1 系統(tǒng)建設(shè)的意義與必要性

      供水管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城市規(guī)劃建設(shè)管理的重要基礎(chǔ)信息。隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，對供水管線的依賴性也越來越強。但是，由于歷史和現(xiàn)實的各種原因，一些供水管線資料的缺失和管理不到位，已成為阻礙城市建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。因此，加強城市供水管線的管理與信息化建設(shè)，是保障城市建設(shè)和可持續(xù)性發(fā)展的需要，也是完善城市功能和形成良好的投資環(huán)境，實現(xiàn)地下管線安全防范和保障維護的需要。

      當今社會，城市信息化已成為社會發(fā)展的必然趨勢，而數(shù)字化又是信息化的基礎(chǔ)，伴隨信息技術(shù)和社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，數(shù)字城市、數(shù)字企業(yè)的建設(shè)工程也越來越現(xiàn)實地走進城市發(fā)展建設(shè)的日程中。對城市供水管線進行管線探測、建立信息管理系統(tǒng)和嚴格執(zhí)行動態(tài)更新機制是供水管線科學(xué)管理的有效辦法。

2 項目建設(shè)目標與原則

      ⑴ 項目建設(shè)目標

      根據(jù)城市對供水管線及設(shè)施管理的需求,以及信息化、數(shù)字化發(fā)展的趨勢，城市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)建設(shè)的總體目標是：

      ① 建立供水管線及基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)各類信息的數(shù)字化存儲。

      ② 建立供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)匯集供水管線及基礎(chǔ)地理信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入、編輯、查詢、統(tǒng)計、分析、輸出等管理功能。

      ③ 建立供水管線及設(shè)施數(shù)據(jù)更新管理辦法，使系統(tǒng)數(shù)據(jù)的更新維護規(guī)范化、標準化，從而保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。

      ④ 利用系統(tǒng)實現(xiàn)管線及相關(guān)設(shè)施的動態(tài)管理，為城市的規(guī)劃和建設(shè)提供數(shù)據(jù)服務(wù)，為管線規(guī)劃、搶險、改擴建決策提供信息技術(shù)支持。

      ⑵ 系統(tǒng)建設(shè)原則

      運用國內(nèi)外成熟、先進的GIS及計算機技術(shù)，把握信息化發(fā)展的大趨勢，結(jié)合城市的實際情況、特點及使用需求，系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)遵循先進性、實用性、標準性、開放性、安全性、可靠性、擴展性等原則。

3 系統(tǒng)設(shè)計

      ⑴ 系統(tǒng)平臺

      ① 操作系統(tǒng)：服務(wù)器端選用Microsoft的產(chǎn)品Windows 2003 Server，客戶端選用Microsoft的系列產(chǎn)品Microsoft Windows XP/2000。

      ② GIS平臺：在確定GIS平臺時，主要考慮以下因素：

      1）海量數(shù)據(jù)的安全存儲 　 2）系統(tǒng)的高效運行 3）多元化應(yīng)用

      4） 系統(tǒng)維護和升級有保障 5) 價格相對合理 6) 國內(nèi)有較強技術(shù)力量支持

      國內(nèi)在管線信息管理系統(tǒng)建設(shè)中用得較好的平臺包括：ArcGIS、SuperMap、MapGIS等。

      ③ 數(shù)據(jù)庫平臺：系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)，所以對海量的管線數(shù)據(jù)進行安全、有效地存儲是整個系統(tǒng)建設(shè)的重要一環(huán)。目前，比較成熟的商業(yè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle、SQL Server可滿足安全存儲數(shù)據(jù)的需要。

      ⑵ 系統(tǒng)運行模式

      根據(jù)各單位的實際情況在構(gòu)建系統(tǒng)時可采用單機版、C/S、B/S或C/S+B/S運行模式。

      ① 單機版模式：在一臺普通微機上運行系統(tǒng)，執(zhí)行各種管理和操作，其特點是成本較低。

      ② C/S模式：在局域網(wǎng)內(nèi)運行系統(tǒng)，服務(wù)器負責(zé)數(shù)據(jù)管理，客戶機完成與用戶的交互任務(wù)。被授權(quán)的用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問后臺GIS數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，用戶根據(jù)權(quán)限可以查詢?yōu)g覽、修改更新GIS數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。

      ③ B/S模式：基于Intranet技術(shù)，各種命令執(zhí)行、數(shù)據(jù)計算都在服務(wù)器上完成，而且應(yīng)用程序也安裝在服務(wù)器，客戶端幾乎是零安裝零維護，大大減輕了系統(tǒng)管理員的工作量，而且這種方式對客戶端的用戶數(shù)沒有限制。

      ④ C/S+B/S 模式：B/S與C/S相結(jié)合的模式，將充分利用B/S、C/S的各自優(yōu)勢，相互補充。

      ⑶ 系統(tǒng)數(shù)據(jù)

      數(shù)據(jù)（包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)）是城市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，建立好管線及相關(guān)設(shè)施數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)有效運行的前提條件。

      本系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)和管線及相關(guān)設(shè)施數(shù)據(jù)。

      ① 基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)：是系統(tǒng)中最基本的地理信息，包括各種平面高程測量控制點、建筑物、道路、水系、境界、地貌、植被、地名以及某些屬性信息等，用于表示城區(qū)的基本面貌并作為各種專題信息空間定位的載體。

      ② 供水管線及附屬設(shè)施數(shù)據(jù)：是指供水管線及相關(guān)設(shè)施（如：水表、閥門、消火栓等）信息，包括空間及屬性信息等。

      在綜合基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)和管線及相關(guān)設(shè)施數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立城市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)。

4 系統(tǒng)功能

      城市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)將利用物探技術(shù)、測繪技術(shù)、計算機技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等，把管線及設(shè)施等信息以數(shù)字的形式獲取、存儲、管理、分析、查詢、輸出、更新，為城市的建設(shè)與發(fā)展提供準確的供水管線及設(shè)施基礎(chǔ)資料。系統(tǒng)以地形圖庫和管線數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，集成了基礎(chǔ)信息管理、管網(wǎng)信息管理、管線設(shè)計更新、管線綜合分析、Web信息發(fā)布、管網(wǎng)運行管理、系統(tǒng)管理等模塊。

      ⑴ 基礎(chǔ)信息管理

      系統(tǒng)具有對數(shù)據(jù)管理的一些基本功能，主要包括：

      ① 圖形編輯：包括圖形繪制、圖形對象操作、各類標注的提取和繪制、坐標變換等。

      ② 數(shù)據(jù)查詢：圖形與屬性的雙向查詢、多條件查詢、區(qū)域查詢，多種方式的地圖定位等。

      ③ 數(shù)據(jù)輸出： 多種方式的圖形輸出，屬性輸出，查詢與統(tǒng)計信息的輸出等。

      ④ 符號管理：點線、面圖例庫的維護和設(shè)置，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的風(fēng)格匹配。

      ⑤ 視圖操作：可進行放大、縮小、漫游、全圖、鷹眼、返回等視窗操作。

      ⑥ 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：可與多個系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，如MapInfo、Arc/Info、AutoCAD等。

      ⑦ 系統(tǒng)工具：系統(tǒng)提供多種工具，包括量算、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)維護、圖層控制等。

      ⑵ 管網(wǎng)數(shù)據(jù)管理

      1) 管線查詢統(tǒng)計

      ① 管線空間和屬性數(shù)據(jù)的雙向互動查詢。

      ② 管線及設(shè)施的復(fù)合條件檢索與區(qū)域查詢功能。

      ③ 對管點、管線進行統(tǒng)計匯總，其結(jié)果以圖表等形式表示或輸出。

      2) 設(shè)施管理

      對供水管線及附屬設(shè)施進行管理，包括：

      ① 管線附件（閥門、消火栓、排氣閥、三通、彎頭等）信息的輸入、編輯、輸出操作。

      ② 管道及其附屬設(shè)施檢修管理

      ③ 管道及其附屬設(shè)施測漏管理

      ④ 用戶信息管理：用戶基本信息、用水量、接水口位置，工程信息等內(nèi)容。

      3) 管線三維觀察

      根據(jù)管線的三維數(shù)據(jù)，生成指定區(qū)域內(nèi)供水管線的三維模擬圖，便于觀察與查詢。

      4) 標注功能

      系統(tǒng)提供從管網(wǎng)點、線屬性庫中提取數(shù)據(jù)，進行管網(wǎng)點、線的標注的功能。

      5) 管線專題圖的制作和輸出

      系統(tǒng)可以制作管線專題圖或設(shè)施分布圖，并可將其打印輸出。

      ⑶ 管線設(shè)計更新

      為了保證管線數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性，系統(tǒng)提供多種靈活、方便的管網(wǎng)數(shù)據(jù)設(shè)計和更新方法。

      1) 數(shù)據(jù)標準：根據(jù)系統(tǒng)，建立供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)標準，用于規(guī)范數(shù)據(jù)的采集與建庫。

      2) 數(shù)據(jù)檢查：各種數(shù)據(jù)在進入系統(tǒng)之前，都要進行數(shù)據(jù)的監(jiān)理，檢查數(shù)據(jù)的一致性、拓撲完整性等必須檢查項，保證數(shù)據(jù)入庫的準確。

      3) 批量管網(wǎng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入：根據(jù)數(shù)據(jù)的組織方式，系統(tǒng)給出了三種批量數(shù)據(jù)導(dǎo)入的方法：測量格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入、點線庫方式管網(wǎng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、CAD格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入，用戶可根據(jù)自己的實際情況采取不同的方式更新數(shù)據(jù)。

      ① 測量格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入：有時管線竣工后，只有其竣工測量數(shù)據(jù)(如用全站儀測量得到的數(shù)據(jù))，本系統(tǒng)可將該類測量數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并生成圖形和屬性表。

      ② 點線庫方式管網(wǎng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入：對于采用內(nèi)外業(yè)一體化得到的管線點線庫格式的數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)入系統(tǒng)中。

      ③ CAD格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入：將CAD格式（dxf、dwg）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并生成圖形和屬性表，如果原CAD數(shù)據(jù)中沒有管線屬性信息，需要在系統(tǒng)中追加相應(yīng)的屬性。

      4) 管網(wǎng)數(shù)據(jù)增加：① 參照加點 ② 解析加點 ③ 解析加線 ④ 插入點 ⑤ 連接點

      5) 管網(wǎng)數(shù)據(jù)修改：① 移動點 ② 修改屬性信息 ③ 修改參數(shù)信息 ④ 管線反向 ⑤ 屬性克隆

      6) 管網(wǎng)數(shù)據(jù)刪除與廢棄:① 管線刪除 ② 管線廢棄 ③ 廢棄管線的恢復(fù)管理

      7) CAD及其它竣工數(shù)據(jù)的回貼

      ⑷ 管線綜合分析

      1) 橫斷面分析：系統(tǒng)可在任意位置生成管線的橫斷面圖，以便于查看管線間的空間位置關(guān)系，并可查詢各個管線及剖點處的屬性信息。

      2) 縱斷面分析：系統(tǒng)可根據(jù)管線數(shù)據(jù)生成一段到多段管線的縱斷面圖，查看管線的走向，并可查詢該管線及管線點的屬性信息。

      3) 碰撞分析：在管線設(shè)計過程中，需要將設(shè)計管線與已知管線進行碰撞檢查，以分析所設(shè)計的管線是否與已知管線發(fā)生沖突，并可計算管線間的垂直、水平凈距。

      4) 爆管分析：當供水管線某處發(fā)生爆管時，系統(tǒng)可查詢出與爆管處相關(guān)聯(lián)的閥門，確定關(guān)閥方案，便于維修和應(yīng)急處理。根據(jù)具體情況，可以實施多級關(guān)閥。如果管網(wǎng)設(shè)施和用戶建立了關(guān)聯(lián)，可以進行影響用戶分析。

      5）預(yù)警分析：根據(jù)供水管線及附件的具體埋設(shè)和服務(wù)年限值，預(yù)警超過警戒的管線和管點。

      6）設(shè)施查找：在某一范圍內(nèi)查找想要的管網(wǎng)設(shè)施，主要用于消防搶險時查找消防設(shè)施。

      7）緩沖分析：通過選定道路或具體地物（包括管線設(shè)施），設(shè)置緩沖半徑及級別，建立多級緩沖，并可對指定緩沖區(qū)進行管線、設(shè)施等的查詢，統(tǒng)計出緩沖區(qū)內(nèi)的管線設(shè)施長度、數(shù)量，為道路改擴建、房屋拆遷等提供數(shù)據(jù)分析。

      8）連通分析：用于管線數(shù)據(jù)檢查，檢查管線上兩點間是否連通。

      9）覆土分析：用于檢查管線的埋深是否符合標準。

      10）最短路徑分析：查找并顯示出管線、道路上兩點之間最短的通路。

      11）水平凈距分析：用于檢查一條管線與其它管線進行水平方向上是否發(fā)生碰撞或最小凈距是否符合凈距規(guī)范。

      12）垂直凈距分析：指定一條管線，可能會有多條管線與其在水平方向上相交，此功能就用于分析指定的管線與這些管線在垂直方向上是否符合垂直凈距規(guī)范。

      ⑸ Web 信息發(fā)布

      1) 地圖控制：圖層控制、視圖操作、量算工具等。
      2) 查詢?yōu)g覽：圖形及屬性的瀏覽，多方式的查詢與定位。
      3) 統(tǒng)計匯總：數(shù)據(jù)統(tǒng)計、匯總，統(tǒng)計報表輸出等。
      4）管網(wǎng)分析：系統(tǒng)提供與C/S客戶端相一致的管網(wǎng)分析功能。

      ⑹ 管網(wǎng)運行管理（與相關(guān)系統(tǒng)的掛接）

      1）水表管理子系統(tǒng)

      ① 與查表營銷信息管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，建立與營銷系統(tǒng)編號、屬性一致的水表管理子系統(tǒng)，包括用水大戶的計量交易水表和用于計量管理水表兩類。

      ② 建立水表系統(tǒng)圖層，實現(xiàn)水表與管網(wǎng)的互動查詢。

      ③ 水量統(tǒng)計，依據(jù)查表營銷系統(tǒng)提供的水量信息，統(tǒng)計指定區(qū)域內(nèi)的用水量。并可依據(jù)搶修關(guān)閥信息，自動給出受影響的用戶。

      ④ 依據(jù)指定的管段，自動統(tǒng)計與該管段相關(guān)的水表和用水量。

      ⑤ 將查表營銷系統(tǒng)提供的“一戶一表”信息，做為總表的附屬數(shù)據(jù)。能夠依據(jù)指定的相鄰總表的支數(shù)，匯總流量節(jié)點和節(jié)點流量，為管網(wǎng)平差分析和建模提供技術(shù)支持。

      2）運行監(jiān)控子系統(tǒng)

      與現(xiàn)有調(diào)度系統(tǒng)連接，實時動態(tài)顯示測壓、測流、余氯等監(jiān)測點的數(shù)據(jù)，并可以生成歷史數(shù)據(jù)曲線。系統(tǒng)須具有繪制、顯示、輸出動態(tài)等水壓線的功能。

      ⑺ 系統(tǒng)管理

      系統(tǒng)提供完備的安全機制，除操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的權(quán)限控制外，管線系統(tǒng)本身提供用戶使用權(quán)限設(shè)置，并記錄用戶使用時間和操作內(nèi)容，提供系統(tǒng)備份和恢復(fù)功能。

      1)用戶賬戶管理 2)用戶權(quán)限管理 3)數(shù)據(jù)庫管理 4)系統(tǒng)設(shè)置 5)日志管理

5 系統(tǒng)配置

      ⑴ 硬件配置

      網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：支持TCP/IP協(xié)議的單位局域網(wǎng)
      服務(wù)器：工作站或小型機（如果使用微機型服務(wù)器，建議主頻在2GHz以上）。
      微機：CPU/P4 2.4G以上，內(nèi)存/512MB，硬盤/60~80G
      附屬硬件設(shè)備：噴墨繪圖儀、激光或噴墨打印機等。

      ⑵ 應(yīng)用軟件配置

      操作系統(tǒng)：Windows 2003/XP
      應(yīng)用軟件：“城市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)”軟件
      工具軟件：AutoCAD、Excel等（可選）