浅述GIS在燃气行业的应用
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摘要：随着社会的发展，各行各业对于GIS的要求越来越严格。燃气行业也不例外，为了提高燃气管理的现代化水平和服务质量，降低供气运行成本，马鞍山燃气有限公司在引进先进的管理经验和资本的同时，也引进了香港中华煤气有限公司先进的技术手段，建立“马鞍山燃气管网地理信息系统”，为城市煤气规划、设计、施工、输配调度、生产调度、设备维修、管网改造、抢险及安全供气等作业提供所需的专业信息。
1．导言
燃气行业的高危险性要求能对突发事故进行快速决策和抢修，将影响范围减到最小，避免事故的进一步扩大。由于燃气管网多埋于地下，且相邻管线错综复杂，导致在进行抢修和决策时不能迅速分析判断故障点和故障影响范围。
GIS系统是将现有的燃气管网资料是以MapInfo格式存放的，建立系统时可以将这些资料作为地理资料的一部分进行管理和利用，例如：将管网图直接嵌入GIS中，作为更新信息来使管网地图保持现时性，从而充分了解全市管网和管网设备的运行情况，及时杜绝隐患，需对管网上的各种设施进行安全管理，如：对管网系统按照腐蚀情况，进行安全评估，给出管段的安全评估管理等级，指导管网的更新改造，保证管网的安全运行等。对管网上各处的压力分布及管网内气体的流动，我公司需要用遥测系统和动态仿真系统来实现和模拟，这些系统都必须依赖本系统提供基本的地理信息作为平台基础。
“马鞍山燃气管网地理信息系统”是一个全市范围内的燃气管网地理信息系统，依靠该系统对全市范围内燃气管线、阀门、调压站以及施工图纸等资源进行统一管理和处理。主要目的在于通过加强资源管理和信息共享，及时提供所需的信息资源和各类数据的统计分析和辅助决策支持，有效地使用和保护管线、阀门、调压站等管网设施，防止人身及财产免受意外损失及伤害。该系统建成以后，一方面能对燃气管网设施数据进行先进的计算机化管理，极大地提高了企业的管理水平；另一方面能改善管网设施的使用效率，提高了工作效率，增加经济效益。
2．马鞍山燃气GIS建立的目标
2．1． 建立燃气管网地理信息数据库，把管网的图形信息、属性资料，以及管网日常维护数据、燃气用户信息等都整合到数据库中，实现公司统一的属件数据和空间数据平台，充分发挥图文一体化系统的强大管理功能。
2．2． 提供对管网的检修、维护记录的管理；对管网防腐情况检测及安全评估的管理；对突发事件做出快速响应，快速找到故障点，确定影响范围等。
2．3． 将GIS系统与SCADA系统、GIS系统与收费系统/客户服务系统的集成，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管网的压力分布（主干线和大用户）及各支线(或阀井、调压箱)所带用户的用气量（由用户管理系统提供），能进行流态模拟、负荷分析、运行状况分析，优化生产调度管理，辅助决策，为安全供气提供调度依据。
2．4． 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地理信息系统的数据，方便地进行各种管网数据的查询比对，完成设计图。工程管理部门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。
2．5． 在完成GIS基本功能和基础数据的管理的基础上,进一步完善分析功能，实现辅助决策功能，形成一个集燃气管网设计、运行、管理、维护、管网资源分析以及辅助决策为一体的综合管理信息系统。
2．6． 建立管网信息发布系统，与公司办公自动化系统联网，形成公司整体信息化平台体系。
3．系统功能
该系统中采用Client/Server（简称C/S，客户端/服务器）方式为主，Browser/Server(简称B/S，浏览器/服务器)方式为辅，使系统具有良好的开放性、灵活性和易扩展性。
其中，C/S方式主要用于数据维护，同时还具有数据查询统计、空间分析及辅助决策分析、图形与数据的导入导出、三维管网显示以及专业的管网分析等功能。进行数据维护采用C/S方式的原因在于C/S方式具有良好的交互性，这是B/S方式所不及的。但是C/S方式对网络的要求比B/S方式要高，一般适用于局域网内部使用。
B/S方式主要用于查询浏览、统计分析、SCADA实施数据显示、故障定位、派工管理等那些不需要对图形类数据进行修改的操作。它的特点在于具有广泛的信息发布能力，客户端只需要普通的浏览器即可，不需要其他任何特殊软件，另外对网络也没有什么特殊要求（适用于广域网）。随着企业的业务发展，需要查询网络信息的用户会越来越多，而采用B/S方式，用户数可以随时扩充，却不需要追加大量的投资，会大大节省系统整体开销的成本。
所以采用B/S与C/S方式相结合的混合体系结构，既能满足系统功能的需求，又可以降低系统的成本。
系统提供了描述如阀门和管线、庭院管线和用户间关系(即拓扑关系:父子关系、连通关系)的模型，以便用户方便建立设备间的拓扑关系并在应用开发中使用。并提供实时建立和维护设备拓扑关系的工具，并提供编辑工具能在更换新的设备时，通过继承功能把原有的关系继承到新的设备上，在设备移动时能保持拓扑关系，避免重新建立。
燃气管网地理信息系统是企业信息系统的一个子系统，在整个企业信息系统中，其它子系统，如：SCADA系统、管网仿真系统、企业数据中心、管网巡检系统、管网安全评估系统、档案管理系统以及GPS数据采集系统等，均需要与燃气管网地理信息系统进行数据资源的共享与交换，这些企业信息化系统均采用的是SQLServer或Oracle数据库。本解决方案采用的是Oracle10g数据库，为了做到数据资源的共享，通过编写与其它子系统的接口模块，完成本系统与相关系统的通讯，使GIS系统可以动态访问用户数据、SCADA数据，并在GIS系统中进行定位显示，使GIS系统进入动态管理的阶段，使管网管理人员可以实时得到最新的管网信息及其相关辅助信息。地形图管理功能：可随意浏览定位显示窗口，在地图上任意漫游，并可锁定漫游，实现不同比例图分级浏览功能；可分层显示管网图中的图形信息，既可按道路名称、单位名称等地理位置进行文字模糊查询定位，又可按地理位置空间从管网总图浏览到管网详图；也可根据管线的压力（高压、中压A、中压B、低压）、状态（运行、废除、设计等）进行过滤显示。对各种地理空间信息进行合理地分层分类管理，应可以根据用户的要求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。
4．GIS与GPS的结合
GPS应用技术的日益成熟和普及给GIS的高效和精确要求带来了可靠的手段。
4．1．管网及其附属设施的精确定位
在燃气行业中，最为重要的是管网及其附属设施的准确性，而常规仪器的精度和效率已经不能满足GIS效率和精度要求，使用GPS可解决这一系列问题，且测量相对简单，只要拿着流动站出去测量就行了，内业处理只要把数据直接导入GIS中就可以了。
4．2．地形数据的局部修测
地形数据是GIS数据的基础部分，这些数据在总体上是比较稳定的，整体数据的更新时间比较长，但局部的修测和补充往往比较频繁，否则数据的现势性和应用价值就会降低。利用GPS来进行这方面的工作，具有明显的优越性。
5．结论
通过燃气管网管理信息系统的建设，在加强燃气管网资源管理，实现燃气管网信息资源共享的前提下，实现信息资源的快速获取，了解和掌握燃气管网有关动态信息，加大宏观调控力度，提高管理决策水平；改善办公环境，提高办公效率；加快燃气管网应用系统的开发，适应燃气管网业务管理需求，促进信息服务。
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