燃气公司管网地理信息系统设计研究范文

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摘要：燃气管线是城市的生命线，随着用气规模的扩大，燃气管网越来越复杂，这就对燃气管网的管理提出了更高的要求。本文主要叙述了大型燃气企业的管网地理信息系统的设计方案，通过B/S、C/S相结合的方式的解决办公地点分散及相关地理信息数据涉密，不能通过广域网传播问题，并对燃气管网地理信息系统的燃气管网数据编辑子系统和燃气管网综合应用子系统的功能作了说明。

关键词：燃气管网；地理信息系统；B/S；C/S；功能

地下管线是城市的生命线，是城市基础设施重要的一部分，而燃气管线是城市地下管线的重要组成部分，且与居民生活、工业生产密切相关，加之燃气的有毒、易燃、易爆的特性。因此，对于一座城市、一个燃气企业管理好其燃气管网显得尤为重要。燃气管网是一个纵横交错的巨大网络，具有复杂的空间和非空间属性，随着“煤改气”工程的推进，燃气用户大幅增加，燃气管网越来越复杂[1-3]。管理这样庞大的管网数据，建立科学、合理的燃气管网地理信息系统，采用GIS进行高效、全面的管理燃气管网是非常必要的。

1系统总体设计方案

一般大型燃气公司由总公司及多个分公司构成，总公司与分公司位于不同的地点办公，加之相关地理信息数据涉密，不能通过广域网传播。而传统的单机版燃气管网地理信息系统的管网数据编辑管理和综合应用功能都集成在一台计算机上，受保密条件的限制，使得系统的广泛应用受到限制。针对这一现状采用B/S、C/S混合的体系结构，将燃气数据编辑管理子系统与燃气管网综合应用系统从物理上彻底分离，通过定期离线拷贝的方式进行数据同步更新。具体设计如下（总体结构部署图见图1）。燃气管网数据编辑管理子系统采用的C/S结构，基于ArcMap二次开发，主要实现数据的入库、编辑、查询、分析、专题图等功能。该系统可采用大比例地形图、高分影像和电子地图作为底图，能够精确地对燃气管线进行管理。由于这些数据涉密，所以应用范围受到一定的限制，因此，此系统部署于燃气管网地理信息系统的管理职能部门，设立数据服务器一和Web服务器一，运行于局域网。燃气管网综合应用子系统采用B/S结构，即基于WebGIS的方式实现数据浏览、查询、统计和一部分制图和分析功能。该部分部署于服务器二和Web服务器二（与服务器一和Web服务器一物理隔离），数据服务器二运行于VPN广域网环境下，布设电子地图、航空影像等非涉密的基础地理信息数据，主要用于管网的查询、定位和统计等应用，数据采取定期离线拷贝的方式进行同步，以满足一般的管理需求为主，由于不涉密，能够在总公司内部及各分公司广泛应用。

2系统的主要功能设计

2.1燃气管网数据编辑子系统

主要用于完成采集后的数据检查、入库、编辑维护和各种高级分析工作。

2.1.1基本功能图形浏览、图层控制及查询定位（道路查询、兴趣点查询、现状管网查询、历史管网查询等）。

2.1.2管线变更数据检查管线变更数据检查主要包括：检查管线的连通性、检查属性字段信息完成性、检查管线设施与管线关系、检查流向一致性、检查数据重叠问题。

2.1.3管线数据编辑随着管线的建设及改造，管线数据是动态的，是需要更新的[4]，此功能对管线数据具有增、删、改的编辑功能。

2.1.4管线数据入库对于确认无误的数据依照各图层的对应关系进行依次入库操作，同时建立端点的连接关系。

2.1.5历史数据管理对于存放于数据库中的管线数据，需实现连续无丢失的全历史管网数据记录。

2.1.6专题图制作（1）栓点图制作，以某一个设备点为中心外扩一定范围（灵活设置），形成栓点图。（2）选定区域管线图制作，任意选择一个区域进行专题图输出。（3）工程图制作。选定数据库中（或入库前的单机工程数据）的某一个工程，自动转出并形成DXF形式的工程文件，配置符号化，并调入加密地形图数据形成一个在制定机器上可打印的DWG形式的工程文件，然后在CAD环境下根据打印的需求进行任意比例尺的打印输出。

2.1.7分析功能（1）垂距分析：A、点-线垂距分析，在屏幕上任意选择一点与一条管线进行垂直距离量算。B、线-线垂距分析，在屏幕上选择两条空间穿插的管线进行垂直距离量算。（2）流向分析，利用网络结构判断任意一个管线的燃气管网流向，此流向是随着网络结构变化而动态变换的。（3）关闸分析，用鼠标在管线上任意选择一点，自动显示出受影响的管段，给出由近到远的关闸方案，并显示出各自应关的阀门。如遇到调压设施则关闸范围不再外扩，即调压设施本身就有阀门控制。（4）爆管分析，任意管线爆漏，只要用鼠标轻点管线上的爆漏点，系统就能显示出受影响的管段和地区，给出关闸方案，并显示出所有应关的阀门。如果需要还可以给出外扩的另一套关闸方案，对于阀门位置比较难找的可以绘制现状阀门的栓点图。分析要在调压站范围内，且分析中压的时候连带的断开的低压网也要分析。（5）断面分析：A、横断面图分析，在一排管线排列的情况下，任意画一个横断线，沿线绘制出各条管线在此断面上的地面高程、Z值、口径等信息；B、纵断面图分析，任意选择一条或多条连续的管线，沿管线绘制高低起伏的管线（Z值=地面高程-埋深），地面（地面高程），同时表现出管径的不同。（6）隐患分析，根据各区所上报的抢修隐患纪录，防腐层检测信息和设备的使用年限来分析管网设施，并且在图上把不同种类的隐患设备以不同的颜色标示出来，用以管网改造分析。

2.2燃气管网综合应用子系统

2.2.1基本功能（1）图形浏览工具，放大、缩小、平移、全屏等基本图形浏览工具。（2）图层控制，控制地形、管线各图层是否显示以及顺序，以独立窗口形式提供。

2.2.2查询功能（1）道路查询，包括单一和交叉口查找。（2）兴趣点查询。（3）设备查询，根据各个管线设备图层属性内容进行查询，要实现各种可查询字段自由查询以及组合查询功能，能够所有字段信息显示，并且能够在图形显示区显示选定设备的位置，并且可以漫游到该处。像管线、阀门、调压站等具有附属表信息的也要显示附属信息。（4）图上查询，在图形显示区内直接点击目标进行信息查询，选定相应信息图形也要有显示。（5）所属调压设施查询，主要应用于低压管线，选定一个调压设施或其内的任一管线显示该管线所在调压设施包括的所有管线以及设施；如遇到是联网情况的显示所有网络内的管线以及设施，并且显示联网位置的闸门；如选择的是管线则需要显示其所属的调压设施。

2.2.3量算功能（1）长度量算，屏幕上直接选取两点进行长度量算，并且能够进行米、公里单位转换。（2）面积量算，屏幕上直接画出一个多边形、圆进行面积量算，并且能够进行平方米、亩、平方公里等单位转换。

2.2.4统计功能（1）把查询出来凡是包含管线或管线设施的结果结合，进行其属性字段的任意统计，包括分类、汇总等。（2）固定统计报表。针对固定报表的形式制定的统计，可以对所有的统计结果进行报表输出。

3结语

基于B/S、C/S建立燃气管网地理信息系统，在满足保密条件的同时，可以很好地实现各分公司、各部门、多用户同时访问，在提高工作效率的同时，也满足大型燃气企业统一管理、统一规划的需要。

参考文献

[1]解智强，王贵武．城市地下管线信息化方法与实践[M]．北京:测绘出版社，2012．

[2]綦宇.天然气需求大增：主推手是煤改气[J].新能源经贸观察,2017(11):46-47.

[3]顾爱东.关于燃气GIS系统开发的方案与功能的探讨[J].上海煤气,2004(3):27-29.

[4]刘晓帆.探索GIS在燃气领域的客观性应用[J].燃气与热力,2015(10):412-415.

作者：王海宁 单位：津燃华润燃气有限公司