城市燃气基础设施综合管理GIS系统方案.docx
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城市燃气基础设施综合管理GIS系统方案
燃气基础设施管理系统
燃气基础设施管理应实现燃气设施全过程管理，满足对燃气设施生命周期的管理。
实现对燃气设施的规划、设计、建设、运行、管理、维护、更新等过程的可持续、动态化管理。
第1章系统目标
依托计算机网络技术、空间信息技术等，实现城市燃气基础设施的数字化、网络化、空间可视化，创新燃气管网管理模式，与时发现处理各类事件管理、进一步提升管网管理水平，为安全供气提供保障。
具体目标如下：
1．建立供气基础设施数据库，提供科学合理的辅助工具，实现燃气空间信息和属性信息的动态管理。
2．通过供气设施对外提供的接口，实现市政资源基础数据与企业基础设施数据进行共享、交换的功能，同时完成数据的上报功能。
第2章系统设计
燃气基础设施管理系统完成对燃气管网空间数据、属性数据以与一些文件数据的管理功能，如下图所示：
图：
燃气基础设施设计图
第3章系统功能
3.1基础信息管理
1.视图浏览
系统提供视图缩放、漫游地图、全图显示、地图居中、前后视图、鹰眼等功能。
2.量算工具
系统提供多种操作工具，包括：
距离量算、区域的面积和周长量算、对象距离量算、以与方位角、夹角等量算。
3.地图定位
系统提多种数据定位方式，将地图定位到指定位置，并居中显示。
常用的定位方式有：
按图幅定位、按道路定位、按坐标定位、按建筑物定位、书签定位等。
除了书签定位只需要定位到显示的围，其他的定位方式，都需要在定位的基础上适当的缩放地图。
图：
地图定位
（1）按图幅定位
主要是根据输入的图幅号，快速定位到指定的图幅。
（2）按道路定位
通过输入道路名称（支持模糊查询），快速查询满足条件的道路列表，并根据需要定位到指定道路，如果查询结果只有一个时，则不显示查询列表直接定位显示。
或者通过直接道路配置中，直接选取定位。
定位的道路需要突出显示。
（3）按地名定位
通过输入地点名称（支持模糊查询），快速查询到满足条件的地名列表，如果查询结果只有一个的时候，则不显示查询列表直接定位显示，如果显示查询列表，选择某一条信息，便可定位的对应的位置。
（4）按阀门定位
可以输入阀门的编号或者阀门名称进行阀门定位，方便查询阀门的运行状态。
（5）按建筑物定位
通过输入建筑物名称（支持模糊查询），快速查询满足条件的建筑物列表，并根据需要定位到指定建筑物,如果查询结果只有一个时，则不显示查询列表直接定位显示。
或者通过直接在建筑物配置中，直接选取定位。
定位的建筑物高亮显示。
（6）按坐标定位
主要是通过输入已知的坐标信息，快速定位到指定坐标。
定位点需要突出显示。
（7）书签定位
通过自定义增加书签的方式，在书签列表中快速选取定位指定的书签，并居中显示。
（8）调压站定位
可以输入调压站的编号或者调压站名称进行调压站定位，方便查询调压站的运行状态。
4.地图标注
地图标注主要是对地图中所有元素以与应用进行标注。
是从当前数据库中提取管网、地形的信息，经加工、装饰、组织后，形成需要的各种需求的标注方式。
（1）单一实体标注
即标注选择的单一实体的几何属性。
可针对选择的不同几何类型的实体进行标注。
图：
单一实体标注示意图
（2）坐标标注
对所捕捉到点（管点、拐点）的坐标、或者当前鼠标的位置进行标注。
（3）埋深标注
提取与当前选中的管线点的联通的管线的埋设信息，并标注出来。
常用于三通、四通等具有变深点的管点的标注。
（4）栓点标注
对所选的一个或者多个栓点的标注。
常用于施工过程中，无法直接确定某一点坐标，而不得不采用参照周边地物点，以确定该点位置。
栓点标注便是将这些参照点坐标标注出来的一种标注。
（5）属性标注
对指定围或者全图中指定图层，按照属性标注配置中设置的容和格式，进行的一种标注方式。
常用于地图打印、裁剪、导出等数据输出功能中。
可对管线或者管点图层进行标注。
（6）扯旗标注
根据扯旗标注配置中，要标注的容，动态、直观的标注当前扯旗线划过管线的属性信息。
常用于地图打印、出图等数据输出中。
（7）保存注记
将当前地图中的地图标注保存起来，方便以后的出图调用。
（8）清除注记
用于将当前地图中的地图标注清除。
以保证地图界面的干净、整洁。
根据清除容的多少，可以分为清除选中注记和清除所有注记。
5.图层管理
图层管理提供对燃气管线与地形图分层管理、图层风格化以与符号化等常用的地图操作。
图层可灵活叠加、也可单独显示。
可以通过“图层控制”添加图层，也可以在新建地图时，选择要添加的数据。
图层风格化和符号化，主要是对当前的地图空间中的数据，按照指定顺序排列、分类，以与风格匹配显示等等。
（1）图层控制
图层控制主要包括图层编辑（添加图层、移除图层、上移、下移、置顶、置底），状态设置（显示可见、设置编辑、最大/最小显示比例）。
系统提供参数设置工具，包括：
设置实体颜色、点图式、线型、面图案等。
图：
图层控制
（2）图层排列
根据预先配置好的图层叠加顺序、分类、别名等信息，将图层数据进行归类和排列。
（3）图层风格化
根据预先配置的图层样式，对地图空间找中的所有图层进行风格化。
具体是指除了符号化管点以外的所有风格容。
例如：
线型、填充色等等。
除了使用该功能进行批量风格化之外，还可以通过手动的方式修改指定图层的颜色、线型等各种风格属性。
该操作经常使用与新建地图，或者是新增图层以后。
（4）保存图层风格
在经过图层风格化以后，依然对当前的显示效果感到不满意的情况下，用户可以通过手动的方式来修改指定图层的各种风格属性。
此时，为了避免下次类似的情况继续发生，可以通过保存图层风格功能，将目前设置好的风格保存起来，以便下次使用时，方便调用。
（5）符号化
根据符号配置信息中设置的管点风格设置当前地图空间中的管网点。
主要适用于新建地图，或者是管网地图量管点符号显示不正确的时候。
支持单层或者多层的批量操作。
该操作经常使用与新建地图，或者是增加管网图层以后。
（6）索引图设置
设置索引图（鹰眼）中要显示的容。
6.符号管理
符号管理主要是对管网设施所需要的符号库的管理。
各种图例需符合《城市地下管线探测技术规》的要求，同时也允许用户根据自己专业特点对系统提供的标准符号库容进行扩充、修改、删除、增加等操作，从而自行定制新的管点符号。
3.2管网编辑
为了保证管线数据的现实性，系统提供多种灵活、方便的管网数据设计和更新方法。
从微量的数据增加、修改、更新、删除到批量的数据导入、粘贴等等不同程度上满足了各个阶段用户的动态数据更新需求。
1.图形对象操作
系统提供复制、剪切、粘贴、删除、移动、撤消、恢复、图形转换等功能图形对象操作工具。
2.图形的绘制
系统提供点、折线、多边形、矩形、圆、椭圆、圆弧、平行线、垂线、参照加点、参照加线等基础图形绘制工具。
3.参照加点
距一个或多个参照物一定距离和角度增加独立点。
4.解析加点
利用解析法或直接输入坐标增加独立点。
5.解析加线
利用解析法或直接输入坐标增加线和点。
6.插入点
在指定的管线上插入一个点，也称打断管线。
7.连接点
依次选择的将要连接点，连接成管线。
8.合并管线
将选择的两条管线合并成一条管线，并删除合并前的中间节点。
9.移动点
移动管线点到指定的位置。
10.修改属性信息
可以修改管线、管点的属性数据，如：
管线的管径、材质，管点的类型等。
11.修改样式信息
可以修改管线、管点的相关样式信息，如：
管线的类型、颜色，管点的符号样式等。
12.管线反向
将管线反向。
起点、终点与属性互换。
13.属性克隆
将一条管线或一个管点的属性赋值给同一种类的其他管线或管点。
14.管线删除
从系统中删除该段管线的图形与属性信息，则管段关联的其它设施（如管点）同时删除。
15.管线废弃
将该段管线标记为废弃管线，以正常管线相区别，同时该段的相关设施同时标记为废弃管点。
16.废弃管线的恢复
将标记为废弃管线、废弃管点的数据恢复为正常数据。
17.CAD数据导入
系统提供将CAD数据导入到当前系统数据中。
然后通过合并功能，将新增数据合并到原有数据中。
18.管网数据导入
即通过管网成图工具将探测数据转换成为系统数据。
然后通过合并功能，将新增数据合并到原有数据中。
19.竣工图数据导入
通过管线规划库，管线现状库，管线设计方案库的架构，实现管线规划、现状、设计、竣工验收的数据的一体化的管理。
3.3数据更新与入库
数据处理是数据应用的集中体现，是数据处理工具的集合。
其包含的容主要有数据检查、管网成图、数据上传、数据入库。
1.数据检查
对管线探测数据进行数据检查，数据检查主要检查的容有：
缺点、重点、重复线、坐标错误，管线超长等。
图：
数据检查
2.数据接边
对于地形数据主要是针对点、线、面，根据容差将对应的点合并，要接边的线和面合并。
同时，在新数据中只保存合并后的数据。
3.管网成图
通常专业管线探测单位都是采用“外业勘测→形成点、线属性表”的一体化建库方式，而这种管线数据是无法直接应用到平台数据中的，此时需要通过该工具转换成为系统平台需求的数据。
4.数据转换
主要集合了不同类型数据之间的相互转换功能，以满足用户的需求。
常见的数据格式有：
ArcViewshapefiles、MapInfomif、AutoCaddxfMapGIS等。
5.数据上传
将转换后且检查过的合格数据上传到指定的服务器中。
6.数据入库
数据入库主要是将提交的成果数据批量导入到数据库中，分数据入临时库和数据入成果库。
入临时库是将经过数据检查后的各类资源数据导入到临时库中，在数据导入完毕后，系统会生成数据入库的日志报告，显示在数据导入过程中，哪些图层的哪些条记录出现了异常，以便用户准确检测到出问题的数据进行修改。
入成果库是将经过接边处理和数据编辑后的临时库数据进行审核确认，然后批量导入到成果库中，在数据导入完毕后，系统会生成数据入库的日志报告，显示在数据导入成果库过程中，出现的异常，以便用户准确检测到出问题的数据。
7.各矢量成果数据入库
确定导入表与存储表的一一对应关系，根据确定的关系把导入表数据批量导入到对应的存储表中；若导入表与存储表间的对应关系事先不确定，则需要提供可设置的界面，让用户对导入表与存储表间的关系进行确定，然后把导入表数据批量导入到存储表中。
8.DEM、DOM数据入库
系统提供DEM、DOM数据导出功能。
9.元数据管理
查看对应的元数据库表中是否已有元数据信息，若没有，则直接添加新的元数据信息；若有，则先把已有的元数据信息进行历史归档处理，然后添加新的元数据信息。
图：
元数据管理
10.临时库管理
实现对临时库的创建、删除以与重命名等操作，同时完成对临时库存储路径的管理。
11.成果库管理
实现对成果库的创建、删除以与重命名等操作。
12.字段管理
对要素层表中字段的进行添加、修改、删除等操作。
13.成果库向临时库拷贝数据
加载需拷贝的成果库数据，并在地图上选择需拷贝的数据区域。
选择对应的临时库，并确定拷贝数据与临时库要素层间对应关系，根据其对应关系，把拷贝数据导入到临时库对应的要素层中。
3.4燃气设施查询与统计
用户首先通过选择查询方式，指定查询条件（属性条件以与空间围）获取满足条件的数据，并对查询结果进行定位显示，统计、报表输出等。
在查询统计中，可以通过“区域查询”选项，以查询当前区域满足查询条件的查询。
区域设定可以是在查询操作执行前事先绘制（圆形、矩形、多边形），也可以通过选择某一面状对象。
1.点击查询
点击查询主要是指通过单击指定的数据对象，显示当前数据的属性和空间信息。
同时，如果该对象配置了对应的多媒体数据，那么需要在点击查询时同时显示。
2.快捷查询
根据使用频率划分。
快捷查询集中体现了用户在系统使用过程中查询频率最高的那部分查询。
常见的快捷查询主要有：
（1）按所在位置查询
主要包含管点和管线的查询。
支持模糊查询。
即在通过选择当前的所在位置列表的道路名称，来检索满足所在位置在当前道路上的管网信息，从而达到快速查询检索的目的。
（2）按规格查询
针对管线查询。
规格包含管径和沟截面宽高，对于圆形管网对其管径进行查询；反之，对沟截面宽高进行查询。
是通过选择管线层，设置管径或沟截面宽高查询条件的一种查询。
（3）按材质查询
针对燃气管线查询。
是针对当前管网材质的一种查询。
通过选择管网与材质列表中的材质，以快速查询该种材质的管线。
（4）按点性查询
针对管点查询（包括门站、调压站、水井等）。
是针对当前管点图层节点性质的一种查询。
通过选择管点图层以与节点性质列表中的条件，以快速查询该点性的管点。
3.中高压管线查询
选中中高压管线图层，选中矩形、圆形、多边形中的某一工具，在地图中进行区域选择，系统查询选中区域的中高压管线，以列表的形式展现查询结果，可以在查询结果列表中进行某一管线的定位，定位到的管线高亮显示。
查询到的数据可以以Excel、pdf等多种格式导出。
4.低压管线查询
选中低压管线图层，选中矩形、圆形、多边形中的某一工具，在地图中进行区域选择，系统查询选中区域的低压管线，以列表的形式展现查询结果，可以在查询结果列表中进行某一管线的定位，定位到的管线高亮显示。
查询到的数据可以以Excel、pdf等多种格式导出。
5.调压站数据查询
在地图中选中某一调压站，列出调压站的基本数据和业务数据，也可使用矩形、圆形、多边形工具进行区域选中，查询出选中区域的调压站的数据，以列表形式给出，查询到的数据可以以Excel、pdf等多种格式导出。
同时通过管网图拓扑分析和周边已关闭阀门情况，形成封闭区域的连通图，分析出调压站供气围。
6.调压站用户数据查询
在地图中对某一调压站查询时，可以通过管网图拓扑分析和周边已关闭阀门情况，结合调压站下游用户数据，分析出调压站供气围的用户数量。
以表格的形式列出用户的详细信息，并可以导出成Excel、pdf等多种文档。
7.阀门数据查询
在地图中选中某一各阀门，列出阀门的基本属性数据和业务数据，也可使用矩形、圆形、多边形工具进行区域选中，查询出选中区域阀门数据，以列表形式给出，查询到的数据可以以Excel、pdf等多种格式导出。
同时通过管网图拓扑分析可以得出关闭查询到的阀门，会影响的用户信息列表，并可以将用户信息列表打印导出。
8.水井数据查询
在地图中选中某一水井，结合业务数据库，以列表的形式展示水井的基本数据以与业务数据，包括水井的基本属性数据、抽水日期、抽水人员等信息。
9.综合查询
对指定的单一图层，以任意条件（可设置多个条件），进行查询。
即：
单图层多条件查询。
该查询方式是所有的对单个图层查询的集中体现。
图：
综合查询
10.关联查询
通过线层与点层相关属性字段的设置，关联查询满足条件的管线或者管点的属性信息。
11.区域查询
首先由用户地图上划定区域围（矩形、圆形、多边形等），然后弹出区域查询窗口，窗口中列出地图中存在的所有管线类型和所有管点类型，由用户选择要查询的管线和管点类型，系统将所选管线和管点进行查询，查询容能以报表和图表的形式体现和输出，同时对查询结果中的记录可实现定位、居中显示、闪烁等功能。
12.阀门查询
利用矩形、圆形、多边形等工具在地图中选择一定的区域，系统查询出选中区域的所有阀门列表，选中列表中的某一条阀门可以进行定位查看，结合SCADA信息可以查看到阀门的运行状态。
13.工商用户查询
利用矩形、圆形、多边形等工具在地图中选择一定的区域，查询统计出所选区域的燃气工商用户，结果以列表的形式输出，并可以在列表中定位到工商用户所在位置。
14.管道附属建筑物查询
管道附属建筑物主要包括门站、调压站、水井等，利用矩形、圆形、多边形等工具在地图中选择一定的区域，系统以列表的形式显示出查询到的管道附属建筑物（系统还可以自定义附属建筑物设施进行查询），选中查询列表中的某一条可以实现定位查看。
15.管道设施安全识别标志查询
管道设施安全识别标志主要有标志桩、测试桩、里程桩、警示牌等，利用系统给出的矩形、圆形、多边形等工具在地图中选择一定的区域，系统以列表的形式显示出查询到的管道设施安全识别标志（系统还可以自定义附管道设施安全识别标志进行查询），选中查询列表中的某一条可以实现定位查看。
16.管线长度统计
将燃气管线进行长度和段数的统计，并根据管线的某个属性值（材质、管径等）进行分类和汇总。
统计结果能以报表和图表的形式体现和输出。
17.管点数量统计
对燃气管点进行数量统计，并根据管点的某个属性值（材质、管径等）进行分类和汇总。
统计结果能以报表和图表的形式体现和输出。
18.管线分类统计
燃气管线由高、中、低压三种管线，根据不同压力管线进行分类统计，统计结果能以报表和图表的形式体现和输出。
19.区域管线长度统计
首先由用户在地图上确定一个围，然后系统能自动计算出该围存在的燃气管线，得出该类管线在围的长度。
统计结果能以报表和图表的形式体现和输出。
20.区域管点数量统计
首先由用户在地图上确定一个围，然后系统能自动计算出该围存在的燃气管线个数。
统计结果能以报表和图表的形式体现和输出。
21.管网汇总
管网汇总主要分管点和管线的汇总。
根据对汇总字段的使用频率分标准汇总和自定义汇总，按照规格、材质统计来进行分类汇总，也可以根据用户需要指定统计字段。
22.设施数据报表
按口径、材质分类汇总管线长度产生报表，报表中统计出本年度新增加、拆除、废弃的管线长度；统计任选区域的管道、阀门、水井等设备数量，分别按材质、口径、安装年代分类，产生直方图、饼图与图例。
3.5管网信息管理
管网信息管理包括对管网维修信息、管网改造信息、管网抢险、管网固定资产管理。
1.燃气管网维修信息管理
实现对管网日常维修基本信息的管理，包括管网地点、管径、损坏日期、损坏原因、损坏部位、修复日期等。
提供维修管网频率较高的管段，定位到管网图上显示故障点分布。
（1）管网维修信息录入
系统提供管网维修基本信息录入功能，包括维修地点、维修管线的管径、损坏日期、损坏原因、损坏部位、修复日期等的录入。
（2）管网维修基本信息查看
对管径、损坏日期、损坏原因、损坏部位、修复日期等管网维修基本信息可以按月、季度、年等多种方式查询，查询结果以表格方式输出，同时可以对表格中的数据进行定位处理，当选中某条记录时，定位到该管线，在地图中高亮标示。
（3）维修频率高网段查看
对于维修频率高的网段按时间段进行查询，查询结果在地图中高亮显示，点击某天管线，显示出管线维修的详细信息，包括管径、管长、损坏日期、损坏原因、损坏部位、修复日期等。
2.燃气管网改造信息管理
针对目前城市建设过程中出现的燃气管网改造、拆迁、合并等工程项目实现信息管理。
（1）管网改造信息维护
管网改造信息包括改造地点、改造负责人、改造日期、施工中各类管件等信息的维护。
（2）管网改造信息查询
可以根据改造日期、管网改造负责人等信息进行管网改造信息的查看。
（3）管网改造信息上传
实现管网改造的施工资料、竣工资料等管网改造信息的上传功能。
3.故障抢修管理
当供气管网受到破坏时，需要相关指挥决策部门迅速针对险情作出反应，在对事故分析的同时，制定相应的决策方针和措施，对发生的事故的管网进行抢修，对该事故影响的用户、部门、企业等即时通知，并对该事故的结果进行汇总、备案。
（1）事故定位功能
当供气管网发生事故时，将事故点定位到相应的位置，并能查看和了解事故附近的设施情况和居民等信息，为下一步的抢修提供依据。
（2）关闭阀门搜索
当燃气管线泄漏后，系统自动分析出最优关阀方案，在地图中高亮显示需要关闭的阀门，当出现阀门关闭失败时，可以在进行关阀的二次搜索。
（3）受影响用户信息
根据阀门信息统计出受影响用户数量。
（4）抢修方案输出
分析出最优路径、事故点周围的抢险设施、有无密闭空间等信息，将分析到的信息在地图中高亮标出，并将结果用文字的形式通过短信平台发送到抢修人员手机上。
（5）事故汇总与备案
在事故抢修完毕后，将事故的发生地点、时间、原因等基本信息，和在事故发生期间，造成的影响用户的统计、影响企业的经济损失、以与供水企业由于该事故造成的经济损失、抢修经费等信息的汇总、备案。
4.辅助管网固定资产管理
按口径、材质分类汇总管线长度产生报表，报表中能统计出本年度和历史年度增加、拆除、废弃的管线长度；统计任选区域的管道、阀门、水井等设备数量，分别按材质、口径、安装年代分类，并产生直方图、饼图等图形统计图表。
（1）按属性对管线长度管理
通过管线口径、材质等基本属性数据做为条件，分析汇总出管线的的长度，同时可以在统计结果中按年度进行二次统计分析，统计出本年度和历史年度增加、拆除、废弃的管线长度，统计汇总结果以Excel、pdf等多种方式输出。
（2）按状态对管线长度管理
利用矩形、圆形，多边形的工具，选择具体的年度作为统计条件进行区域选择，统计出各年度增加、拆除、废弃三种状态的管线的长度，统计结果以柱状图、饼图、表格等多种方式输出，并可以将统计的结果用Excel、pdf等多种方式导出。
5.管线附属设施管理
利用矩形、圆形，多边形的工具，选择某一区域，分析树选中区域管道、阀门、水井等设备按材质、口径、安装年代进行分类，统计出所选区域的各附属设施的数量，统计结果以直方图、饼图等统计图形输出。
图：
管线设施统计
3.6燃气设施辅助分析
统计各安装年代的各种口径和管材的管道，在地图中查找定位这些管道，辅助旧管网改造规划工作；在地图中框选管道设计区域，可按标准图幅形成平面设计图，进行供气管道施工设计的制图工作；可生成纵断面图、横剖断面图、区域三维管网展现，以帮助设计人员合理处理供气管道与其他地下管线关系的高程位置关系，进行地下管道的碰撞分析。
1.管网改造分析
统计各安装年代的管道信息，辅助管网改造规划。
（1）按管线安装日期统计
按管线安装年代统计出各中口径和管材的管道，统计结果以表格的形式输出，选中表格中某条管线，可以进行点位，在地图中高亮显示。
（2）区域平面图
利用矩形、圆形、多边形等工具，进行区域选择，选中的区域的管道可以按图幅生产平面设计图。
2.横断面分析
系统可根据管线数据在任意位置生成管线的横剖面图，以便于直观查看管线间的空间位置关系，并可查询各个管线的属性信息,同时也支持保存、打印输出等操作。
3.纵断面分析
系统可根据管线数据生成一段或多段连续管线的纵剖面图，查看管线的走向/坡度比，并可查询该管线与管线点的属性信息，同时也支持打印输出。
4.关阀分析
为了应对一些特殊情况（如维修等）需要关掉一些阀门。
因此需要对关阀后造成的影响进行评估并对可能发生的情况进行预测，并用于决策需要。
（1）输出受影响的阀门
对现有的阀门数据从结构上进行分级，通过对阀门的分级模型进行分析得出其影响的阀门，列出受影响阀门列表。
（2）输出受影响用户名称列表
同时通过阀门数据与管线数据和用户数据进行关联，从而分析出其所影响的区域，列出受影响用户列表、并给出行业规中的通知单。
（3）输出现场维修图
根据系统上传的维修图片，查看现场维修图。
5.爆管分析
当燃气管线出现爆漏问题时，通过管线与阀门的关联关系，确定出该管线影响的阀门，根据定位到的爆管点的位置，分析并显示出受影响的管段和地区，给出关阀方案、高亮显示出应该关闭的阀门、并显示出受到影响的调压片区或受到影响的用户情况。
（1）关阀搜索
以爆漏点为中心，通过管线与阀门的关联管线，搜索出需要关闭的阀门，以列表的形式展现出需要关闭的阀门，并且在地图中高亮显示出搜索到的阀门。
如果阀门关闭失败，还可以进行阀门的扩展分析，搜索上一
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