5.2.6数据录入................................................................................................................32
5.2.7数据库组织和整理............................................................................................…32
5.2.8高级功能模块开发.................................................................................................32
5.3项目实施步骤..............................................................................................................32
6服务与培训...........................................................................................................................36
6.1服务...............................................................................................................................36
6.1.1服务内容...............................................................................................................36
6.1.2服务方式..............................................................................................................37
6.2培训...............................................................................................................................38
6.2.1领导培训..........................................................................................................39
6.2.2系统管理员培训...............................................................................................39
6.2.3操作人员培训..................................................................................................40
1扬子石化水厂管网的信息化管理现状分析
1.1建设必要性
扬子石化水厂日常工作所管理的大部分管网都有明显的空间分布特征，具有分布范围广、连接关系复杂的特点，空间信息在水厂管理信息中占有举足轻重的地位。
如何有效地对这些空间信息进行管理，是水厂管理信息化建设的首要问题，而传统的MIS系统根本无法有效地对空间信息进行管理。
最近几年蓬勃发展起来的地理信息系统技术（GIS）则为空间信息管理提供了强有力的工具。
利用GIS技术可以将管网设备的空间位置信息和属性信息以及与管网的物理和逻辑联系有机地结合起来，从而以直观、形象、精确的方式对管网设备进行有效管理。
作为扬子石化水厂管理的主管部门，扬子石化水厂过去为日常管网设备管理投入了大量的人力、物力、财力，制定了各项规章制度，这些措施多多少少收到了一定的效果。
但是，由于技术、经济以及体制等诸多方面的原因，水厂管理从总体上来说还是很薄弱的一个环节，尤其是信息化建设力度还不够。
虽然扬子石化水厂为进行日常管网设备管理购买了大量的设备，配备了大量的人员，但是由于没有相应的软件系统来支撑，现有的管理工具无法发挥出应有的作用，基本上还采用人工半人工管理方式。
这种人工管理方式主要存在以下的不足之处：
（1）管网设备管理信息靠人工记忆，人力浪费严重，管理效率低
（2）水厂人工巡视消耗大量的物力、财力，得不偿失
（3）数据分散，信息资源得不到集约利用
（4）管网设备维护更新信息管理难度大，阻碍了水厂管理的现代化进程
（5）水厂管理工作的持续性不好
总之，过去那种以手工来管理水厂管网设备的方式已经无法适应管理工作的需要，必须采用信息化方式，建立管网设备GIS系统，用先进的技术对水厂管网设备进行管理。
1.2系统建设作用
（1）有利于管网设备整体管理和长远发展
由于传统的管网设备管理大部分采用的是手工作业的方式，参与管理的人员一般都很多，这样每个人只对自己所管理区域的情况很清晰，而对于整个区域情况则没有一个全面的了解，这样一旦出现意外情况，就很难整体把握；另外，人工管理，不能形成全面、长期、稳定的管理文档，这样显然不利于管网设备管理的长远发展。
但是，管网设备地理信息系统（AF/FM/GIS）解决这些问题却十分容易，由于它采用了先进的计算机图型技术、数据库技术。
对于管网设备可以放大、缩小、漫游，图形查询定位、属性查询定位，这样既可以对于管网设备有一个宏观了解，也可进行精确把握；采用数据库技术对于管网设备进行管理，不但可以增加数据的可靠性，以利于长期发展，而且可对数据进行安全性管理。
（2）节省管网设备日常维护的费用及人力资源
水厂管理部门都要定期维护和管理水厂大量的水厂管网设备。
目前对于这些管网设备的维护必须采用的人工巡视监察的方法,但是如果将管网设备GIS系统和工艺流程监控系统连接起来，则会节约大量的人力、财力和物力，明显节省管网设备日常维护的费用。
管网设备日常管理维护工作十分繁杂，通常要涉及到很多管网设备区，而且这些区内一般管网复杂、管网设备众多，对于管网设备管理人员来说，他们不仅要适应管网设备的变化更新，管线连接和走向而且还要不断熟悉地域上的变化（如街道的变化，新区的扩展等）。
很显然，采用传统的依靠人工记忆的方法很难适应，但是如果采用因为管网设备地理信息系统（AF/FM/GIS）来管理，则可以把这些基础数据录入到数据库中，需要使用时可以随时调用，这样管理显得十分轻松，可以大大节省人力资源。
2水厂信息共享平台框架设计
2.1“数字水厂”共享平台框架
当今社会，信息技术越来越为人们所熟悉，信息技术的集成也在行业应用中得到普遍的认同，随着信息化的深入，大家都感受到将信息系统应用提升到平台层次，是避免资源浪费，实现数据共享，打破“信息孤岛”最有效的方法和手段。
因此，扬子石化水厂GIS的建设一定要建立在“数字水厂”的高度之上，全面规划，精心设计，使水厂GIS的应用不仅能推动“数字水厂”的建设，同时又能成为整个“数字水厂”的基础。
“数字水厂”实际上就是运用网络、Web、工作流、数据库、地理信息系统等技术，将水厂行业相关的数据和业务划分、整理、融合形成一个有机、统一的平台。
它不仅支撑自身的应用，还是其它应用的基础。
在“数字水厂”框架之上，各种关于水厂的信息资源可以无限地添加上去便于管理者进行有效的管理。
“数字水厂”可以极大地提高水厂管理水平，最大限度地满足水厂管理各种需求。
“数字水厂”的框架如下图所示：
扬子“数字水厂”框架图
2.2“数字水厂”内容
1、通信网络平台
通信网络平台位于“数字水厂”框架底部，是整个“数字水厂”的物理基础。
目前网络技术比较成熟，但在建设网络平台时应充分考虑大数据量空间数据的传输，使其能满足GIS功能和性能的要求。
2、基础软件平台
基础软件平台依托网络平台，它主要考虑软件平台的选型和规划，包括操作系统、数据库软件平台、地理信息系统基础软件平台、Web服务平台、群件平台和邮件平台。
基础软件平台直接关系着“数字水厂”共享平台的效率、规模、可伸缩性和可扩展性，在共享平台中有着举足轻重的作用。
基础软件的选择必须结合水厂公司实际情况，既要保护现有投资，又要考虑到共享平台的长远发展，有目的地选择那些具有企业级解决方案、软件维护支持到位、市场占有率高的软件作为整个“数字水厂”的基础软件。
将基础平台与数据分开来进行设计和建设，就是考虑到基础平台本身就有其特殊性，同时将数据剥离，就是能使数据脱离具体平台，不拘泥于具体的软件，这将极大地提升平台的可扩展性和灵活性。
3、数据共享平台
数据共享平台就是通过对水厂行业数据的战略规划，建立水厂行业数据标准和规范，构建水厂数据的分类和组织管理，实现水厂数据分散存储与集中共享的目的。
“数字水厂”数据共享平台的核心是中心数据库的建设。
通过中心数据库的建设，实现水厂数据最大程度的共享和交互。
水厂数据共享平台中心数据库如下图所示。
数据共享平台框架图
通过数据标准与规范，中心数据库实现数据的分类存储与管理。
利用元数据库（数据的数据，主要存储各种数据的描述、存储路径、访问方法等），中心数据库内部实现了相互之间的连接，保证了内部数据的共享，也为今后利用元数据库进行数据挖掘和分析提供了基础。
通过数据复制与更新机制，中心数据库实现和部门内部与外部的连接，保证了中心数据库中数据的时效性。
4、应用支撑平台
该支撑平台由GIS共享平台、应用运行平台、工作流平台、知识管理平台和交互平台组成。
主要面向最终部门，通过应用支撑平台，可以快速录入、查询、修改、提交信息，实现与其他部门的信息交换。
（1）GIS共享平台：
GIS共享平台能为水厂GIS各种应用提供一个一致的环境，充分实现应用的无障碍。
（2）应用运行平台：
应用运行平台主要为非GIS应用提供开发快速、使用简单、维护和支持方便，能够适应水厂业务变化需求的支持平台。
应用运行平台的建设符合当前软件建设的潮流，即针对水厂应用的特殊性和通用性，利用组件技术或软件构件技术抽取水厂领域的领域模型，最大程度上实施软件复用。
利用应用运行平台，用户或开发商能够快捷准确的定制水厂各种应用系统，缩短系统开发周期。
（3）工作流平台：
工作流平台主要解决如权限控制和满足用户对工作流的灵活性和适应性要求等问题。
鉴于水厂行业工作流程的多变性，工作流平台的构建是非常必要的。
（4）知识管理平台：
知识管理平台和办公自动化系统紧密结合，有效地集中组织各种来源、各种格式的信息文件，根据信息内容的不同，灵活地对信息进行归类和整理。
它是人性化和智能化的系统，能够更好地提高工作效率和大大减少培训学习的代价，为日常工作和科学决策提供帮助。
作为一个应用的支撑环境，能够提供开放的和可扩展的开发接口，为各种业务系统提供服务
（5）交互平台：
交互平台包括应用系统之间的数据交换服务、对请求管理服务提供基础支持、统一的数据交换格式和规范，从而为信息网络上的各类应用系统提供统一、公共的数据交换服务。
5、核心应用平台
水厂核心应用平台主要包括如水厂GIS、水厂PLC、办公OA、用户管理系统、工程管理系统、辅助规划系统等核心业务系统。
核心应用平台的丰富与否将能直接反映水厂行业信息化建设的广度和深度。
6、信息服务平台
水厂信息服务平台主要包括水厂抢修服务，水厂门户网站等。
通过多种交互手段（呼叫中心、网站等）进行双向的联系、沟通，从而提供丰富实用的水厂信息，提高水厂行业的服务质量和水平。
此外，信息服务平台通过对用户信息资料、服务需求、反馈信息的保存，挖掘用户数据，分析用户各种信息，为水厂管理提供决策支持。
3水厂管理GIS系统的解决方案NS_Water
3.1扬子石化水厂GIS建设分析
3.1.1GIS建设原则
通过对扬子石化水厂信息化建设现状和原有GIS应用的分析，我们认为扬子石化水厂未来GIS的建设必须遵循以下几个原则。
（1）实用性原则。
GIS应用能为充分满足目前扬子石化水厂管网的管理提供基础，同时还要兼顾未来，统筹规划，避免“信息孤岛”的形成。
重视标准和数据库建设的原则。
保护已有投资的原则。
特别是针对已有系统形成的数据资源，制定切实的技术方案，实现原有数据资源无缝的迁移。
3.2NS-Water
南京熙润科技有限公司经过多年的应用开发，在管网GIS平台建设方面，形成了具有自主知识产权的NS-GIS平台，并以此平台为基础推出了面向水厂管理的NS-Water软件。
该软件构造了先进的软件生产线，搭建和部署了合理的软组件环境，多层的体系结构，基于知识与规则的弹性数据模型，灵活而易于定制的工作流，都使得该软件面向水厂管理具有较强的适应性和扩展性。
NS-WATER最大的特点是跨平台特性，它能够适应不同底层GIS平台的需求，屏蔽不同GIS平台软件带来的个性差异。
NS-WATER简化了应用开发，降低系统和客户需求结合的实施时间，允许用户在不改变应用代码的情况下适应变化的需求，可以很快开发出与用户需求结合的应用。
保护现有投资，保证现有的技术。
此外，数据标准的制定使得水厂GIS应用在数据一致性上得到保障。
NS-WATER平台的体系框架示意图如下图所示。
应用集成层
界面表现层
专业分析层
专业功能层
基础功能层
系统功能层
数据表示层
图1-1NS-AM/FM/GIS-WATER体系示意图
（1）数据表示层
NS-WATER平台功能体系框架图
（1）数据表示层
数据表示层主要包括如水厂数据模型表达，水厂管网的拓扑表示和数据标准等。
通过对水厂GIS数据资源的研究，数据通过行为规则和知识表达的形式提取和整理水厂GIS的各种数据，研究适合水厂最优表达的GIS数据模型。
（2）系统功能层
系统功能层针对集成商提供系统级的功能支持。
如用户管理、权限管理、日志管理、版本管理和数据备份等。
（3）基础功能层
基础功能层主要为一些基本的GIS操作，如图形显示功能（图形的放大、缩小、漫游、疏密自动调整、导航、放大器等）、图层管理功能（基础图层的
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