功能简介

        供水管网是城市基础设施的重要组成部分，是现代化城市的“生命线”， 它就像人体内的“神经”和“血管”，日夜担负着送水的工作，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”。由于具有其隐蔽性、系统庞大和运行的复杂性，如何充分利用现代计算技术及电子计算机技术构建供水管网管理信息系统，实现(城市供水行业2000年技术进步发展规划)提出的供水企业要达到“二个提高、三个降低”(即提高供水的安全可靠性、提高供水水质；降低能、药耗和漏耗)的要求，是管网管理现代化进程的关键步骤。

        改革开放以来的20年中，城市供水企业的水厂建设取得了长足进步，长期以来困扰我们的水量供需矛盾逐步缓解，并且很多城市在供水能力方面开始有所超前。同时，在进行城市规划、设计、施工和管理工作中，由于没有完整准确的供水管线信息，就会变成“瞎子”，到处碰壁，寸步难行，甚至造成重大损失。业内人士开始普遍关注供水管网，希望加大管网建设、改造及管理的力度，特别是对现有的管理工作加以改进、提高、深化，以解决管网上长期存在的诸多问题，更好地满足城市的水量、水质、水压及城市消防、安全供水的要求。

        面对大量的浩繁的供水管线数据与地理信息，从供水企业管网运行的实际出发，需要采用现代计算机科学与技术建立一个城市供水管网信息系统。现代的GIS技术非常适宜于解决这个问题。基于各种测绘数据和GIS技术建立的城市地下综合管线信息系统，可以灵活地管理城市中各类管线信息，并为城市规划、建设和管理提供一种有效的计算机辅助决策手段。

        系统建设目标是：在供水企业内形成以数据管理为核心，以管线业务所包含的空间信息和非空间信息为资源，以规划控制信息和规划法律法规为依据，利用数据库的管理、查询、统计和GIS的空间分析、数学分析模型等为城市规划管理工作提供决策支持和辅助办公工具，提高管理水平。

总体目标如下：

•     建设全市范围内的准确、动态、高效、共享的供水管线数据库 。

•     建立管线数据的计算机监理机制与实施规范。

•     建设管线数据地理信息系统。

•     建立管线数据的动态更新机制。

•     建立管线数据的共享机制，可以为供水各行业软件及其他兄弟单位提供数据共享服务，为数字城市建设提供数据支撑服务。

系统特点

    多数据库支持

        采用通用数据库访问技术，在程序内部，分别针对Oracle、SQLServer、Access数据库的特点进行处理，从而实现多数据库支持。

     多图形平台支持

        数据存储格式和访问接口不局限于某种特定的图形平台的格式，而是遵循OpenGIS规范，采用Simple Features COM技术进行数据存储和访问（ESRI、Intergraph、MapInfo公司都是该规范的参于制定者，所以能够很好地支持该技术）。另一方面，项目遵循计算、表现模块分开设计、分开实现的原则，没有把所有代码都绑定到某种图形平台上，也为支持多图形平台打下了基础。

      AutoCAD和GIS系统无缝集成

            项目能够做到AutoCAD和GIS系统无缝集成，一般的设计人员在AutoCAD上进行管网设计时，能够直接调用项目的管网数据，及相关分析方法。而平常管理、调图、查询、分析时，可以在通用地理信息GIS环境中进行，如MapInfo、ArcGIS等。这一点是基于项目的“多图形平台支持”功能实现的。

       管网查询

            以地名库、道路库当作定位数据进行定位，也可以由用户手工定位到某区域，然后显示该区域内的图形。图形数据是分层管理的，在不同比例下看到的内容不一样，比例越大，看到的内容越详细，比例越小，看到的内容越粗略，从而保证了图形查询速度。配合合理的数据库索引，即使数据库中的数据有几十个GB，客户端的操作也能很快得到响应。

       绘横断面

              用户在要查看横断面的地方画一条线，程序求出所有和该线相交的管线，获得它们的管径、高程、埋深等信息，再结合道路库的道路信息，或者地形图道路层上的数据，绘制出横断面图。

        绘纵断面

              用户选择要查看纵断面的管段（必须是连续的），程序求出和这些管段相交的其它管段，获得它们的管径、高程、埋深等信息，绘制出纵断面。

        关阀分析

                确定爆管点后，根据管网模型，从该点向周围搜索和该点有连接关系的所有管段，以及这些管段上的阀门，如果在某管段上找到阀门，并且该阀门状态为可用，就把该阀门状态设为需要关闭，不再继续向前搜索，转而去搜索其它管段，依次类推，直到找出所有需要关闭的阀门。二次关阀是因为某些阀门失效，或找不到，不能关闭，此时把这些阀门状态改成失效，再次进行关阀分析即可。

        管网模型

                建立模型可以解决以往难以解决的问题，如：了解管网的性能、解决管网异常、评价现有管网的供水能力、评价新水源选择方案、降低水泵运行费用、管网事故（如爆管）时的应急对策、诊断供水事故原因并提出解决方案、水防时流量和压力的可靠性及对策。

                给水管网系统建模，是为模拟管网系统建立数学模型的过程，模拟内容主要有三个方面：

                （1）    图形模拟

                        将复杂的给水管网系统拓扑结构，输入计算机，拼组成一个能实现模拟的管网图形。这些都是净态数据。

                （2）    状态模拟

                         包括随时间变化的管网节点流量、受水压及管道敷设年限影响的管道漏失量；高位水池水位随时间变化的影响；阀门开启度对通水量的影响等。这些都是动态数据。状态模拟的目的在于管网的静态和动态数据建立并通过求解管网状态方程，进行管网水力计算。

                （3）    参数模拟

                            对不随时间变化的参数进行计算和模拟。例如，管道阻力系数，新旧管道不同，不同敷设年限的旧管道也不尽相同，所以需要对这些参数进行模拟。

             需要用到的方程组、公式、数学模型：

                        节点连续性方程、环能量方程、管段压降方程、海曾-威廉公式、柯尔勃洛克-魏特公式、基因遗传算法（根据监测数据优化模型参数）

             水量分布分析

                        借助系统中的水表和营业收费系统中数据的链接实现，然后不同的水量用不同的色块表示即可。

              管网压力异常分析

                        链接各测压点数据，通过一些数学分析方法，及时发现管网压力异常的区域。

             爆管预测分析

                        通过对管道的环境条件及使用条件（管材、管龄、供水压力、流量）进行分析，结合对大量爆管数据进行统计分析，预测某管段的爆管概率。

             爆管分析

                        采用神经网络方法对管网进行跟踪分析，将“某点爆管”与“给水管网运行工况信息”之间的隐含关系映射出来，从而在管网运行实时监控中对爆管进行分析和定位。