三維綜合地下管線管理系統(tǒng)解決方案

1、 三維綜合地下管線管理系統(tǒng) 解決方案 2015.10.15匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容n行業(yè)發(fā)展背景n需求分析n管理現(xiàn)狀n系統(tǒng)構(gòu)建框架n系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展背景行業(yè)發(fā)展背景 城市地下管網(wǎng)是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，被稱為“城市的生命線”。隨著城市化的不斷發(fā)展，城市地下管網(wǎng)的種類不斷增加，傳統(tǒng)的管線規(guī)劃和管理模式已經(jīng)不能適應(yīng)信息時(shí)代的需要，如何建立一個(gè)信息數(shù)字化，管理科學(xué)化的城市地下管網(wǎng)綜合管理信息系統(tǒng)，已經(jīng)成為城市地下管線規(guī)劃和管理領(lǐng)域亟需解決的任務(wù)。 隨著近年來(lái)地理信息技術(shù)、地下管線探測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及信息發(fā)展在互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用服務(wù)等管理理念的迅速發(fā)展，設(shè)計(jì)和建設(shè)一個(gè)綜合管網(wǎng)

2、地理信息系統(tǒng)有利于城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的科學(xué)化、規(guī)劃化、高效化。需求分析需求分析管線信息系統(tǒng)經(jīng)歷的發(fā)展階段：1、純信息管理系統(tǒng)（MIS） 第一種是走管理信息系統(tǒng)的路子，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（MIS），對(duì)綜合管網(wǎng)資料整理錄入，放在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，具有常規(guī)的屬性數(shù)據(jù)管理功能，如錄入、修改、查詢等。這種方式可有效管理綜合管網(wǎng)屬性數(shù)據(jù)和資料，便于查詢分類，但不具備管理圖形能力，不能對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和分析。2、MIS和圖形結(jié)合 這是種MIS與圖形相結(jié)合，但仍使用MIS來(lái)存放和處理屬性數(shù)據(jù)，圖形則另外通過(guò)圖形系統(tǒng)來(lái)錄入，以文件形式單獨(dú)存儲(chǔ)，這種方案只是把MIS的思路簡(jiǎn)單擴(kuò)展到圖形數(shù)據(jù)上，屬性數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)分

3、離，彼此不相關(guān)聯(lián)，圖形本身所蘊(yùn)涵的豐富信息不能被系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別、提取和利用。需求分析需求分析3、管網(wǎng)地理信息系統(tǒng) 地理信息具有空間定位、數(shù)據(jù)量巨大、信息載體多的特點(diǎn)，由于傳統(tǒng)的MIS的數(shù)據(jù)主要是針對(duì)簡(jiǎn)單對(duì)象，因此其管理的概念和方法很難有效管理和分析復(fù)雜的地理信息。而地理信息系統(tǒng)是一種管理和研究空間位置和屬性數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)。它對(duì)空間數(shù)據(jù)或?qū)傩詳?shù)據(jù)進(jìn)行拆分處理，研究各種空間實(shí)體及相互關(guān)系，根據(jù)實(shí)際需求，通過(guò)多種因素綜合分析，適時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，滿足人們對(duì)空間信息的要求，并借助特有的空間分析功能和可視化表達(dá)，進(jìn)行各種輔助決策、動(dòng)態(tài)模擬和統(tǒng)計(jì)分析等服務(wù)。GIS技術(shù)將地理信息相關(guān)的空間位置、

4、屬性特征進(jìn)行統(tǒng)一管理，按一種全新的方式組織和使用地理信息。采用地理信息系統(tǒng)來(lái)真正實(shí)現(xiàn)綜合管網(wǎng)的空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、拓?fù)潢P(guān)系的一體化管理，已成為構(gòu)建綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)的必由之路。 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、工信部、新聞出版廣電總局、安監(jiān)總局和能源局于2014年12月14日聯(lián)合發(fā)出通知：要求在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展地下管線普查，2015年年底前完成普查并建立完善城市地下管線綜合管理信息系統(tǒng)和專業(yè)管線信息系統(tǒng)。此次普查范圍包括城市供水、排水、燃?xì)?、熱力、電力、通信、廣播電視、工業(yè)(不包括油氣管線)等管線及其附屬設(shè)施以及各類綜合管廊。需求分析需求分析 隨著各項(xiàng)相關(guān)政策與規(guī)定相繼出臺(tái)，城市地下管線規(guī)劃、建設(shè)、管理迎來(lái)了快速

5、發(fā)展階段。由于地理信息系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的快速發(fā)展，城市地下管線信息化進(jìn)程也明顯加速。 至2010年，全國(guó)開(kāi)展管線普查的城市已有107個(gè)，說(shuō)明中小城市、縣級(jí)市開(kāi)展管線普查已是勢(shì)在必行。管理現(xiàn)狀管理現(xiàn)狀管線管理系統(tǒng)現(xiàn)狀管線管理系統(tǒng)現(xiàn)狀 我國(guó)城市地下管線管理一直比較薄弱，不少城市存在地下管線分布不明，管線檔案資料不完整、不準(zhǔn)確、不規(guī)范，資料分散保管，城市建設(shè)施工缺少系統(tǒng)的管線檔案資料可供查詢利用，造成城市建設(shè)管線事故不斷發(fā)生。 根據(jù)專業(yè)機(jī)構(gòu)的調(diào)研數(shù)據(jù)，我國(guó)絕大多數(shù)城市的城市級(jí)管網(wǎng)和區(qū)域性管網(wǎng)普遍存在線路老化、滿負(fù)荷使用、管理混亂、應(yīng)急處理能力差等問(wèn)題，突出表現(xiàn)在：管理現(xiàn)狀管理現(xiàn)狀1）各種管線（給水

6、、排水、電力、電信、燃?xì)狻崃?、有線電視等）的圖紙和檔案越來(lái)越多，查詢不方便，工作效率低；2）種種原因，造成管線的竣工圖紙不完整或不準(zhǔn)確；3）圖檔的更新和歸檔不能做到迅速及時(shí)，遺漏、破損、老化、信息重復(fù)等問(wèn)題較多；4）庫(kù)存管理信息資源利用率低，不方便；5）城市多種地下管線設(shè)施資料的綜合利用困難，易造成某種管線施工時(shí)，損壞其他管線，在緊急災(zāi)害事件發(fā)生時(shí)，無(wú)法同時(shí)提供多種、多幅管線資料，造成調(diào)度、指揮、決策遲緩；6）大部分管線的適時(shí)信息（如壓力、流量、溫度等）不能集中顯示，未實(shí)現(xiàn)管線與設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，發(fā)生事故時(shí)反應(yīng)緩慢。地下綜合管線管理系統(tǒng)建設(shè)的必要性地下綜合管線管理系統(tǒng)建設(shè)的必要性1、未來(lái)城市的

7、發(fā)展需要城市管線數(shù)字化 在城市進(jìn)程日益加快的今天，運(yùn)用科學(xué)、整體、系統(tǒng)的思維來(lái)營(yíng)造現(xiàn)代化城市已成為時(shí)代發(fā)展的必然。如何充分利用數(shù)字化信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將城市各種信息資源進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，提高信息綜合應(yīng)用潛力，是當(dāng)前的一個(gè)緊迫任務(wù)。而城市管線數(shù)字化是城市數(shù)字化最為重要的組成部分。2、是提高工作效率和城市規(guī)劃管理水平的需要 在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，依靠傳統(tǒng)方式“人工活地圖”管理城市管、線、網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)揮了一定作用，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和城市建設(shè)速度的加快，“人工活地圖”已遠(yuǎn)不能適應(yīng)建設(shè)形勢(shì)發(fā)展的需求?；贕IS技術(shù)的綜合地下管線信息系統(tǒng)是GIS技術(shù)在市政管線中的綜合應(yīng)用，將反應(yīng)城市管線

8、現(xiàn)狀、規(guī)劃、變遷的空間數(shù)據(jù)以及描述這些空間特性數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸入、存貯、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、輸出。地下綜合管線管理系統(tǒng)建設(shè)的必要性地下綜合管線管理系統(tǒng)建設(shè)的必要性3、為改善城市居住環(huán)境提供輔助決策 目前，我國(guó)城市污水處理率還比較低，部分污水經(jīng)由城市雨水管道直接排入河道，影響了城市水環(huán)境。挖掘排水管線的污染源和排出口關(guān)聯(lián)信息，配合外業(yè)污染源調(diào)查工作，可為城市河道和湖泊的污染源評(píng)價(jià)和截污納管工作提供決策數(shù)據(jù)依據(jù)，為改善城市水體環(huán)境做貢獻(xiàn)。4、為城市應(yīng)急事件提供輔助決策 可以建立瞬時(shí)雨量-道路-排水管道排水能力的關(guān)系模型，分析全市已有排水管道的缺陷，為管道改造提供依據(jù)，分析易積水區(qū)域；與天氣預(yù)報(bào)

9、相結(jié)合，根據(jù)預(yù)報(bào)的瞬時(shí)雨量對(duì)可能的積水區(qū)域進(jìn)行預(yù)警。還可以建立燃?xì)夤艿辣?擴(kuò)散模型，在出現(xiàn)緊急事故時(shí)，根據(jù)模型分析隨著時(shí)間的推移，事故的影響范圍、人數(shù)等，為救援工作提供科學(xué)指導(dǎo)。地下綜合管線管理系統(tǒng)建設(shè)的必要性地下綜合管線管理系統(tǒng)建設(shè)的必要性5、為城市安全管理提供輔助決策 建設(shè)燃?xì)獾叵鹿芫€的安全診斷、評(píng)估系統(tǒng)，依據(jù)評(píng)價(jià)模型，根據(jù)影響燃?xì)夤艿腊踩母鱾€(gè)因素值，評(píng)價(jià)各段管道的安全等級(jí)，包括管道的安全評(píng)價(jià)、閥門的安全評(píng)價(jià)，樓棟管的安全評(píng)價(jià)及區(qū)域評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果可視化分析。6、與業(yè)務(wù)系統(tǒng)融合，提高政府工作效率 實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管線工程檔案的接收、整理、鑒定、統(tǒng)計(jì)、保管、利用和保密工作，提高城建檔案管理機(jī)構(gòu)的

10、工作效率。由于數(shù)據(jù)源的一致，可以很方便的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性，降低建庫(kù)的成本。建立地下綜合管線管理系統(tǒng)的意義建立地下綜合管線管理系統(tǒng)的意義l產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益l改變傳統(tǒng)的管理方式，提高工作效率和管理水平l提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，有利支持決策分析l為搭建地下管線安全預(yù)警決策的平臺(tái)提供基本條件l信息化管理，使應(yīng)用更快捷方便系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo) 應(yīng)用地理信息、三維虛擬、一體化管線探測(cè)等先進(jìn)技術(shù)，建立數(shù)字城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)城市基礎(chǔ)地理信息資源的集中管理、統(tǒng)一服務(wù)；建立基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)，形成政府、行業(yè)部門等地理信息互聯(lián)互通和共享應(yīng)用，為城市規(guī)劃、國(guó)土、城建、交通、水利、公安、環(huán)保等各政

11、府部門提供科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的地理空間服務(wù)，為城市發(fā)展戰(zhàn)略決策分析、制定規(guī)劃、應(yīng)急響應(yīng)及實(shí)施一切重大戰(zhàn)略舉措提供必要的基礎(chǔ)信息平臺(tái)和技術(shù)支撐。 建設(shè)城市綜合管線數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)城市綜合管線與專業(yè)管線信息的分布式共享交換和一體化組織；建立綜合管線應(yīng)用系統(tǒng)，為城市管線的規(guī)劃、施工及運(yùn)行管理、城市地上地下空間統(tǒng)一開(kāi)發(fā)利用提供完整的管線信息服務(wù)。系統(tǒng)構(gòu)成部分系統(tǒng)構(gòu)成部分l一庫(kù)：一套城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)l一平臺(tái)：一套數(shù)字城市基礎(chǔ)地理信息管理系統(tǒng)平臺(tái)l一應(yīng)用：一項(xiàng)城市綜合地下管網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)l一環(huán)境：一套運(yùn)行支撐環(huán)境系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 一個(gè)好的管線管理系統(tǒng)功能至少要包括：信息查詢功能、統(tǒng)計(jì)功能、三維圖顯示管

12、理功能、空間數(shù)據(jù)分析功能、輸出打印功能和系統(tǒng)管理等功能。具體包括：一、信息查詢功能一、信息查詢功能l圖數(shù)與數(shù)圖查詢l管道資料查詢l閥門資料查詢l調(diào)壓器資料查詢l歷史資料查詢l規(guī)劃資料信息查詢l量測(cè)、信息顯示和動(dòng)態(tài)標(biāo)注二、統(tǒng)計(jì)功能二、統(tǒng)計(jì)功能 主要包括管線長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)、管線點(diǎn)類型統(tǒng)計(jì)、綜合統(tǒng)計(jì)、區(qū)域統(tǒng)計(jì)、分類統(tǒng)計(jì)、條件統(tǒng)計(jì)等統(tǒng)計(jì)功能。用戶可以根據(jù)系統(tǒng)提供的統(tǒng)計(jì)條件對(duì)滿足條件的管線點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，并打印輸出統(tǒng)計(jì)結(jié)果的圖標(biāo)。三、三維顯示管理功能三、三維顯示管理功能1、三維顯示 三維圖顯示功能用戶通過(guò)劃定三維管線顯示區(qū)域，選擇當(dāng)前范圍內(nèi)可視管線數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將自動(dòng)展現(xiàn)管線的三維模型，使地表呈現(xiàn)塌陷或透明

13、的模式，使隱藏在三維管線顯露出來(lái)。用戶可以從不同視角來(lái)瀏覽管線，能進(jìn)行放大縮小和旋轉(zhuǎn)等功能，并可以查詢管線的屬性數(shù)據(jù)信息，而且能在三維圖上進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，可以對(duì)管線進(jìn)行垂直徑距分析提供直觀的判斷工具。三、三維顯示管理功能三、三維顯示管理功能2、三維空間量算 提供多種空間量算功能，在三維場(chǎng)景中精確測(cè)量空間點(diǎn)之間的距離、三維空間高度、地表面積、任意多個(gè)空間點(diǎn)圍成區(qū)域的面積等。四、空間數(shù)據(jù)分析功能四、空間數(shù)據(jù)分析功能 包括管線事故的影響區(qū)分析、管線交叉路口分析、管線的連通性分析、管線的水平徑距分析、垂直徑距計(jì)算等分析功能。具備地上、地面、地下、三維縱橫斷面自動(dòng)生成功能。四、空間數(shù)據(jù)分析功能四、空間數(shù)據(jù)

14、分析功能l爆管分析：鼠標(biāo)點(diǎn)擊爆管管線位置，顯示受影響的管段區(qū)域，給出關(guān)閥方案，顯示所有應(yīng)關(guān)閉的閥門，輸出關(guān)閥報(bào)表，關(guān)閥圖和因關(guān)閥影響停水的重要用戶信息，通過(guò)爆管分析功能，可以快速找出距管道爆裂處閥門，以便及時(shí)關(guān)閉，降低事故引起的損失。四、空間數(shù)據(jù)分析功能四、空間數(shù)據(jù)分析功能l緩沖區(qū)分析：在一個(gè)中心點(diǎn)，搜索任意范圍內(nèi)所需要的目標(biāo)。l預(yù)警分析：假定一些數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬演示，判斷管線是否發(fā)生故障。l連通性分析：對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行一定程度的模擬仿真分析，顯示當(dāng)前管網(wǎng)的連接情況和供水狀態(tài)，可以制定管網(wǎng)中任意兩點(diǎn)，能計(jì)算出兩節(jié)點(diǎn)是否連通，并給出最短路徑。可模擬開(kāi)、關(guān)閥門。四、空間數(shù)據(jù)分析功能四、空間數(shù)據(jù)分析功能l剖面分析：主要分為橫斷面分析和縱斷面分析功能。三維剖面顯示四、空間數(shù)據(jù)分析功能四、空間數(shù)據(jù)分析功能l 橫斷面分析：根據(jù)斷面下的情況，生成截面管徑、地面高程、管頂高程、埋深等信息，顯示橫斷面圖時(shí)，使地面線更符合現(xiàn)實(shí)，能清晰顯示側(cè)右線、綠化帶、隔離帶等。四、空間數(shù)據(jù)分析功能四、空間數(shù)據(jù)分析功能l縱剖面分析：指定分析管線，以幾何圖表的形式顯示出分析管線的縱剖面區(qū)域。四、空間數(shù)據(jù)分析功能四、空間數(shù)據(jù)分析功能l地面開(kāi)挖模擬：針對(duì)地下管線管理過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的地面開(kāi)挖問(wèn)題，三維管網(wǎng)系統(tǒng)提供了任意區(qū)域的地面開(kāi)挖模