王飞
北京市自来水集团有限责任公司 北京市 100031
摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，由于城市建设的高速发展，城市供水系统规模不断扩大，各类供水工程数量与日俱增。目前北京市的用水情况受城镇快速发展以及管材超限服役等因素影响，有关自来水水质水压的投诉、供水管道爆管事故越来越多。基于上述客观情况，结合国家“十四五”规划对供水服务保障能力、高品质水标准要求的逐步提升，传统的工程管理模式已经无法满足城市供水范围内日益增长的市政工程、接水工程、抢修工程等各类供水工程的管控需求。供水企业迫切需要结合先进的技术，如GIS（地理信息系统）等，打造适合供水行业的工程管理系统，提升企业管理水平。
关键词：GIS;供水工程;管理系统研发;应用
引言
地下管网构成了城市复杂的地下管线系统，管网作为
整个地下管线系统中的重要部分，管控工作十分重要。伴随着城市的发展，供水管网逐渐复杂交错、规模庞大且埋在地下，管控工作开展逐渐困难，传统的基于人工经验与图纸相结合的管理模式已不能满足城市供水管网管理的需要。现代化技术不断掀起浪潮，基于GIS技术的供水管网管控工作模式受到极大的欢迎与推崇，不仅可以实现供水管网的信息化管控工作模式，提高城市供水管理的工作效率与质量，形成用户与供水企业互惠互利的良性循环，还可以有效提升出现管网爆管等现象时的抢修效率，避免抢修过程中水资源的大量浪费，促进城市的可持续发展。
1GIS技术的概述
GIS技术全称是地理信息系统技术，是在多种学科交叉下产生的，能够实现信息化技术服务的系统。其主要功能就是以地理空间技术为基础，运用地理的相关模型分析，提供空间动态地理信息，能够为地理的相关研究以及决策提供技术服务。作为一门交叉技术，能够实现将表格型的数据进行转换，成为地理图形显示的数据，随后对于显示数据进行分析操作，实现了地理信息系统的直观显示，方便技术人员对相应的地理信息进行使用。这种信息管理系统能够在城市管网的工程建设以及运行中提供巨大作用，为市政工程建设提供了重要参考。GIS技术的主要功能有以下四个方面：第一是对于地理信息数据的采集。在地理信息的整理中，GIS技术利用了计算机网络，用网络来获取相应的地理信息数据，比如一些地理图形内容，同时，能够确保数据在内容和位置上的完整性，给地理信息的传输带来了巨大推动作用；第二是对于数据的整理。在进行了地理信息数据的采集后，需要对相应的采集数据进行检查和转化，使之能够具有一定的顺序性，方便工程技术人员对信息进行利用，在工程建设中提高工程的效率；第三是进行数据存储。主要是通过GIS的数据库，来对相关的地理信息数据进行存储，满足后期的工程需求，方便技术人员等查询相应所需的信息数据；第四是对于数据的分析和输出。通过对于相应的地理信息数据进行分析操作，再转化成为能够实际利用的信息加以使用，包括使用网络分析技术和插值分析技术，将数据生成相应的图形和表格，最后通过直观的系统显示出来。
2GIS的供水工程管理系统研发与应用
2.1管网运行管理方面
基于GIS技术的供水管网管控系统对于城市整个供水管网的运行管理而言，发挥着十分重要的辅助作用。在供水管网的网络拓扑分析、管网测流管理、管网漏水管理等方面，也起着同等重要的辅助决策作用，方便在供水管网运行过程中任何环节出现问题都可以在第一时间制定出相应的应急方案。阀门作为供水管网中的重要设施，在运行管理中具有十分重要的作用，传统管理模式中对阀门进行的管理方式是采用纸质资料记录，存在成本高、记录易出错、不易查询等缺陷，GIS技术的应用，有效改善了阀门在运行管理方面的缺陷。除此之外，GIS还可以实现与手持终端设备的深度融合，有效加强管网安装、维修以及管网监察中各方人员间沟通的及时性，解决了传统工作中的许多弊端；并利用GIS的空间分析能力，为供水管网的运行监控管理工作提供科学的依据与参考意见。
2.2系统的功能模块建设思路
2.2.1工程管理一张图模块
工程管理一张图模块由“工程管理一张图综合展示”和“工程全生命周期管理”两大部分构成。“工程管理一张图综合展示”是在地图上多维度地对项目工程进行综合展示，包括工程分布状况展示、不同阶段工程信息展示、数据汇总与统计，实现工程信息一手掌握。“工程全生命周期管理”从项目工程前期到后期全方位把控，实现所有工程项目不同阶段资料电子信息化，方便项目管理，减少维护和管理成本。（1）工程管理一张图综合展示。由综合展示功能、工程项目概览功能和工程信息查询统计功能构成，三大功能模块相互关联，满足公司对整体项目工程信息、分布、统计查询等要求。工程管理一张图综合展示效果如图1、2所示。（2）工程全生命周期管理。根据工程项目全生命周期的特征，对一个工程项目从工程任务下达到竣工验收、项目维护、施工进度、资金支付等进行全程跟踪管理，并在管理过程提供资料挂接、工程信息填报和时间提醒等服务，充分体现决策层、管理层、执行层的不同职能。针对工程施工过程监管，系统实现包括工程施工日志填报、工地巡查日志填报、施工监理日志填报等，与手持APP结合，提供现场照片采集、现场GPS轨迹采集、现场情况记录等应用。
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图1工程管理一张图综合展示效果图
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图 2 人员管理一张图综合展示效果图
2.2.2工程管理APP模块
工程管理APP模块是针对现场监理人员使用的应用软件，主要实现功能包括工程基本信息查询、工程巡查和监理日志填报，通过移动APP及时反馈工程现场施工信息，包括形象进度、安全打分、施工照片等。同时辅助管线管理单位对管线巡视人员的考勤管理，巡视人员可利用手持PDA，上报巡检中发现的隐患问题、施工困难等信息。并设置导航功能，便于快速找到项目工程位置。通过工程管理APP的应用，不断完善工程项目管理，提高工程管理质量。
2.3自动建网和水力计算
GIS技术系统也需要实现对于城市地下的自动建网工作，包括实行供水系统中的设施自动标注和分层过程；其次，还需要实现更加智能化的停水查找功能，方便对于停水位置的及时查找，发现问题并及时解决管道的故障。同时还要能够实现管网的自动水力计算，能够满足供水管网系统中的需求，首先在供水管网系统中，能够在计算模型的基础下，实现自动对于水利相关数据的计算，确定管网各个节点位置的压力和阻力等数据，才能方便实施后期的各种方案。在运行维护过程中，调度人员也能通过计算数据值来了解各个位值的供水情况，从而方便调度人员根据数据值及时采取相应的调度工作，提高对于城市地下管网的管理和运维效率。对地下管网的安排进行统筹规划，进而推进资源更加优化的配置，提供出现问题时的最优解决方案，进而满足城市信息化管理的需求，实现地下水资源的优化配置，提供更加稳定的供水。
2.4供水管网调度管理方面
当前GIS技术已基本完成了与供水管网管控工作的融合，当前城市普遍用的供水管网管控系统在具备专业模型的基础上，融入了GIS技术的优势，利用GIS技术的空间分析能力与对数据的高效管理，实现了监测与模拟兼容的综合管理模式。通过将供水管网的所有数据信息记录在系统中，实现全面管控，确保供水管网的正常与安全运行。基于GIS技术的背景下，可以为监测与调度提供辅助决策，通过直接获取城市供水管网实时监测数据，在分析历史数据的基础上优化整个城市供水调度过程，实现城市供水管网数据的实时交互，提高管网调度水平。
结语
目前城市供水管理系统在GIS的应用支持下，实现了高精度、智能化和自动化的模式。在今后的开发中，需要对于相关技术进行优化设计，在保证对于城市地下管网供水系统的运行需求下，实现供水系统管理的科学性和有效性，提升应对供水系统故障问题的能力，最终实现我国城市化进程中供水系统的稳定运行，推动城市化建设不断完善。
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