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1、城市地下综合管线设施地理信息管理系统方案规划建设部前 言 城市地下综合管线设施地理信息管理系统是指建立与城市地下综合管线有关的信息系统，如燃气、电力、电信、有线、供水、排水等等。它们可以分别建立各自的独立系统，即专业子系统，将各专业子系统集成综合后，成为总系统。专业子系统与总系统是相辅相成的，并且有级别和层次。具体内容详细介绍如下：一 目的及意义 随着我国经济建设迅速发展，城市交通、建筑等基础设施成倍增长，城市规模日益扩大，城市经济活动日益加快，人口高度集中。与此同时，也给城市地下综合管线设施的规划、建设和管理提出了越来越高的要求。 在城市发展的沿革中，由于历史的种种原因，各种管线（给水、排水
2、、电力、电信、燃气、热力、有线电视等）的图纸和档案繁多，或不完整、不准确；图档管理维护手段落后；查询、转绘图档等工作效率低；图档的更新和归档不能作到迅速及时，遗漏、破损、老化、信息重复等问题较多；特别是数据采集不能跟上城市的发展进程，现状反映滞后；库存管理信息资源利用率低，且不方便。更为严重的是，城市多种地下管线设施资料的综合利用更加困难，从而造成某种地下管线施工时，屡屡发生管线的意外事故；在紧急灾害事件发生时，更是无法同时准确的提供多种、多幅管线资料，进而造成调度、指挥、决策迟缓；以致在城市地下管线设施管理中，直接和间接的经济损失严重。 在新世纪的知识经济和信息时代，改变传统的管理手段和方式
3、，采用现代化高新技术地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）、卫星定位技术（GPS）、计算机技术及相关信息管理技术，建立城市地下管线设施管理信息管理系统，用来解决当前生产管理中存在的问题是非常必要的。此项工作，将有利于提高城市现代化管理水平，提高城市经济效益，辅助市领导依据科学手段和科学数据进行决策、指挥、管理（特别是应付紧急突发事件）。由此可见，这项基础工作是功在当代，利在千秋，其意义重大、深远。二 立项及组织城市地下综合管线设施管理信息管理系统项目工程，应在政府的领导下，由主管部门提出，经政府批准，主管部门负责组织相应的组织机构。 由于项目涉及的部门、行业广泛，故在项目动作中协调工作难度较
4、大，必需组织项目领导小组和项目办公室。采取统一计划、统一设计、统一部署、统一组织、统一标准、统一底图、统一施工、统一步调的行动方案。以确保系统建成后的正常运行。三 城市地下综合管线设施探测 3.1 探测对象 地下管线探测的对象指埋设在地下的给水、排水、燃气、热力管道及电力、电信、有线电视电缆等。 3.2 探测目的 地下管线探测是要查明地下管线的平面位置、走向、埋深、规格、性质、材料等，并编绘成地下管线图。 3.3 探测内容城市地下管线设施探测的市政公用管线，应是城市主干线管线，主要分布于城市道路、广场及其主干线通过的区域。 市政公用管线探测的取舍可以按照国家行业标准城市地下管线探测技术规程的规
5、定执行。 3.4 探测精度 隐蔽管线点的探测精度按国家行业标准精度要求。 3.5 探测工作程序与方法 地下管线探测工作基本程序：接受任务、搜集资料、现场勘察、探测方法实验、编制技术设计、实地调查、仪器探查、建立测量控制、管线点联测、地下管线图编绘、编写报告、成果验收。四 系统标准化建设在建立各种管线数据库和建立系统之前，应首先着手总系统和各子系统标准的建立。 这是GIS系统建设的重要环节。特别是城市地下管线设施GIS系统，其将在未来发展中起到承上启下的作用。 为了保证GIS系统一次性建设成功，标准化工作应从外业普查工作开始进行。首先，对度量、符号、坐标系及在图中表示的各种参数等等要求统一；第二
6、，当管线图进行数字化时，除对制图参数等提出要求外，还应将图层的分层作出规定和要求；图层分层的标准化工作，要与GIS系统建设的要求统一，这样才能保证系统一次性拼接、调试成功。 标准的制定应采用国家部颁标准或行业标准。没有标准的部分，应组织协议制定临时标准。五 GIS软件系统选择根据价格性能比和项目应用需求等因素，在选择GIS软件平台时，应遵循如下原则：首先，GIS系统应满足不同层次子系统的管理要求；第二，选择系统在维护方面的适用条件上要求低；第三，系统的扩展性要好，特别是与遥感（RS）、全球卫星定位系统（GPS）以及各种类型数据库和其它GIS软件及输出输入硬件的转换、连接性好。第四，系统的技术支
7、持和二次开发能力强。 六 建设城市地下综合管线设施数据库城市地下综合管线设施数据库建设包括地下各种管线外业普查、电子地理 底图、各种类型的管线数字化、各相应管线的专业属性资料数据库等工作。 七 城市地下管线设施管理系统总体框架设计 地下管线总系统与地下专业管线子系统是互为两个级别且持有不同权限层次的系统；地下管线总系统与地下专业管线子系统都有各自独立的管理体系和共性的系统功能；地下管线总系统除了与地下专业管线子系统连接外，还要服务于高一级城市市情管理系统和市长辅助决策系统。八 系统详细功能设计8.1 管线基础信息子系统本子系统是全系统的基础，是系统服务人员的后台技术支持的工具。8.1.1 数据
8、输入1）管线、阀门、消火栓及附属设施的图形录入；2）管线、阀门、消火栓等附属设施设备的属性数据、坐标值的录入； 3）栓点图、及设备照片等的扫描录入；8.1.2 图形编辑选择已输入的设备点序列，系统自动根据其坐标生成管线图；使用系统提供的编辑工具可以交互式地编辑管线; 各种图形及属性数据的新增与删、改。属性数据录入和编辑、与地形数据库连接8.1.3 图库管理在录入数据时，既可以成批地快速录入，也可以点中需录入的设备图形目标进行单一录入。8.1.4 数据查询1）图形查属性：用鼠标点击管段或管点，即可显示相对应的属性信息（提供多种方式）。2）属性查图形：通过输入管段或设备相关的属性，即可查询出相对应
9、的图形（提供多种方式,可以带空间范围查询）。3）统计功能：按一定的条件来完成对管段及附属设施的统计（提供多种方式）。各种查询结果均可以进行分组统计。8.1.5其他功能地图浏览功能：允许用户浏览管理区域的地理地图，同时允许用户随意缩放定位显示窗口，或在地图上任意漫游。可以按图形、图号、书签等多种方式进行调图。创建专题地图功能：利用创建专题地图功能分析与图形相关联的数据，根据数据值渲染图形对象，或创建专题对象以显示数据值，可以建立分级专题图、唯一值专题图和独立值专题图，专题定义可以保存，设为缺省等。打印功能：本系统可以通过打印机、绘图仪等外设输出图形，或通过打印机输出属性数据、各类统计报表及查询统
10、计结果。制图功能：栓点卡的制作与输出，沿路带状地形图的输出，标准图幅、任意图幅的输出。8.2 管线信息查询子系统图形查属性：用鼠标点击管段或管点，即可显示相对应的属性信息（提供多种方式）。属性查图形：通过输入管段或设备相关的属性，即可查询出相对应的图形（提供多种方式,可以带空间范围查询）。统计功能：按一定的条件来完成对管段及附属设施的统计（提供多种方式）。各种查询结果均可以进行分组统计。8.3 管线规划设计子系统在现有城市地形图管网图的基础上，结合城市近期及中远期发展规划，在给定条件的前提下，进行管网布线、确定多种方案设计，经过技术、经济比较，择优选择最佳方案。结合管网分析，提出更新改造规划，
11、并可进行改造前后管网压力、流量、流速等变化的对比情况。断面分析是道路与管线工程规划设计和管理的基础，也是工程咨询的必要信息。此组功能根据管网的标高，可以绘制管网横、纵断面图，让用户对管网的空间分布情况一目了然，便于施工，辅助领导决策。8.4 系统分析子系统垂距分析：分析管线相交处的埋深、净距情况。剖面分析：通过鼠标画任意剖面线，形成管线横剖面图，了解管线在地下的埋深情况。通过选取多条管线，形成管线纵剖面图，了解管线在地下的坡度情况。投影分析：通过纵投影，了解相邻多条管线在地下的埋深对照情况。连通分析：在管线上指定某处，分析与其相通的管线，并变色特显。预警分析：根据管线或其附件的服务年限，预警超
12、过服务年限的管线或管线附件。管网紧急事故处理：在事故发生时，系统能自动地分析出应该关闭的阀门，提供相关阀门、管线、用户信息，并提出关阀方案。首先，系统要分析阀门的开闭状况，检查哪些阀门是可以正常开关的，哪些阀门是异常的，已经不能进行正常的开闭了；哪些阀门已经处于关闭状态；系统考虑单管源和多管源的情况，对不同的情况有不同的处理过程和结果。对于爆管分析结果，系统将在地图上自动把所有需关闭的阀门作以特殊颜色标记，例如：阀门颜色变红，表明是需关闭的；不变色的，表明是不需关闭的；变绿色的，表明阀门已废或者设备状况不正常。统计出由于关闭阀门而受影响的用户，并将这些用户的详细情况打印出来。系统将停水的管网闪
13、烁显示，辅助有关人员进行抢修。管网运行的模拟计算分析：在管网图文数据的基础上应用管网平差原理模拟管网运行状态及水力分析，动态显示任意管段的流向及相关属性数据。管网运行输配管网的负荷分析；按给定的经济流速或流量的上、下限范围，确定输配水管网在运行中是否超负荷或低负荷运行。为管网改造、管网规划以及管网调度运行提供科学、可靠的依据。管网运行的等水压线绘制与分析：根据管网分析结果及测流测压数据绘制管网的等水压线平面图，再以地形图为背景，用不同的颜色区分出高、中、低压区的分布范围，并可计算出面积，为管网改造和规划提供依据。九 系统环境城市地下综合管线设施地理信息系统通过建立企业中心局域网络系统，实现信息
14、共享，各部门通过网络系统进行查询、统计、动态管理、输出。1、单机版硬件：微机 P 1.2GMHz以上 内存128M以上软件：操作平台：Windows 2000 professional（或Server）地理信息系统平台：ArcInfo8 .3 (带TIN模块)2、网络版硬件：客户端：微机P4 1.5G MHz以上 内存256M以上 服务器：PC服务器 P4 2.0G MHz以上 内存512M以上软件：客户端：操作平台：Windows2000地理信息系统平台：ArcInfo8.3，MapObjects2.2服务器：操作平台：Windows 20002003 server空间数据库引擎： ArcS
15、DE数据库管理系统： Oracle8i十 系统未来发展城市地下综合管线设施地理信息管理系统建成后，系统除具备可维护性之功能 外，其外延扩展性，特别是从信息中心和经营效益方向发展思路考虑有如下几个建议：10.1 系统相关产业有：人防、公安、地籍、土地、房产、消防、人口、统计、银行、保险、企事业单位、街道办事处及重大隐患和重大危险源等等与地理位置有关的信息，都可以通过该系统进一步建立；与此同时可将上述已形成的数据库挂接到系统中，并将数据库内容进行可视化显示和图表连动查询显示。 10.2 系统经营管理：第一，提供各子系统之间的相互有偿查询服务；第二，向组成系统之外的其它企事业单位提供有偿查询服务；第
16、三，可将系统中能公开的信息向社会各界（含个人和国内外人士）提供有偿查询服务；第四，将可公开信息上网（internet和intranet），并在提供服务的同时招揽业务和商业广告。 10.3 辅助决策管理：在系统发展过程中，可随时为政府在规划、决策、调度、指挥及发生紧急情况处理时，利用系统提供综合分析后的信息服务，或现场实时指挥。 十一 结论城市地下综合管线设施地理信息管理系统是一个复杂的系统工程，涉及图形标准化，制图标准化，网络设计与建设，数据库设计等多学科领域，需要多种学科技术人员互相配合才能完成。我们相信在政府和相关部门的统一计划、统一设计、统一部署、统一组织、统一标准、统一底图、统一施工、统一步调的行动方案领导下。我们一定能确保系统建成后的正常运行，为城市发展做出贡献