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匯報內(nèi)容匯報內(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)信息時代的需要，如何建立一個信息數(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)。 隨著近年來地理信息技術(shù)、地下管線探測技術(shù)、計算機技術(shù)、三維虛擬現(xiàn)實技術(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)計和建設(shè)一個綜合管網(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，運用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（MIS），對綜合管網(wǎng)資料整理錄入，放在數(shù)據(jù)庫系統(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來存放和處理屬性數(shù)據(jù)，圖形則另外通過圖形系統(tǒng)來錄入，以文件形式單獨存儲，這種方案只是把MIS的思路簡單擴展到圖形數(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)，圖形本身所蘊涵的豐富信息不能被系統(tǒng)自動識別、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，由于傳統(tǒng)的MIS的數(shù)據(jù)主要是針對簡單對象，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，研究各種空間實體及相互關(guān)系，根據(jù)實際需求，通過多種因素綜合分析，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，滿足人們對空間信息的要求，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、動態(tài)模擬和統(tǒng)計分析等服務(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)來真正實現(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：要求在全國范圍內(nèi)開展地下管線普查，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)狻崃?、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 隨著各項相關(guān)政策與規(guī)定相繼出臺，城市地下管線規(guī)劃、建設(shè)、管理迎來了快速

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，全國開展管線普查的城市已有107個，說明中小城市、縣級市開展管線普查已是勢在必行。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)機構(gòu)的調(diào)研數(shù)據(jù)，我國絕大多數(shù)城市的城市級管網(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，遺漏、破損、老化、信息重復(fù)等問題較多；4）庫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，損壞其他管線，在緊急災(zāi)害事件發(fā)生時，無法同時提供多種、多幅管線資料，造成調(diào)度、指揮、決策遲緩；6）大部分管線的適時信息（如壓力、流量、溫度等）不能集中顯示，未實現(xiàn)管線與設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，發(fā)生事故時反應(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，運用科學(xué)、整體、系統(tǒng)的思維來營造現(xiàn)代化城市已成為時代發(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 在過去相當(dāng)長的一段時間，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)，通過計算機進(jìn)行輸入、存貯、查詢、統(tǒng)計、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價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

9、相結(jié)合，根據(jù)預(yù)報的瞬時雨量對可能的積水區(qū)域進(jìn)行預(yù)警。還可以建立燃?xì)夤艿辣?擴散模型，在出現(xiàn)緊急事故時，根據(jù)模型分析隨著時間的推移，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、評估系統(tǒng)，依據(jù)評價模型，根據(jù)影響燃?xì)夤艿腊踩母鱾€因素值，評價各段管道的安全等級，包括管道的安全評價、閥門的安全評價，樓棟管的安全評價及區(qū)域評價。評價結(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 實現(xiàn)對地下管線工程檔案的接收、整理、鑒定、統(tǒng)計、保管、利用和保密工作，提高城建檔案管理機構(gòu)的

10、工作效率。由于數(shù)據(jù)源的一致，可以很方便的實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性，降低建庫的成本。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)濟效益、社會效益和環(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，實現(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，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)及實施一切重大戰(zhàn)略舉措提供必要的基礎(chǔ)信息平臺和技術(shù)支撐。 建設(shè)城市綜合管線數(shù)據(jù)庫，實現(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、施工及運行管理、城市地上地下空間統(tǒng)一開發(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：一套城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫l一平臺：一套數(shù)字城市基礎(chǔ)地理信息管理系統(tǒng)平臺l一應(yīng)用：一項城市綜合地下管網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)l一環(huán)境：一套運行支撐環(huán)境系統(tǒng)功能設(shè)計系統(tǒng)功能設(shè)計 一個好的管線管理系統(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、信息顯示和動態(tài)標(biāo)注二、統(tǒng)計功能二、統(tǒng)計功能 主要包括管線長度統(tǒng)計、管線點類型統(tǒng)計、綜合統(tǒng)計、區(qū)域統(tǒng)計、分類統(tǒng)計、條件統(tǒng)計等統(tǒng)計功能。用戶可以根據(jù)系統(tǒng)提供的統(tǒng)計條件對滿足條件的管線點的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計，并打印輸出統(tǒng)計結(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。用戶可以從不同視角來瀏覽管線，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)行簡單分析，可以對管線進(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，在三維場景中精確測量空間點之間的距離、三維空間高度、地表面積、任意多個空間點圍成區(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、垂直徑距計算等分析功能。具備地上、地面、地下、三維縱橫斷面自動生成功能。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)閥報表，關(guān)閥圖和因關(guān)閥影響停水的重要用戶信息，通過爆管分析功能，可以快速找出距管道爆裂處閥門，以便及時關(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：在一個中心點，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，能計算出兩節(jié)點是否連通，并給出最短路徑。可模擬開、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，使地面線更符合現(xiàn)實，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地面開挖模擬：針對地下管線管理過程中經(jīng)常出現(xiàn)的地面開挖問題，三維管網(wǎng)系統(tǒng)提供了任意區(qū)域的地面開挖模