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2023年04月12日

利用GIS进行阀门管理的研究

阀门管理是给水管管理的重要内容之一。阀门的启闭,是管局部停水检修的惟一方法,同时也对用户造成直接影响。阀门管理工作中还存在许多问题:难以确认阀门的准确位置;阀门能否正常启闭;管中的某一点停水时,需关闭哪些阀门;关闭阀门会对哪些用户产生影响;等等。这些问题靠人工管理是难以盘子解决的,于是利用计算机技术进行管阀门的管理就成了一种必然。

一、计算机进行阀门管理方法简介

计算机进行阀门管理最简便的方法是建立阀门数据库及其MIS系统。这种方法程序编制简单,利用通用的数据库管理系统如FOXPRO、ORACLE等就能达到要求。但它不能进行图形的查询,更不能进行爆管关阀等专业分析。 GIS系统将图形数据与属性数据连接在一起,进行统一管理。建立系统后,使用者可以进行由图查数、由数查图的双向查询操作,标有阀门精确位置的图形、阀门的属性数据能同时显示在同一屏幕上,方便、直观。

二、爆管关阀分析系统的建立

深圳市自来水公司建立了阀门管理的GIS系统,并在此基础上开发了爆管分析的子程序。该系统包括8000多条市政管线,3000多个市政管线上的阀门,3000多个大用户数据。现将系统的开发方法说明如下:

1.原始数据收集、整理

公司绘制了全市的1∶10000市政给水管图,并在图上精确绘制了市政管线上的阀门,并对每一阀门定制了阀门卡片,编号存档。

2.建立阀门数据库、用户及管线数据库

为了查询、统计及现场查找的方便,阀门的编号是按各条道路进行东台的。考虑到数据库的通用性及AUTOMAP外挂数据库的能力,我们选用FOXPRO的数据库格式建立了有5000多条记录的阀门属性数据库。 我们同样利用FOXPRO的数据变频器格式,建立了8000多条管线、3000多个大用户的属性数据库。

3.对图形进行整饰,建立正确的拓扑关系 利用AUTOMAP提供的整饰功能,对图形进行整饰,整理成为具有正确拓扑关系的地图。具体在阀门管理系统中,就是要建立正确的节点、管线14家骨干电解铝企业许诺、阀门的连接关系。

4.将管图形上的阀门、管线等图形与数据库中的阀门数据、用户数据建立连接关系 建立图形中的管线、阀门与外部数据库中的阀门、管线及用户数据的连接关系,以便进行图数的双向查询或进行爆管关阀分析时,搜索相关的阀门、管段用户等属性信息。

5.编制关阀分析程序 上述的4步都是进行图形和数据的整理,此后就要进行爆管关阀分析系统的二次开发工作。该系统是以AUTOMAP的内嵌开发语言AUTOLISP进行二次开发而成。包括阀门、管线、用户等图数的双向查询、功能、数据统计功能及爆管分析功能等,现以爆管分析功能为例,说明开发的方法。

爆管分析功能模块应具有管中某一点出现故如果机器在待机状态障后,能及时准确作出反应,表明计算管停水应关的阀门、涉及的管段、影响的用户。该模块包括以下子程序:

①初始化 初始化的功能是将拓扑关系装入内存,并建立与外部数据库的连接关系。为计算关阀方案作准备。

②指定故障点 管中的故障点可以是管段、节点或者阀门,使用者可以在图上用鼠标指定。程序返回故障点的拓扑ID号。

③关阀方案计算 进行关阀策略计算。该子程序主要利用AUTOMAP3.0提供的拓扑分析函数FLOODTRACE函数完成。这些函数提供了络拓扑追踪的功能,能从点、线建立的络拓扑中的某一点出发,自动追踪该点的所有连线及相应的下游点,直到所经过路径的阻力值之和大于指定值为而CFRTP止。这些函数能返回所有追踪到点、线的拓扑ID号,从而得到相应的属性数据。子程序利用这些函数,生成受影响管段、节点及应关阀门的数据,并在图上用不同的颜色表示。可以做连续的关阀方案计算。

④关阀方案数据查询及报告生成 可以查询受影响管段、节点、用户及应关阀门的属性数据,并可以生成文本报告,以便、打印。

⑤图形打印 利用AUTOMAP3.0的打印命令打印图形。

⑥复位 删除关阀方案计算后的结果数据标注及将颜色换为原来的颜色,以备再一次焦化设备做关阀策略计算。

⑦结束 先将拓扑数据从内存中卸下,并断开与外部数据库的连接关系。然后退出子系统。

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