燃气管网GIS系统解决方案
2014-10-24 来源:上海航天能源有限公司
燃气管网GIS系统解决方案
上海航天能源有限公司 马占军
摘要：本文就上海航天能源有限公司针对燃气管网GIS系统的解决方案做详细介绍，主要包括系统建设背景、目标、运行环境、功能描述、成功案例说明。
关键词： 燃气管网、ArcGIS、WebGIS、集成应用
1．前言
1.1 系统建设背景
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，燃气管网图纸和设备资料繁多。在传统工作方式中由于各种原因，图档的更新和归档不能作到迅速及时；属性数据的采集、存储亦不能跟上发展的需要；数据无法综合利用；导致燃气输配调度、指挥、决策缺乏科学、及时、有效的支持。
基于以上诸多原因，对旨在提高管理、决策、服务水平，创造良好经济效益和社会效益的燃气公司而言，燃气管网GIS系统的建设可谓势在必行。
1.2公司介绍
上海航天能源有限公司是一家专门致力于利用航天独特的总体集成技术和系统控制技术的优势，开发、发展民用设备及信息产品的高新技术企业，主要涉足行业为城市燃气。
上海航天能源有限公司主要承接管网和站点的控制系统、信息处理系统业务（GIS 、SCADA、DMS等）及提供管道、管道连接件产品服务和天然气加气站系统服务。
公司主要成员企业有：
Ø 上海飞奥燃气设备有限公司
Ø 上海时博飞奥自控系统有限公司
1.3 系统特点
n 采用国际主流GIS平台、数据库系统、开发工具开发
n 合理的软硬件配置，突出高性价比
n 系统采用C/S、B/S混合体系结构，满足多途径应用需要
n 充分挖掘燃气管网输配业务特点，界面友好，功能使用，操作方便
n 模块化、组件化设计，满足未来扩展应用需要
n 多级安全保护，确保系统运行安全、稳定
2．系统建设目标
结合燃气管网输配业务特点，基于GIS技术、计算机网络技术、通信技术、数据库技术构建燃气管网GIS系统，提供燃气管网数据采集、录入、维护、业务应用、决策支持一体化平台，具体目标如下：
n 建立燃气管网地理信息数据库，含基础地形数据、燃气管网要素数据、管网设施属性数据、管网设施维护数据等
n 可方便的对管网数据进行综合查询、统计、分析及输出
n 提供管网应急抢修辅助决策支持，可生成应急预案
n 可与燃气公司其他信息系统(SCADA、客户服务系统、收费系统）集成应用
3．系统运行环境
3.1 系统体系结构
推荐采用Client/Server（简称C/S，客户端/服务器）方式为主，Browser/Server(简称B/S，浏览器/服务器)方式为辅的混合体系结构，使系统具有良好的开放性和易扩展性。
B/S方式主要用于浏览、查询、统计分析等无需对空间数据进行修改的操作。客户端只需浏览器(例如IE)即可，无须安装客户端软件。
C/S方式主要用于数据维护，同时还具有B/S方式相同的浏览、查询、统计、分析等功能。
3.2 系统拓扑
3.3 系统软件配置
GIS平台选用的是美国ESRI公司的ArcGIS平台系列。
ArcGIS系列是ESRI在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术等多方面的计算机主流技术之后，成功推出的代表GIS最高技术水平的全系列GIS平台。
系统软件具体配置如下：
u 数据库服务器
Windows2000 Server、SQLServer2000、ArcSDE
u WEB服务器
Windows2000 Server、ArcIMS
u 数据维护工作站
Windows2000/XP、ArcGIS Engine
3.4 系统硬件配置
u 数据库服务器
Intel Xeon 2.4GHz CPU，1GB内存，4*40GB SCSI硬盘
u WEB服务器
Intel Xeon 2.4GHz CPU，512MB内存，40GB SCSI硬盘
u 数据维护工作站
P4 2.6GHz CPU,256MB内存，80GB硬盘
4．系统功能描述
4.1 图形基本操作
4.1.1图形显示
系统可将将管线及附属设备(调压器、阀门、水井等)以及基础地形图进行放大、缩小、漫游、鹰眼及分层、按比例显示。
4.1.2图形测量
可直观的测量距离、角度和任意多边形的面积。
4.2 综合制图子系统
4.2.1 图形编辑
针对燃气管网数据的特点开发专用工具，使授权用户能方便地对管网要素(管线及附属设备、零件等)及地形要素(道路、建筑等)进行新增、编辑。
4.2.2 图形输出
可指定任何范围导出为BMP、EMF文件，可打印输出1：500，1：1000及用自定义比例尺的地图
4.3 管网设施管理
4.3.1 设施属性数据管理
可对燃气管网中的管线及附属设施的属性数据进行录入、修改、打印等操作。
管网设施含高/中/低压管、立管、引入管、阀门、调压器、凝水缸、电化学保护设施等。
4.3.2 设施巡检样板管理
可自动生成设施巡检样板，并可修改、删除及打印巡检样板。
4.3.3 设施维修管理
可动态维护管网设施的维修信息，含例行巡检和突发的维修，历次维修记录均可查询。系统可根据维修记录及相关规范自动提出设备维修建议，及早杜绝事故隐患的发生。
4.4 管网查询统计
可进行管网空间数据与属性数据的双向查询。
4.4.1 地理名称定位
可根据道路名或交叉口、小区名称快速定位到目标位置或区域。
4.4.2 选择空间范围查询统计
可选取任意空间范围(例如矩形、圆)，进行该区域内的管网设备查询、统计
4.4.3 通过属性值查询统计
可用关系符号、逻辑符号、算术符号的任意组合，查询属性信息和图形信息。
4.5 抢修辅助决策
4.5.1 抢修辅助分析
系统首先根据输入条件(路段、门牌号等)对目标抢修区域作一空间定位，提示该区域内相关管线及设备(中压管、低压管、阀门、调压器等)的信息,显示需关闭的阀门、调压器。
4.5.2 影响用户分析
结合区域燃气用户数据，还可查到抢修作业时影响用气的小区、单位、用户信息,以便及时向用户通报停气信息。
4.6 WEBGIS子系统
燃气管网WEBGIS子系统采用B/S架构，主要提供管网地图数据WEB发布及查询、统计功能，旨在让公司内用户及外部授权用户通过Intranet或Internet或访问，方便快捷的获取工作所需数据。
4.7 系统集成接口
系统预留集成接口，可方便的与SCADA系统(监控及数据采集系统)、客户服务系统、收费系统等进行数据及功能集成，满足燃气管网输配综合调度决策需要。
4.8 系统维护管理
4.8.1 用户及用户组管理
系统针对不同应用分工，建立相应的工作组，例如管理员组、数据录入组、一般应用组。系统可维护用户组及具体用户的信息。
4.8.2 用户权限管理
不同部门、人员将具有不同的系统操作权限。通过访问权限的设定和菜单项的过滤验证保证数据的安全。
上海航天能源有限公司 马占军
摘要：本文就上海航天能源有限公司针对燃气管网GIS系统的解决方案做详细介绍，主要包括系统建设背景、目标、运行环境、功能描述、成功案例说明。
关键词： 燃气管网、ArcGIS、WebGIS、集成应用
1．前言
1.1 系统建设背景
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，燃气管网图纸和设备资料繁多。在传统工作方式中由于各种原因，图档的更新和归档不能作到迅速及时；属性数据的采集、存储亦不能跟上发展的需要；数据无法综合利用；导致燃气输配调度、指挥、决策缺乏科学、及时、有效的支持。
基于以上诸多原因，对旨在提高管理、决策、服务水平，创造良好经济效益和社会效益的燃气公司而言，燃气管网GIS系统的建设可谓势在必行。
1.2公司介绍
上海航天能源有限公司是一家专门致力于利用航天独特的总体集成技术和系统控制技术的优势，开发、发展民用设备及信息产品的高新技术企业，主要涉足行业为城市燃气。
上海航天能源有限公司主要承接管网和站点的控制系统、信息处理系统业务（GIS 、SCADA、DMS等）及提供管道、管道连接件产品服务和天然气加气站系统服务。
公司主要成员企业有：
Ø 上海飞奥燃气设备有限公司
Ø 上海时博飞奥自控系统有限公司
1.3 系统特点
n 采用国际主流GIS平台、数据库系统、开发工具开发
n 合理的软硬件配置，突出高性价比
n 系统采用C/S、B/S混合体系结构，满足多途径应用需要
n 充分挖掘燃气管网输配业务特点，界面友好，功能使用，操作方便
n 模块化、组件化设计，满足未来扩展应用需要
n 多级安全保护，确保系统运行安全、稳定
2．系统建设目标
结合燃气管网输配业务特点，基于GIS技术、计算机网络技术、通信技术、数据库技术构建燃气管网GIS系统，提供燃气管网数据采集、录入、维护、业务应用、决策支持一体化平台，具体目标如下：
n 建立燃气管网地理信息数据库，含基础地形数据、燃气管网要素数据、管网设施属性数据、管网设施维护数据等
n 可方便的对管网数据进行综合查询、统计、分析及输出
n 提供管网应急抢修辅助决策支持，可生成应急预案
n 可与燃气公司其他信息系统(SCADA、客户服务系统、收费系统）集成应用
3．系统运行环境
3.1 系统体系结构
推荐采用Client/Server（简称C/S，客户端/服务器）方式为主，Browser/Server(简称B/S，浏览器/服务器)方式为辅的混合体系结构，使系统具有良好的开放性和易扩展性。
B/S方式主要用于浏览、查询、统计分析等无需对空间数据进行修改的操作。客户端只需浏览器(例如IE)即可，无须安装客户端软件。
C/S方式主要用于数据维护，同时还具有B/S方式相同的浏览、查询、统计、分析等功能。
3.2 系统拓扑
3.3 系统软件配置
GIS平台选用的是美国ESRI公司的ArcGIS平台系列。
ArcGIS系列是ESRI在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术等多方面的计算机主流技术之后，成功推出的代表GIS最高技术水平的全系列GIS平台。
系统软件具体配置如下：
u 数据库服务器
Windows2000 Server、SQLServer2000、ArcSDE
u WEB服务器
Windows2000 Server、ArcIMS
u 数据维护工作站
Windows2000/XP、ArcGIS Engine
3.4 系统硬件配置
u 数据库服务器
Intel Xeon 2.4GHz CPU，1GB内存，4*40GB SCSI硬盘
u WEB服务器
Intel Xeon 2.4GHz CPU，512MB内存，40GB SCSI硬盘
u 数据维护工作站
P4 2.6GHz CPU,256MB内存，80GB硬盘
4．系统功能描述
4.1 图形基本操作
4.1.1图形显示
系统可将将管线及附属设备(调压器、阀门、水井等)以及基础地形图进行放大、缩小、漫游、鹰眼及分层、按比例显示。
4.1.2图形测量
可直观的测量距离、角度和任意多边形的面积。
4.2 综合制图子系统
4.2.1 图形编辑
针对燃气管网数据的特点开发专用工具，使授权用户能方便地对管网要素(管线及附属设备、零件等)及地形要素(道路、建筑等)进行新增、编辑。
4.2.2 图形输出
可指定任何范围导出为BMP、EMF文件，可打印输出1：500，1：1000及用自定义比例尺的地图
4.3 管网设施管理
4.3.1 设施属性数据管理
可对燃气管网中的管线及附属设施的属性数据进行录入、修改、打印等操作。
管网设施含高/中/低压管、立管、引入管、阀门、调压器、凝水缸、电化学保护设施等。
4.3.2 设施巡检样板管理
可自动生成设施巡检样板，并可修改、删除及打印巡检样板。
4.3.3 设施维修管理
可动态维护管网设施的维修信息，含例行巡检和突发的维修，历次维修记录均可查询。系统可根据维修记录及相关规范自动提出设备维修建议，及早杜绝事故隐患的发生。
4.4 管网查询统计
可进行管网空间数据与属性数据的双向查询。
4.4.1 地理名称定位
可根据道路名或交叉口、小区名称快速定位到目标位置或区域。
4.4.2 选择空间范围查询统计
可选取任意空间范围(例如矩形、圆)，进行该区域内的管网设备查询、统计
4.4.3 通过属性值查询统计
可用关系符号、逻辑符号、算术符号的任意组合，查询属性信息和图形信息。
4.5 抢修辅助决策
4.5.1 抢修辅助分析
系统首先根据输入条件(路段、门牌号等)对目标抢修区域作一空间定位，提示该区域内相关管线及设备(中压管、低压管、阀门、调压器等)的信息,显示需关闭的阀门、调压器。
4.5.2 影响用户分析
结合区域燃气用户数据，还可查到抢修作业时影响用气的小区、单位、用户信息,以便及时向用户通报停气信息。
4.6 WEBGIS子系统
燃气管网WEBGIS子系统采用B/S架构，主要提供管网地图数据WEB发布及查询、统计功能，旨在让公司内用户及外部授权用户通过Intranet或Internet或访问，方便快捷的获取工作所需数据。
4.7 系统集成接口
系统预留集成接口，可方便的与SCADA系统(监控及数据采集系统)、客户服务系统、收费系统等进行数据及功能集成，满足燃气管网输配综合调度决策需要。
4.8 系统维护管理
4.8.1 用户及用户组管理
系统针对不同应用分工，建立相应的工作组，例如管理员组、数据录入组、一般应用组。系统可维护用户组及具体用户的信息。
4.8.2 用户权限管理
不同部门、人员将具有不同的系统操作权限。通过访问权限的设定和菜单项的过滤验证保证数据的安全。
