基于GIS技术的管网系统解决方案

Posted 2021-02-27

一、GIS系统概要
GIS系统充分利用了现代化计算机网络技术、云计算技术、3G信息通信技术、Zigbee无线技术，结合地理信息系统和全球定位系统，建立起适应社会需求的城市管网生产运营综合管理系统与应急指挥综合信息平台，满足生产运营与调度指挥等业务需求，具备多媒体信息综合处理功能，实现了生产调度与各系统的高度集成、高效融合，使各类信息精确显示、高度共享。
创新技术：自主地图引擎、多种地图支持、富客户端应用、云分布式平台、新移动化办公、跨多平台使用。
特色功能：智能绘图，多终端上报；精确回访，落实到户；设备管理，动态跟踪；生产调度，闭环管理；工程建设，远程监管；图档资料，查改快捷；实时数据，智能报警；异常损耗，统计评估；专家系统，经验分析；智能规划，高效开发；语音跟踪，人车定位。集成化、预案网络化、指挥扁平化。
二、行业现状
随着我国经济的发展、城市规模的扩大和现代化程度的不断提高。城市的管网系统也越来越庞大，许多管线的填埋复杂、资料不清，有些管线甚至仅凭当时施工人员的记忆去寻找。造成诸多设计上的失误和施工中的事故。构建以组件式GIS为平台的信息综合、分析和决策的管网管理系统，把管网的图形和属性数据用计算机进行可视化管理。不仅图文并茂，准确高效，而且易于更新。从而大大提高了管网管理工作的效率和质量。

?

目前燃气、供热等行业都有一定数量的巡线人员，对管线进行定期的检查。检查管线是否被损坏、是否漏气等。在以前很难知道这些巡线人员是否真正去做了，有了管线巡检就可以通过巡检上报模块和GPS轨迹模块，查看这些巡线人员是否进行了巡线。巡线人员在什么时间按照什么路径走的、以及巡线人员在什么位置停留多久，都做了十分详细的记录。巡线人员还可以通过巡检上报，将现场的照片、语言等，传回给信息中心，上端的客服和管理人员可以更清楚地了解现场情况。
管网企业随着企业发展和设备新旧更替，不断增加的设备给管理带来一定的压力。另外，由于设备多在公共区域，分布广地域跨度大，给管理带来难度，增加安全隐患。因此企业急需一套切实有效的系统，全面的管理企业众多的设备，实现科学化管理。
三、技术方案

本方案集合燃气管网管理、管网输配设备管理、技术档案管理、客户安检管理、应急指挥管理、巡线管理、综合分析等功能。
建立以落实运营、客服各岗位工作任务、考核工作质量为目标的业务运营管控体系。
遵照国家有关标准以及规范对燃气管网数据进行科学存储与管理，实现快速采集、建库、查询、检索、及时更新、统计、空间分析以及资源共享等，实现将大规模的、动态变化的基础资料转换为数字化的、可操作的、可共享的信息资源，为管线工程实施提供高精度的地下管线数据。用数据对巡线、安检工作任务即时监控与管理、考核。
通过SCADA系统提供的接口，将管道压力和阀室、阀门状态等信息直观显示GIS系统中，并能够根据提供的数据判断是否发生泄漏或者爆管。实现管网及相关设施的动态管理，为规划、建设及各有关部门提供服务，为管网规划、抢险、改扩建决策提供技术支持。

四、设计目标
数据可以通过GPRS无线方式传输，整个系统具有很好的扩展性，伸缩性，使得后期新增站点可以低成本无缝接入。
为提高系统的稳定性、可靠性、可用性，在中心系统的建设中，构建冗余网络提高底层通讯的稳定性。构建冗余的通信服务器、数据库服务器、应用服务器提高系统的可靠性，构建网络防火墙和病毒防火墙提高系统的抗风险能力。构建网络备份设备NAS，可大大降低意外事故带来的数据丢失造成的损失。

五、系统主要功能
系统支持苹果系统的iPad、iPhone手机、android安卓系统、windowsmobile操作系统手机平板等移动设备采集上报管网、阀门、调压柜等设备的数据资料。

?
1.阀门管理

?
2.管线管理

3.监控区管理
①能查询到所有的（阀门/管线/监控区）的表，并以表格形式展示。
②能根据（阀门/管线/监控区）的各种参数模糊查询阀门。
③查询到的（阀门/管线/监控区），点击定位后，能在地图上定位该（阀门/管线/监控区）。
④在表格中能删除选定（阀门/管线/监控区）。
⑤在表格中能修改选定（阀门/管线/监控区）。
⑥可以直接在地图上绘制点并输入（阀门/管线/监控区）其他参数添加（阀门/管线/监控区）。
⑦（阀门/管线/监控区）列表结果能在地图上以（阀门/管线/监控区）图标展示。
⑧支持搜索结果导出为excel文档；
4.报警管理
①报警点以红色明显的标记在地图上闪烁，并可以指派车辆到达报警点。
②自动计算最近的路线，并估算出预计到达时间。?
5.实时监控
①支持对范围内的目标进行实时定位，得到其经纬度；
②支持将移动目标的位置实时显示在地图上；
③支持实时跟踪多个目标；

6.管线采集录入
阀门数据实现在线修改、纠偏并成图入库。
7.用户管理
①支持对系统访问用户和管理员用户的添加、删除；
②支持对用户信息的录入、修改、权限设置等功能；
③支持用户登录验证，用户登录时必须输入验证码，验证码每次登录时动态生成，验证码不显示在登录界面（以其他方式告知登录用户）；
④支持登录时验证IP地址合法性，该功能可配置；

?
8、不同地图切换
通过地图选择按键可快速切换影像、地形、交通等不同地图底层，为抢险施工提供不同决策参考。

9、地图导入
系统可自动更新最新的交通图、影像图，并可导入shp等格式的测绘院地图，为专属的地图服务器使用。各种地图，例如：交通图、影像图、地形图都可以随意切换，并且每个图形上都可以呈现当前设备及管线。如下图：第一幅是交通图，可以看到像普通地图一样的道路名称，地区块的名字，道路河流等，用不同颜色呈现出来；第二幅图是卫星影像图，用卫星图来表示当前区块的真实情况，可以反映出当前区块的楼宇建筑及周边环境的情况；第三幅是指使用测绘院的地形图，可以呈现当地的道路、建筑、区域等更加详细的信息。

10、所有设备数据导入
系统支持csv、txt等格式的数据导入，可将管线和设备的坐标和相关属性信息直接导入系统，生成相应的管线设备。系统支持点导入、线导入、综合导入等多种导入方式，点导入指系统内的阀门，仪表，调压柜等设备信息和位置的导入；线导入指管线线段的导入；综合导入结合了点导入和线导入的综合数据处理方式。

11、管线设施数据修改
系统提供管线设施数据修改功能，对已有的管线设备的数据，可随时进行修改，添加和删除。系统中，可以进行某一段或某一区域管线的查找，定位，以及他的信息修改。可以按不同属性进行查询，可以修改管线的名称、口径、生产厂家、责任人等相关信息，并可对管线的精确位置做一定调整。

12、参数配置
提供终端参数配置功能，包含终端采集GPS数据频率、终端上报数据频率，并允许单独设置某些终端的GPS采集频率和上传频率等。此配置可以设置GPS的通信通道，通信方式，上传频率来进行综合设置，达到不同情况下使用不同配置的效果。
13、巡检队信息
按层级设定巡线队及部门信息。系统可以根据公司的实际需要，划分不同的小组和部门，小组下面可以有不同的巡检人，来作为不同的巡检任务指派单位，方便下达具体任务，工作考核系统监督。
系统可对用户和巡检人员的信息进行修改编辑和删除，根据手机或imsi号来追踪人员的位置。可以对用户的密码，可登陆的系统模块，联系方式、联系地址等信息进行编辑，及时更新巡检人员的联系方式等个人资料。
14、隐患级别:
用于定义巡检时发现的隐患级别，巡检片区的隐患级别等，以便提示和统计。
根据提报的不同类型的隐患，选择下达隐患的类型。现在可以下发的隐患类型例如：爆管、检修、维护等，管理中心将相应的任务下达下去，指定给某具体的任务执行人，相应的任务执行人就可以在手机端看到这些任务信息。
15、设备类型:
可以按不同的设备类型进行维护。系统中有众多类型的设备，系统可以根据用户的需要，来做各种设备类型的调整，以及相应设备的属性信息的综合管理。
16、权限组设置:
对系统的使用权限进行设置。提供各种角色的新增和修改，所有新增角色名称可自定义，如管理人员、操作人员等。可按照每个系统模块下的具体菜单，去给用户分配相应的角色，不同角色对应不同的功能使用权限。每个用户针对每个权限的多个菜单，都可以进行具体的设置，极大地提升了用户权限的灵活性。
17、指定单人追踪:
直接点击巡检人，能显示巡检人的实时位置信息，通过轨迹查询，选择时间段，能查询巡检人时间段内的巡检轨迹。
18、指定区域查询:
通过地图平移、缩放等工具选择某区域后，可显示这个区域的所有巡检人的实时状态，点击某人，可查看该巡检人的巡检轨迹。
19、巡检工作评估:
通过对所分配的巡检线路的巡查，生成巡检报表，查询全体或者单个巡检人员的巡检总里程，有效里程，巡检点等信息，最终得出巡检完成率。
20、隐患结果录入:
通过手机端，对巡检现场的隐患情况进行上报，管理端的人员可对现场的隐患状况进行任务的下达和处理结果的认定。
21、隐患处理结果查询:
可按时间段查询隐患的出现情况，记录所有的历史隐患数据，查询隐患的处理结果和处理过程，统计多发地区、设备材质、老化情况的状况。查询某个时间段内的隐患点分布，并可查询问题级别、现场图片、播放录音。发现某类型隐患或所有隐患在地图上的分布情况，直观的显示出隐患分布，找出多发区域。并显示隐患处理状态。
22、上班时间录入:
巡检线路分配跟巡检人时，可设定巡检周期和巡检时间，即每天几点到几点。同时，班组的班长可以在巡检计划审核后，对计划进行临时调整，只能修改巡检人，不能修改其他信息，以灵活调整员工轮班时的巡检任务。
23、巡检计划制定及分配、报表查询:
设定不同的巡检路线，分配给相应的巡检人，并设置巡检周期和工作时间，有效的对巡检日常工作进行管理。通过对所分配的巡检线路的巡查，可以按日、按月生成巡检报表，查询全体或者单个巡检人员的巡检总里程，有效里程，巡检点等信息，最终得出巡检完成率。
24、管网设备及附属设施管理:
系统可对阀门、流量计、调压柜、管线和管件等信息进行综合管理，例如对阀门的厂家、规格型号；管线的压力、材质、口径等进行管理。系统可对设备维修计划、维护计划进行管理。系统可对设备年限、维修维护等进行预警。系统可对维护维修工作进行记录、分析。
25、气源分析:
该功能可实时查看整个管网流量计的实时流量、累计流量、温度、压力以及预警等指标，当下端的流量计都接上RTU（远程传输模块），系统在上端就可以看到，每个用户的实时用气情况、累计用气量、压力和温度。
26、应急事故管理:
当发生漏气事故时，通过确定漏点，查询影响到区域以及区域内的阀门，确定关阀方案。系统对影响的阀门及其属性以列表的形式显示，并可以输出打印；用户可以定位选择的阀门，以查看其周边情况。建立符合管道事故抢险的应急流程方案。结合不同的预警条件和智能预案分析，自动启动相应的流程。在发生泄漏时，系统调用相关计算模型，在地图上标示出危险警戒区域，提醒用户设立警戒圈，做好安全撤离工作。有了基础的上下端信息，点击系统的维护分析，点击关闭的阀门，可以在地图上展示出来，关闭此阀门，所影响的管线、小区等。并且可以通过短信的形式，通知影响的小区的工商业用户和住户。
27、移动终端系统:
在施工和巡检过程中，巡检和施工人员可以持移动采集终端，在设备的实际位置处，打开工程手机的标记信息功能，可以将阀门等设备的位置提交到服务器上，服务器上即可查看此设备的位置和设备的其他信息，如阀门、流量计、调压柜、管线等信息，也可对提报的数据进行阀门的厂家、材质；管线的压力、材质、口径等信息的维护和修改。在施工和巡检过程中，巡检和施工人员可以持移动终端，打开设备上的管线信息功能，沿着实际管线行走并进行提交，可以将管线提交到服务器上，服务器上即可查看此管线的详细信息。巡检人员通过巡检上报功能，可将现场的巡检情况，以照片、录音、文字的形式提交到服务中心，方便巡检的日常记录，为以后的维护检修提供日常的运行信息。