李舜 王强 杨彬

摘  要：完善阆中市燃气管网地理数据，建立燃气管网地理信息系统（GIS），充分利用GIS实现从门站到用户的燃气管网相关资料的统一信息化管理，建设以四川阆中燃气有限公司运营调度各项核心业务为主线，以空间地理信息等基础数据为载体的信息化体系，实现管网数据的同步更新，提升针对爆管等安全事故的应对能力，搭建配置以燃气管网数据为基础的供气调度、燃气管网抢修、应急指挥等信息系统，提高燃气综合业务管理的水平。

关键词：地理数据;GIS;安全事故;信息系统

中图分类号：TU996.7       文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）27-0093-03

Abstract： This paper intends to perfect the geographical data of Langzhong gas network， establish the gas network geographic information system （GIS）， make full use of GIS to realize the unified information management of the gas network related information from the gate station to the user， and build an information system with the core business of Sichuan Langzhong Gas Co.， Ltd. as the main line and the basic data such as spatial geographic information as the carrier， so as to realize the synchronous updating of pipe network data， improve the ability to deal with safety accidents such as pipe burst， build and configure gas supply scheduling， gas network emergency repair， emergency command and other information systems based on gas network data， so as to improve the level of gas integrated business management.

Keywords： geographic data; GIS; security incident; information system

引言

四川閬中燃气有限公司成立于1979年，以经营天然气为主，建有输气管线370公里，市政燃气管网1360公里。公司老旧管网众多，由于燃气管网多埋于地下，且相邻管线错综复杂，导致在进行抢修和决策时不能迅速分析判断故障点和故障影响范围。传统的管理模式和手段已经无法满足规划编制、日常监管、安全运营、抢险救灾以及燃气公司“安全用气，优质服务”的要求。建立城市燃气管网地理信息系统（GIS），并整合已有的SCADA、客服营销系统等信息系统，能充分地了解四川阆中燃气有限公司管网和管网设备的运行情况，及时杜绝安全隐患，方便对管网上的各种设施进行安全管理。

1 GIS概述

GIS是指地理信息系统，是应用计算机技术进行地理空间数据信息的采集、编辑以及存储，并在计算机上进行显示。GIS将数据库和图形管理系统进行有机结合，将两者的优势集于一体。GIS技术最早应用于测绘和资源环境管理等领域，城市规划以及土地管理等多个领域[1]。早在80年代中期，我国在地下管线系统管理中就应用了GIS技术，从根本上提高了城市地下管网的管理效率，相关部门在进行决策的时候根据数据，有效确保了决策的科学、合理性，在一定程度实现现代化的进程。

相对于城市燃气管网，建设GIS系统意义重大，相关城市建设部门对其给予了重点关注。由于应用GIS技术能够将城市燃气管网的管理模式进行彻底改变，工作人员利用城市燃气管网GIS数据库能够对城市燃气管网的信息进行全面掌握[2]。再者，工作人员利用GIS能够更为直观的了解燃气管线的铺设情况;结合GIS技术分析数据的功能，工作人员对关闭某个阀门对整个用户所造成的影响有一个充分的认识，减少了工作量，从而提高燃气企业的管理质量。

2 GIS设计

“四川阆中燃气有限公司燃气管网地理信息系统（GIS）”的建设将以计算机网络为基础，遵照国家有关标准以及规范，遵循先进性、开放性、扩展性、规范性、可靠性和安全性、可持续发展六大建设原则[3]。

2.1 总体框架

四川阆中GIS系统以基础设施为保障，各类数据库为核心，信息网络为纽带，各项业务为目标，提供安全可靠、方便快捷的服务。总体框架如图1所示。

2.2 开发环境建立

（1）地理数据。本系统采用阆中市1：500基础地形图，使用国家大地2000坐标系，通过综合运用物探技术、测绘技术、计算机技术来获得地下管线空间数据，从而建立管线信息数据库。为了获取更高精度的地理数据，引入北斗地基增强CORS系统，能够在现代城市的复杂地理环境下，满足燃气管网管理的高精度定位需求。（2）硬件平台。本系统以阆中天然气公司已建网络为核心基础，完成服务器构架、存储环境构架、虚拟化构架三个方面，并充分满足产品性能、可靠性等要求[4]。服务器方面，采用高密度、高集成度，具备强伸缩性及扩展性的虚拟服务器系统，打破传统系统横向扩展的问题瓶颈，于此同时，节省空间投资、能源投资，并带来统一硬件管理模式。虚拟化建设方面，采用先进的底层虚拟化技术，打破资源利用的瓶颈，将各类硬件资源纳入各类资源池，带来资源的统一调度管理、按需供给及高效利用等传统结构无法比拟的优势。存储环境建设方面，基于两套存储阵列实现AA（Active-Active）双活，两端阵列的双活LUN数据实时同步，且双端能够同时处理应用服务器的I/O读写请求，面向服务器提供无差异的AA并行访问能力。当任何一台磁盘阵列故障时，业务自动无缝切换到对端存储访问，保证业务访问不中断。与此同时，通过存储虚拟化统一建设，为计算资源池提供透明的存储资源，按需提供存储能力，实现空间的动态更改。网络方面，通过两台SAN交换机实现服务器与存储间的光纤网络连接，保证业务及数据库的高速冗余链路，当任意链路故障时冗余链路仍然保证业务的连续性。本次硬件平台配置2台数据库服务器、4台虚拟化服务器、2台SAN光纤交换机、2台存储阵列、1台防火墙、2台接入交换机、1台备份一体机等主要硬件设施。硬件平台示意图如图1所示。

2.3 子系统功能设计

（1）燃气管网管理系统（C/S）。燃气管网管理系统是GIS系统的基础，能够实时采集并处理数据，通过对燃气管网的数据展示功能，用户能够灵活地查询并编辑数据。系统还支持专题图和不同比例尺的绘图输出。C/S系统还能够进行辅助决策分析，由燃气管网业务相关的分析功能组合而成，对管网设计、爆管后停气分析、抢险及管线接驳等相关生产业务提供辅助决策[5]。（2）燃气管网共享发布系统（B/S）。燃气管网共享发布系统不仅具有基本地图操作功能，还能为共享用户提供专题地图显示、数据查询、专业管线图输出、SCADA监控显示、日志管理等功能。其中，SCADA监控显示功能是系B/S系统与燃气企业SCADA自动化控制系统进行接口集成，显示管网门站、输配站点、调压测压点等管网动态运行数据，并呈现站场的工业流程图，以可视化的形式，实地显示在电子地图上，向用户提供实时、直观的管网运行信息和空间信息[6]。（3）移动GIS系统（M/S）。移动GIS系统支持主流的终端设备，包括平板电脑、智能手机等设备。系统包括后台管理端（web）和移动客户端（app）两个子系统。移动客户端的设备通过离线数据包和在线模式进行管网和基础数据的访问，实现户外地形图、管网图等查看，管网属性数据的在线查询，人员GPS定位，与后台管理端（web）的信息交互（上传图片、接受任务等），管网设施疑问标识等功能。同时，在后台管理端（web）可以实时监控移动终端所在位置，接收移动端上报的信息[7]。（4）巡检管理系统。巡检管理系统（监控端）用于巡检管理人员对户外巡检员巡检情况的监控、工作安排、工作考核、第三方工地監护等巡检管理工作。该系统包括监控台、巡检工作管理、工地监护管理、巡检工作报表等功能。（5）其他系统。四川阆中燃气有限公司燃气管网地理信息系统（GIS）除上述基本系统的功能外，还设计了隐患管理系统、抢维修管理系统、设备管理系统、车辆监控管理系统、三维站场展示系统、综合监管门户系统等系统，任何系统都设计了完备的功能，能够保证管网的安全运行。

3 GIS的实现

3.1 系统主界面介绍

如图3所示，系统的主界面分为工具栏（包括管网应用、SCADA信息监控、巡检管理及系统管理四大版块）、地图显示区（包括全景缩略图地图和放大地图）以及快速编辑栏。

3.2 功能子系统应用

（1）爆管分析。如图4所示，假设阆中市阆水东路上编号为TR40123的PE管段发生了爆管事故，系统能够迅速对该管段事故做出事故分析，界面会显示受影响的管段、阀门及调压设备。并且可以提取分析结果，方便抢维修部门及时对该管段实施控制。（2）巡检管理。如图5所示，进入主界面左上角的巡检管理版块，在地图显示区会出现管道走向，红色的是钢管，蓝色的是PE管。在主界面右侧的用户选择中搜索巡检人员，右侧界面会出现该巡检人员GPS定位的历史记录，就能对户外巡检员实施监管，方便工作安排、绩效考核。

4 结束语

本系统旨在摸清阆中市燃气管道的数据模型，不仅为燃气公司在进行管网管理、决策分析中提供了重要支持，还为以后的相关项目奠定基础。

通过GIS系统的功能性测试，本系统基本满足阆中市燃气管网的管理需求，但及时进行系统的更新能够确保城市燃气管网质量不断提升。

参考文献：

[1]秦建安，李文锦，吴博，等.基于Arc GIS的输气站场管道信息系统开发[J].设备管理与维修，2019（03）：35-37.

[2]李立冬，周吉祥.城镇燃气管道数据的可视化分析[J].煤气与热力，2018，38（03）：40-43.

[3]周博，张军.数字天然气管道的建设与管理初探[J].低碳世界，2018（04）：339-340.

[4]魏义昕，李纯，金铭.油气管网调控技术现状与发展趋势[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（10）：161-162.

[5]王杰.基于移动GIS的智能巡线系统在原油长输管道中的应用[J].广东蚕业，2018，52（10）：15-16.

[6]唐王力.浅谈原水管网GIS系统的应用与发展[J].净水技术，2018，37（S1）：249-253.

[7]刘小龙.输油管道运行管理中GIS系统的应用分析[J].化工管理，2018（18）：130.