李子原（上海积成慧集信息技术有限公司，上海200233）

基于GIS的供水管网阀门管理系统及应用

李子原
（上海积成慧集信息技术有限公司，上海200233）

针对目前城市供水管网爆管抢护维修中，经常遇到的供水阀门埋设无法及时找到，阀门无法正常启闭，阀门分布现状与资料不符，业务部门难以与外业人员进行实时数据交换等问题，提出了在基于GIS中的现状管网基础数据库及平台上实现供水管网阀门管理的解决方案，以实现对阀门的全方位管理，有效提高阀门巡检及抢修管理效率。

GIS；供水管网；巡检

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.177

1 引言

阀门管理是供水管网管理中的重要组成部分。管网停水检查抢修过程中涉及阀门的启闭，同时也会对周边居民的用水产生影响。阀门管理过程中还存在着许多问题，例如：供水阀门埋设无法及时找到；阀门无法正常启闭；阀门分布现状与资料不符；爆管点周围哪些阀门需要关闭，关闭阀门后影响居民用水的区域；业务部门与外业人员之间难以进行数据实时传递；业务部门对外业人员监控困难等[1]。

2 供水管网阀门管理内容

供水企业阀门管理工作一般分为阀门的日常维护管理和阀门操作管理。日常维护管理包括阀门的日常巡检和阀门资料的管理；阀门操作管理包括阀门计划启闭和阀门的应急抢维修。

3 利用GIS进行阀门管理

3.1 GIS技术简介

GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。GIS以空间数据为操作对象，技术优势在于对数据的综合、模拟与分析评价能力。利用GIS技术可以得到常规方法难以得到的重要信息，是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、城市科学、环境科学、信息科学为一体的新兴学科。

3.2 利用GIS进行阀门管理简介

利用GIS进行阀门管理即建立阀门数据库及相应的编辑系统与业务系统。GIS系统将阀门的图形数据与属性数据相连接，进行统一的管理，可进行图形的查询；利用GIS系统的拓扑分析功能实现关阀操作；在业务系统中，通过手持设备实现内外业联通，对阀门的日常巡检、计划启闭及应急维修进行管理。

4 供水管网阀门管理系统设计

4.1 总体设计

系统总体设计分为3层，分别为感知层、网络层、应用层，如图1所示。

1）感知层。感知层是指用皮肤和五官识别物体，主要负责采集信息，采集的设备可包括手机、摄像机、相机、Internet、PC、呼叫中心等，可将采集到的信息以互联网、通信网、互联网的方式传递出去，比如，需要采集的外业的现场工作内容、视频信息、照片信息等。

图1 总体设计图

2）网络层。网络层是神经中枢和大脑信息传递和处理的过程，本次搭建的网络包括通信网、互联网、物联网等，可以实现信息互通，消息传递，数据共享等。本项目采用二维码物联网技术、移动互联网技术以及通信服务技术来完成对现有的供水业务的全过程管理。

3）应用层。应用层则是将所采集的信息结合网络层辅助用户对现有的业务进行管理，并搭建供水业务管理系统。

4.2 数据库设计

阀门数据主要包括2类：图形数据与属性数据。

图形数据。图形数据反映阀门的地理位置及其与官网的连接关系，包括阀门照片、竣工图等。

属性数据，主要包括：

1）阀门类别，如闸阀、蝶阀、排污、排气等。

2）阀门基本属性，包括阀门编号、地址、户名、阀门类型、口径、阀门状况、路面情况、阀门坐标、管段编号、安装日期、维修日期、维修内容、修理人、操作日期、操作内容、操作人、维护日期、维护内容、维护人。

3）阀门业务属性，包括阀门使用情况、维修业务属性、影像属性、文档资料属性、日志属性。

4.3 阀门巡检养护流程设计

外业人员配备智能手持设备PDA，巡检计划可通过4G无线网络直接发送到外业人员的PDA上（包括该区域的基础地形图和管网设备图），工作人员可在PDA上查看巡检任务，并根据GIS准确执行巡检任务，整个过程PDA会记录养护路线。

4.4 阀门抢修流程设计

系统整合阀门周检上报的阀门维修工作与呼叫中心接报的阀门抢修工作，统一接入到维修平台，由工作单管理平台人员，并根据区域、类别等字段进行派单，派单时依据系统自动计算出的就近人员名单，进行派单，派发到维修人员的手持设备上，使其开展现场阀门维修工作。

4.5 关键功能实现

4.5.1 阀门数据编辑

系统支持阀门数据的手工输入与数字化输入。

4.5.2 阀门数据显示

在基础管网图上显示阀门的分布，阀门不同的颜色区分阀门的启闭。

4.5.3 关阀分析

管网突然发生爆管或管线维护时，需要快速生成关阀方案，依据GIS管网空间拓扑关系，获取施工后的停水范围及需要关闭的阀门，并在管网图上显示出来，同时生成阀门工作单、停水通知书等。系统也支持二次关阀。

4.5.4 事件跟踪

对于派发的巡检计划或抢修工单，系统支持跟踪管理，并通过手持设备的信息上报与照片采集，使内业管理人员能够获取外业工作的实施状态与现场信息。

5 供水管网阀门管理系统应用

5.1 关阀方案制定

关阀分析能够根据爆管点位置，快速制定关阀方案，并且能在地图上定位需要关闭阀门的位置，以便工作人员快速进行关阀操作，从而减少水的漏失和对周边用水居民的影响。

5.2 阀门巡检及抢修过程管理

与传统的阀门巡检抢修方式相比，采用手持设备PDA，通过GPS和4G网络，能够实时将现场信息及位置信息回传到后台管理端，便于管理人员对巡检抢修的全过程进行监控，有效地提高了巡检抢修工作的质量和效率，并与关阀分析功能相结合，实现了爆管抢修的快速性与阀门关闭的正确性，提高了管理水平。

6 结语

本次建设的供水管网阀门管理系统能够用于阀门管理过程，帮助解决阀门堆设找不到的问题，对阀门巡检、抢修等业务工作过程进行全流程管理，从而提高了工作效率，缩短了停水时间，减少了经济损失。

【1】陈真渠.基于WACHS和MAPGIS的供水阀门管理系统及应用[J].城镇供水,2012(4):51-53.

Based on the GIS of Water Supply Pipe Network Management System and Application Valve

LI Zi-yuan
（Shanghai Jichenghuiji Information Technology Co.Ltd.,Shanghai 200232,China）

This paper based on the problems often encountered in urban water supply pipe network tube maintenance, such as the water valve cannot be found in time, can't normal opening and closing valve, the valve distribution present situation out of accord with information, business segmentexchange their data with field staff hardly in time, then put forward the solution that based on the status network database and plat for min GIS, realizingthe valve management of water supply pipe, in order to achieve omni bearing administration on valve and effectively improve the efficiency of thevalve inspection and repair management.

GIS;water supply network;inspection

TP274.4

B

1007-9467（2016）12-0185-02

2016-10-29

李子原（1977～），男，辽宁凤城人，工程师，从事GIS系统的应用与研发研究。