城市供水管网管理信息系统的设计与开发

　　随着我国经济的飞速发展、城市化步伐的加快以及城市规模的扩大和现代化程度的不断提高，作为城市重要基础设施的供水管线也越来越密集和庞杂。城市供水管网系统是影响城市正常运转的重要基础设施，与城市的生产、生活密切相关。

　　城市管理部门为了加强对供水管网的信息化管理，决定建立供水管网管理信息系统，该系统将利用数据库技术、GIS 技术、计算机技术、网络技术，把城区全部供水管网及设施以数字的形式获取和存储，对其进行查询统计、编辑、输出、更新等管理，为城市建设与发展提供准确设施基础资料。为供水管网及设施的日常规划、设计施工、统计分析、发展预测提供可靠的科学依据，从而彻底改变传统的供水管线及设施管理模式。

　　本系统采用业界具有行业领先水平的海量空间数据库管理技术Oracle11g 和最先进的图形处理优化技术，在实际应用中注重系统操作的高效性，实现查询检索及数据处理优化。系统采用先进的优化算法，确保软件系统与现有的硬件环境的良好兼容性和性能的高效性，从而推动数字城市的建设工程。

　　1 数据来源
　　
　　本系统涉及的数据包括基础信息数据和管网数据。

　　（ 1） 基础信息数据（ 即地形数据） 是城市最基本的地理信息，包括各种平面、高程测量控制点、建筑物、道路、桥梁、水系、境界、地形、植被、地名以及某些属性信息等，用于表示城市的基本面貌并作为各种专题信息空间定位的载体。

　　城市供水管网数据量庞大，管网与供电、邮电等其它管网交错在一起，错综复杂，所以都需要勘察记录入库。

　　（ 2） 管网数据是指供水管网及相关设施信息。管网数据通过管网探测及调查得到。

　　2 数据分层
　　
　　各类数据库或数据子库，根据具体情况和用户需求，采用分层的办法存放。分层有利于数据管理和对数据的多途径快速检索与分析。

　　数据分层的原则为：（ 1） 同一类数据放在同层； （ 2） 相互关系密切的数据尽可能放在同层； （ 3） 用户使用频率高的放在主要层，否则放在次要层； （ 4） 某些为显示绘图或控制地名注记位置的辅助点、线、面的数据，应放在辅助层。

　　对于地形信息，通常按管理要求将地物提出，如河道、主要建筑物、道路、桥梁等。

　　3 数据编码
　　
　　供水管网信息管理系统，重点是对管网以及相关的设施物进行管理，因此可对各类管网制定相应的分类编码方案。

　　编码原则： （ 1） 一致性： 各类管网编码方法一致或接近一致； （ 2） 简易性： 编码方便，易于理解和操作； （ 3） 兼容性： 与国标码方案类似，可互相转换。本系统以《基础地理信息要素分类与代码》GB_T_13923 -2006 和《城市地下管线探测规程》为依据，制定标准的编码管理体系和图库，用户可以在本系统编码体系的基础上进行扩展，使之满足日后扩展的要求。

　　4 数据库设计和管理原则
　　
　　在系统数据库的设计和日常管理过程中，坚持以下原则：

　　4. 1 数据安全性原则做到定期按时备份，防止系统故障带来的损失。数据的查询、修改必须按相关规定执行。

　　4. 2 数据保密性原则系统及数据属于档案资产，其中的空间坐标信息受国家相关法律法规的约束。系统的运行必须遵守国家相关制度的规定。

　　4. 3 标准性原则系统运行维护必须依据相关国家标准和系统本身数据要求进行，包括已经约定的管径、材质、节点性质名称、符号类型等，必须沿用，对于新出现的情况，应加以说明。

　　4. 4 准确性原则1的数据，且精度误差在允许范围之内。

　　4. 5 完整性原则为了充分发挥系统的管理功能，必须完整输入相关数据，如： 高程、埋深、材质、管径、日期等资料。

　　5 数据库设计要求
　　
　　分专业对管网数据进行处理，生成点属性表和线属性表两个相关联的表，并提供相对应的线注记 CAD（ DXF） 格式数据。对点属性表编码、线属性表编码按唯一性原则进行编码。

　　为了便于数据集成，对提交的数据要求如下： （ 1） 数据表命名约定：表名以管网性质为基础，按数据类型增加后缀和扩展名。线属性表增加后缀“LINE”; 点属性表增加后缀“POINT”.（ 2） 提交的数据文件种类包括： 点线表、线属性注记文件、图幅信息表、管沟点线表、井边框点线表。（ 3） 对线属性注记文件的要求： 提交各专业管网注记。以上文件均以大片数据组织。例如： 给水专业管网性质为给水（ JS） ,则点属性表： JSPOINT,线属性表： JSLINE.（ 4） 隐蔽管线点精度要求，隐蔽管线点精度执行 CJJ61 -2003《城市地下管线探测技术规程》中的精度，具体标准如下： 水平位置限差（ cm） : ± 0. 10h 埋深限差（ cm） : ± 0. 15h,h 为地下管线的中心埋深，以厘米计，当 h <100 ㎝时则以 h =100 ㎝代入计算。分别计算隐蔽管线点的定位中误差和定深中误差。定位中误差和定深中误差均不得超过规定限差的 0. 5 倍。（ 5） 明显管线点精度，执行CJJ8 - 99《城市测量规范》中的规定，平面位置测量中误差不得大于 ±5cm（ 相对于邻近解析控制点） ,高程中误差不得大于 ± 3cm（ 相对于邻近高程控制点） .埋深精度中误差不得大于 ±2. 5cm.

　　6 数据库建设内容
　　
　　基础地形空间数据库建设内容，在城市基础地理空间数据的标准和规范《1∶ 500、1∶ 1000、1∶ 2000 地形图建库技术规程》的基础上建立本项目需要的基础地形空间数据库。基础地形空间数据建设内容如下： （ 1） 建立 1∶ 1000/1∶ 2000 地形图 GIS 数据库，包括整个城市范围。（ 2） 建立规划与现状路网 GIS 数据库，整个城市相应范围。（ 3） 建立行政区域（ 市区街道镇/村） GIS 数据库，整个城市相应范围。（ 4） 建立地名地址 GIS 数据库，整个城市相应范围，大约5 万个 POI.（ 5） 提供1 米分辨率卫星影像图数据并建立 GIS 数据库，范围： 市区 300 平方公里。（ 6） 建立市区门牌号码和公共设施数据库。（ 7） 建立市区企事业和机关单位信息资料库。

　　供水管网空间数据库由于供水管网的历史资料比较混乱，本项数据库建设的内容包括管网数据的普查（ 执行行业标准《城市地下管线探测技术规程》[CJJ61 - 2003]、建设部《城市测量规范》（ CJJ8 -99） ） .（ 1） 供水管网数据普查与建库（ 到用户计费水表管网） .（ 2） 供水管网规划空间数据建库。（ 3） 供水管网设施参数数据整理建库与管网空间数据关联。（ 4） 水表普查编号与收费系统水表对应。

　　7 结束语
　　
　　本系统的设计与开发，突出以海量数据为基础，面向工作流程、面向单位业务管理的特征要求。

　　数据的处理纷杂、繁琐，数据库的设计遵循以上原则能够较好的处理供水管网的海量数据。系统最终实现统一的信息化管理，提高供水管理工作效率、增加工作透明度，使信息达到最大程度的利用和共享，将供水管网数据作为整个信息系统的核心，建立了一套现代化的综合管网管理信息系统。

　　参考文献
　　
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　　[6]鲁旭。 给水管网动态水力建模数据分析与管理。 中国学位论文数据库。