2018-06-28
城市燃气行业解决方案


 1. 燃气管网普查及GIS系统建设的必要性

(一)图档资料缺失造成的问题突出

1) 许多埋在地下的管线信息常常依靠工作人员的记忆,随着这些"活资料"的相继退离,造成管线资料不同程度的流失。

2) 纸张地图很容易污损、撕坏、老化,难于保存,查询时费时、费力、费事。

3) 零散的管网竣工图资料反映的是城市局部范围的管网信息,不能反应全区概况,不利于管网的规划。

(二)缺乏GIS管理系统带来的工作不便

1) 查找资料效率较低:人工处理地图及相关资料的速度很慢,尤其碰到一些紧急情况,如漏气抢险时,由于没有现时、直观的资料和快速的查询手段,很难快速地确定应该关闭哪些阀门,并判断出相应的影响范围。

2) 设备图纸和台账分离:设备图纸和台账分离,设备查找不方便、不直观,不利于设备资产的管理和维修维护管理。

3) 难于更新:纸质的图纸难于更新,管线改管、设备维修情况等内容不能及时准确地反映在图纸资料上,导致图纸与管线实际位置有出入,无法指导现场作业。

4) 难于共享:由于信息没有统一的格式、企业内部没有统一的系统,所有数据没有统一的管理和维护,导致企业内部各个部门之间共享地图数据困难。

5) 难于统计:由于数据资料数量很大,数据格式多样化导致无法进行一致的数据统计。

6) 难于分析:综合查询和分析在日常工作中占有较大比重,例如:人工判断已有管道的燃气能力能否满足新建工程的用气需求时,没有现时、直观的资料,就必须花费大量的时间和人力物力。

(三)管网更新改造和漏损管理的需要

只有在管网普查、摸清家底,弄清楚现有管网结构的基础上,才能够制定科学的管网更新改造计划,减少管网漏损率。

(四)非金属管道的大量使用,急需建立竣工测绘和数据更新机制

对非金属管道的探测至今仍是一个世界性的难题。多年的行业实践经验让我们认识到,对此问题最好的解决办法就是做好竣工测绘。管线覆土前进行竣工测量可以准确的测量管线埋设位置、埋设深度、材质、管径、断面尺寸、连接关系等。这样可以基本杜绝管线的漏测、误测情况。

燃气公司每年新增和改造大量的管线,如果不能实施竣工测绘,不使这些管线数据及时录入管网数据库,这些当前比较清晰的管线情况,再过一段时间却会变得模糊起来。今后,燃气公司将会花费成倍的人力、物力进行探测也很难把这些管线资料弄准。

(五)国家政策要求

《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》(国发〔2013〕36号)以及《四川省人民政府办公厅印发关于加快城镇基础设施建设实施意见的通知》(川办发〔2014〕29号 )要求,“抓紧开展市政地下管网普查,明确地下管网权属和管理责任。加强城镇燃气、燃气、电力、通信等各类地下管网建设,优先改造老旧管网,降低管网漏损率。”

 《国务院安委会关于开展油气输送管线等安全专项排查整治的紧急通知》(安委〔2013〕9号)要求:“七)查安全基础管理情况。四查对穿(跨)越公共区域的管道是否进行了普查并建立了档案;五查是否建成了统一、完整的管道分布图和安全管理信息系统等。在全面、深入、细致排查的基础上,要加大隐患整改治理力度,对所有查出的问题和隐患,要建立整改档案,实行闭环管理,全面整改”。

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2. 燃气管网GIS系统建设目标

鉴于以上原因,燃气公司决定尽快建立起《燃气管网地理信息系统》,并将此系统作为公司各业务系统的基础信息平台。将公司目前及今后要建立的计算机系统与管网管理信息系统完整地结合在一起,建立公司核心的管网管理信息数据库,把管网的图形信息、属性资料,乃至管网日常维护数据、用户信息等都整合到数据库中,实现公司统一的数据平台,充分发挥图文一体化系统的强大管理功能。

燃气管网管理涉及规划、设计、施工、维护、管理各部门,通过网络实现燃气管网信息资源共享、统一管理,在保证数据完整性、一致性的前提下,通过浏览系统,使公司所有相关人员无论是在办公地点、抢险现场还是在异地查询,均能通过局域网或远程网络快速查到所需的管网系统的实时图形、属性资料,以完成相应的维护、管理工作,预留与互联网、无线网络的接口,以适应应用的进一步发展。

将管网的规划设计纳入信息系统中,使设计部门在进行燃气工程设计时能够直接利用管网管理信息系统的最新数据,方便地进行各种查询比对,完成设计图。设计部根据施工结束后的竣工图对设计图直接进行修改后可直接存入中心数据库中,避免多次制图可能带来的数据失真。

将SCADA 遥测系统与管网管理信息系统结合,及时对管网输配系统进行分析计算,使调度指挥中心能直观地在管线图上看到整个管网的压力分布及各点的属性,为安全燃气提供调度依据。


3. 燃气管网GIS系统解决方案建议

针对以上问题,我们建议的解决方案为:    

(一)首先,对现有管网进行普查和探测定位

通过探测仪器对管网进行定位,对定位结果采用测绘设备进行精确测量,采集管网点的绝对坐标。在探查和测绘的基础上,同步收集管网及附属设施的台帐信息(管径、材质、埋深等)。    

(二)第二,建立管网管理地理信息系统

提供数据更新维护工具,实现统计、查询、分析等功能。

建立WEBGIS信息共享机制。公司各部门可以通过内部网,采用浏览器方式直接方便的查询、统计、分析和打印管网及附属设施信息,实现管网设计、工程施工、抢险、维修等业务部门的信息共享。

(三)第三,建立管网动态更新机制

对新建和改造管网在工程竣工时做好竣工测绘,实现管网及设施数据准确及时入库;对已存在的管网资料也可以不断进行修正和完善。

建议公司自己购买测绘设备,对于新增及改造管网,在竣工同时,利用测绘设备对管线和设施进行快速定位测绘、采集管网设施的相关属性信息。由于定位信息记录的是管线和附属设置的绝对位置和标高,将来不会因为掩埋或周边地物的改变造成查找的困难。


4. 燃气管网GIS系统的主要功能

 建立管网GIS系统,实现对燃气管网和设施的动态管理(C/S),实现管网信息在公司相关业务部门的共享和利用(B/S)。新建的管网GIS系统主要包括以下功能:

4.1. 基本的GIS操作功能

1)图层管理

对各种地理空间信息进行合理地分层分类管理,可以灵活地定制各种显示方案,提供对图层的符号配置、比例尺设置、信息提示等,从而为用户的图形化操作提供配置管理。

2)地图操作功能

系统可将基础空间数据和各种专题数据图层进行分层叠加显示,并提供对多地图窗口的显示控制功能。提供放大、缩小、平移等操作,用户可在全区区范围内进行任意的漫游。

3)信息提示

当鼠标移到相应对象位置的时候,就会弹出一个文本框显示此对象的信息,并可以预先设置提示信息。

4)量测工具

坐标量测、距离量测、面积量测等。

4.2. 数据采集与维护功能

4.2.1.数据采集

数据采集是指对基础地理图、设备的地理分布图、燃气管网线路图等图形数据及相关属性数据的采集。系统提供多种上图编辑方式:

(1)以竣工图为底图描图方式编辑。

(2)外业测绘数据导入方式。系统还提供GPS、全站仪等测绘设备的接口,可以批量导入测绘数据结果并在系统中自动生成管线等设备信息。

(3)竣工电子图直接导入方式。

(4)竣工图坐标录入方式。

(5)手工图形要素编辑上图方式。

4.2.2.数据维护

数据维护的目的主要是负责建立和维护符合燃气行业业务需求的,包含整个公司各种地理空间设备信息的数据体系。

数据维护工作主要包含两部分的内容:燃气行业的管网设施的维护和地图的维护。数据维护管理的内容主要包括:

1)地理背景图形的批量导入、转换及编辑;

2)设备图形(管线、阀门、调压器等)的矢量化输入及编辑,包括实体新增、编辑、删除;

3)各种属性数据的录入和维护,包括属性新增、编辑、删除;

4)数据的检查与验证;

5)管线等设备的标注

4.2.3.数据转换、输入输出功能

系统可以将MapInfo、AutoCAD、ArcInfo等格式的数据链接到系统中来,输入的数据包括空间数据、属性数据、图片(扫描文档或照片等)、工(艺)程图、流程图、工程文档、多媒体数据等。

4.3. 信息查询及统计分析

查看设备属性;

按属性(比如:设备编号)查找定位设备;

按条件查询设施、对查询结果进行定位(自动将结果移动到窗口中央);

? 可对建筑、街道、小区等地理资源信息进行统计;

? 可对管线、管段、调压箱、气站、储配站、阀井等管网资源的各种属性和运行状况进行统计;

? 统计的条件包括可按地图区域、按资源分类、按所属单位、按设备关联属性、按时间段等多种组合条件进行统计。

? 统计报表可按固定格式输出,也可由用户自己定义表格格式,也可输出到 Excel表和Word中进行自由处理。

4.4. 绘图输出

? 实现对选定范围的施工图和统计查询结果的打印;

? 系统支持专题图和不同比例尺的绘图输出,也可以设置不同的纸图比例尺;

? 支持生成预定义和专用的打印任务,用户能够在打印任务里使用不同的图例重新生成图形符号;

? 支持工程设计所使用的各种标准图幅和自定义的图幅。

4.5. 辅助决策分析

横纵剖面分析:系统根据管线埋深数据做出纵横剖面,剖面处的位置属性、管段埋深、管径等数据自动标注,直接反映管线在地下空间的相互位置关系;

爆管分析:当管网的某一点出现“爆管”或大面积泄漏的时候,可进行爆管分析,分析出上级阀门、管线路径和管阀后影响的区域,为抢险提供决策支持;

专题图分析:可以按管径、材质、压力等级等关键属性设置专题图显示,可以更直观的查看相关设备信息。

4.6. WEB GIS 信息共享

能够通过公司内部网络查看浏览城市地形图、管网及设施(调压器、阀门等)信息;

设备查找和定位。按属性查找定位设备:可以按材质查询,按管径查询,按设备编号查询等;

查询统计:能够根据设备属性(管径、材质等)产生统计报表;

打印出图。

4.7. 智能巡检(含移动手持端软件)

1)巡线工手持移动PDA到现场,通过移动GIS系统对管线进行定位,用选择法快速输入巡查项目及结果,对安全隐患情况进行拍照,及时上传巡查结果到公司服务器上。

2) 后台实时监控巡线情况(巡线时间、行走路线、异常情况等)。

3) 后天隐患查看及工单派工处理。

4) 巡检及隐患情况统计分析报表。


5. 工作步骤和计划

5.1. 准备阶段

1)收集和了解电子地形图的情况;

2)收集和了解老系统已经建立电子档案的管网数据情况;

3)收集和了解已竣工未建立电子档案的的管网数据情况。

时间:1周。

5.2. 确定系统建设承担单位

1)确定系统功能

2)确定软件平台及配置

3)系统承建商务谈判

时间:1个月

5.3. 管网探测、数据入库、软件应用系统二次开发

1)系统详细需求分析

2)GIS软件二次开发

3)已有数据的转换和入库;

4)管网外业探测,补测数据入库

时间:3个月。

5.4. 系统初步运行

1)入库后的管网数据质量检查

2)系统使用培训

时间:1个月。