MAPGIS供水管网解决方案.docx
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MAPGIS供水管网解决方案
MAPGIS供水管网信息系统
（WaterSup）解决方案
1WaterSup在供水行业的应用
随着知识经济和信息时代的到来，以及全面小康建设的启动，我国城市化进程不断加快，城市规模不断扩大。
按照建设部《城市建设行业“十五”计划》：
““十五”期间，城市供水普及率达到98.5％,新增城市供水能力4500万立方米/日。
”；“加大对大城市年久失修供水管网的改造力度，降低管网漏失率，大中城市力争达到国家规定标准。
继续落实城市供水技术进步规划，改善供水质量，提高水质标准。
”的具体规划。
为满足城市发展的需要，满足城市用水的需要，适应社会高速发展的步伐，建立起高效、合理、实用、优秀的管网信息系统已经十分必要。
过去用手工管理管网纸制图件或者CAD方式的零散点子图形数据的方式，已经不能满足供水公司高速发展需要，不能满足全面小康社会建设的需要。
利用GIS（地理信息系统）技术，建立一套供水管网管理、管网设计、管网运行分析、营业收费管理、水表业务管理、水价管理等功能全面的信息平台，来综合管理日益庞大的供水管网，为水司的决策提供支持，实现水司经济利益和社会利益的双丰收，已经越来越成为广大自来水公司的共识。
运用GIS（地理信息系统）技术建立的供水管网信息系统，能够为自来水公司提供及时的管网图形显示、查询、编辑、统计、分析和打印功能。
结合供水管网设备的属性信息，能够提供：
2WaterSup在供水行业中的优势
2.1技术优势
2.1.1优秀平台支持
WaterSup采用国内优秀的GIS平台——MAPGIS，充分继承该平台优秀功能，更发挥其在供水行业的专业性功能。
MAPGIS地理信息系统是一个集当代先进的图形、图象、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学为一体的高效全汉字大型智能软件系统，是国内最先进的GIS系统，在国际上处于领先水平，尤其在网络分析、大数据转换、Buffer（缓冲区）分析和图库检索等方面已遥遥领先于国内外同类软件。
MAPGIS连续六年在全国GIS测评中名列第一，是国内唯一连续六年荣获第一的GIS软件平台，是国家科技部向全国推荐的第一个GIS软件平台。
MAPGIS不仅国内市场占有率第一，而且远销海外，并获得客户的一致好评，是GIS客户的首选平台。
MAPGIS不仅在整体性能上达到国际先进水平，而且价格明显低于国外软件，是性能比极优的国产大型地理信息软件平台。
2.1.2海量数据的存储
基于文件系统的空间数据管理体系，比较适合于建立独占型GIS系统，但难于实现多用户共享，特别是并发式共享。
MAPGIS海量数据管理，具有解决网络通讯、用户管理、数据安全、数据调度效率和并发处理等诸多方面的优势，能够实现基于网络的海量数据管理。
建立网络空间数据库，必须解决商用数据库的实体关系模型和GIS的空间实体模型之间的映射关系，这种映射通过“空间数据库引擎”来完成。
空间数据库引擎分为服务器端和客户端两部分。
客户端通过ODBC驱动程序与数据库连接并操作数据库，在服务器端，空间数据库引擎提供了建立网络空间数据库所必须的一些存储过程、功能组件、面向GIS系统管理员的空间数据库管理维护工具等。
空间数据库引擎在客户端和服务器端的功能如何分配，需根据服务器和客户机的性能、网络带宽等因素确定。
具体组成如下图所示。
数据管理层
客户端空间数据引擎
服务器端空间数据引擎
服务组件
空间数据库管理工具
客户端
服务器端
数据库
系统
利用以上技术，MAPGIS采用空间数据库技术，将系统所有数据（空间数据和属性数据等）以开放的格式存放在关系型数据库中，真正实现图数合一，并可以进行空间海量数量的管理；
2.1.3可伸缩性
按照客户需要及其管网规模，系统可以对系统配置进行合理的伸缩，为客户量身定做。
满足客户个性化的系统配置需求。
在功能全面强大的基础模块之上，客户还可根据需要任意选择可选模块，如管网设计模块，因特网发布模块等等。
根据客户自身需要，选择系统的构架方式，如单机版构架，局域网网络版构架，因特网局域网结合的网络构架。
其系统的灵活可伸缩性配置方案，可分别满足大型自来水公司、中型自来水公司、小型自来水公司的个性化系统配置需要。
2.1.4开放性
Ø支持多种通用数据库：
系统提供基于网络的数据管理，依托当前主流的商业数据库管理软件，如：
SQLserver、Oracle等，采用的是通用的数据库格式，能够直接利用数据库管理系统的转换工具，或者系统自带的数据转换工具，实现多种数据库之间的数据相互转换，数据的开放程度高，同时能方便实现系统后台数据库的移植。
Ø采用的数据标准：
系统的采用国家空间数据标准，与有关行业标准相接轨。
主要包括信息生产权、产权、所有权、共享、管理、安全、保密和网络传输的法规规范，指标体系及分类编码、空间元数据标准规范、空间数据转换标准等标准规范；空间元数据标准规范是实现空间数据共享的核心标准之一。
Ø提供对主流GIS数据格式进行互相转换的功能：
MAPGIS平台是一个完整的地理信息系统工具软件，系统提供空间和属性数据的明码格式，并能够在Arc/Info、Mapinfo等当前流行的GIS平台上进行数据重建，并实现和以下数据格式的双向转换：
ArcInfoshapefile或E00数据转换；
AutoCADdxf数据转换；
Mapinfomif数据转换；
MicroStationDGN数据转换；
明码格式的数据转换；
DLG数据转换；
SDTF数据转换；
Ø方便的二次开发平台，便于系统扩展：
MAPGIS提供了完善的开发组件：
包括高性能的空间数据库管理、完备的空间分析工具、属性数据分析、网络分析功能、多源图象分析与处理、三维模型显示、地图编辑等。
2.1.5集成性
GIS平台应采用工业标准的COM体系结构，使其与它系统或第三方的工具、模型等成果之间通过简单的定义或组态，便可实现系统间的“无缝集成”。
如实现与供水调度系统、营业收费系统、企业MIS系统、热线服务/抢修指挥系统、企业网站给水信息发布的“无缝”衔接等，实现信息共享。
2.1.6安全性
Ø全国产系统，多重保证：
MAPGIS是具有自主版权的全国产软件，能够从数据到软件，实现多重保证，用户无需担心系统的升级维护。
ØB2级安全保障：
MAPGIS平台按照B2级安全目标建立安全机制和安全策略，能够对不同的数据指定不同的安全级别、对敏感数据进行加密，对每个用户授予特定的安全等级（安全等级较低的用户不能访问等级较高用户创建的对象）等，使最终产品能够保证较高的安全性。
2.1.7稳定性、可靠性
Ø采用科学的开发体系，严格按照CMM和ISO9001标准，控制软件开发过程，保证软件质量。
Ø完善的测试方案，采用标准的软件测试工具和测试方法，对软件进行全面测试，同时启动标准软件缺陷跟踪系统（中地缺陷管理系统），对软件的缺陷进行跟踪，保证软件缺陷的及时更正。
Ø大量用户考验，积累了丰富的应用经验。
在全国16000多用户的支持下，不断收集用户使用意见，对系统进行不断完善和更新。
2.2市场优势
中地公司已向全国推广软件8000余套，现已出口日本、韩国等国家。
MAPGIS的应用，打破了国外软件对我国市场的垄断局面，其技术的先进性和功能的完善性对国外软件产生了强有力的冲击。
MAPGIS现已占据国内GIS市场30％的份额，与ARCGIS并驾齐驱，客户遍布全国各地。
2.3客户服务优势
丰富的客户服务经验，完善的客户服务体系，本着“想您所想，急您所急”的服务理念，制定详细的客户服务计划，准备完善的服务内容。
Ø服务热线：
开通技术服务热线，技术支持人员对客户的各种疑难问题提供热情快速详尽的解答。
Ø上门服务：
专业的技术支持人员，对客户进行上门服务，解决客户疑难问题；对客户进行回访服务。
Ø客户培训：
定期举办各种类型的培训班，不定期接受客户临时培训需要。
Ø升级服务：
承诺对客户提供版本升级和产品的终身维护。
Ø客户大会：
每年举行年度客户大会，诚邀广大客户参与座谈，讨论交流。
Ø网上咨询：
客户还可以通过网上BBS论坛、E-mail直接与公司有关人员交流。
Ø资源共享：
用户可在第一时间内收到包括最新技术动态在内的信息资料，或者在公司网站上面下载所感兴趣的信息。
Ø服务网络：
在北京、黑龙江、西安、新疆、福建、成都、山东、安徽、山西、江西、深圳、厦门、内蒙古、甘肃、云南等全国各省市设有分公司或代理商，随时为客户提供技术咨询和其他服务。
2.4与国外同类软件的比较优势
MAPGIS经过多年的发展，目前功能比较成熟、完善，实用性强，在历年的全国测评中，获得一致好评：
“在大数据量管理和空间分析、网络分析和综合应用等方面表现优秀，缓冲区分析、全库查询性能优于国外同类软件，在大数据量缓冲计算方面，MAPGIS比国外同类软件快14倍。
”（祥见测评新闻）
MAPGIS采用最新的第四代GIS技术，全组件化开发，内置空间数据引擎，目标实现TB级空间数据管理能力、版本与增量结合的时空数据管理功能。
MAPGIS是针对国内市场设计，符合国内需求的平台软件，贴近用户，技术服务、软件改进容易做到位，而且价格便宜，性能价格比高，具体有以下优势：
2.4.1性能价格比高
GIS平台的性能是用户的首选，但产品价格同样是影响用户的一个重要方面。
在具有同等性能的基础上，用户首选的是具有价格优势的GIS平台。
近年来国内GIS平台的日益成熟和功能的不断完善，已经具有国外优秀软件的同等性能，能够适应国内相关行业的需要，并在国内许多行业成功应用，特别在某些行业，如供水行业，应用效果远远优于国外软件。
2.4.2适合于国情
国产GIS软件符合中国国情，注重实用性，与国外软件相比，在安全性和性价比上具有明显优势。
为市政、国土、规划、电信、安全、电力、供水等部门服务多年，熟悉相关工业和部颁标准，并能严格遵守，最大范围满足用户的需求
MAPGIS平台提供了完整的二次开发手段，并向用户提供了强有力的技术支撑，方便用户。
而国外软件在应用系统的二次开发上，其开放性较差，这对系统软件的升级、维护和深度开发带来诸如费用、技术支持等方面很大的麻烦。
.4.3平台更新升级方便
MAPGIS供水管网信息系统能够保证和MAPGIS平台的更新升级协调一致性。
两者之间能够实现关键技术的无缝衔接，对与供水系统的行业特殊功能，可以快速反映到平台中，并对平台功能进行完善。
真正做到平台促进应用系统，应用系统反映平台，二者可以良性互动。
而国外平台和应用系统来源于不同的开发商，在系统升级和维护方面具有较大限制，同时很难及时响应国内用户对软件改进的要求，不能做到量体裁衣，开发的系统难以完整满足自来水水司的需求。
2.4.4服务支持有保障
MAPGIS拥有遍布全国的用户服务网络，可以进行快速、本地化服务，技术支持、技术服务更方便更快捷。
在自来水公司设有专门的办事处，可以随时响应，提供快速有效的技术支持与服务。
3WaterSup业务功能和技术特点
3.1业务功能概述
系统总体功能框架如图所示：
供水管网信息系统（单机版）
地图库管理
输入编辑
管网管理
管网维护
事故处理
管网查询
管网统计
打印输出
属性数据
空间数据
MAPGIS平台
3.1.1地形图库管理子系统
管网地形图库管理子系统提供了点、线、区三种图元空间数据和图形属性的编辑功能，集成了矢量化输入和图形输出功能，同时具有灵活的图库管理功能，并且支持包括AUTOCAD、ARC/INFO、MAPINFO等多种数据格式的转换，是一个强大的图形编辑管理系统。
3.1.2管网输入编辑子系统
管网输入编辑子系统提供方便的网络输入的手段，构造网络拓扑关系，建立与管网元素相关的属性数据库和提供供水管网的图形属性编辑工具。
3.1.3管网管理子系统功能
管网管理子系统是通过一些有效的方法快速对目前的管网信息进行全面的了解和详细的分析，并可以生成直观的三维立体图和统计结果图，从而能够指导管理人员高效率正确的进行管理和抉择，另外通过各种查询工具、量算工具、定位工具等方便地得到想要的资料和信息。
3.1.4管网维护子系统
管网维护子系统负责挂接外部数据库，维护管网的拓扑完整性和数据一致性，实现与综合管网或其它专业管网信息系统间的数据交换，管理管道、阀门、消火栓、水表等管件的维修记录。
按照供水管理条例，对超过维修次数的管线或管点发出警告，提示更换。
3.1.5事故处理子系统
事故是指供水管网中突发的爆管或漏水等。
这类事故会造成较大损失，所以事故发生后及时制定事故处理方案是非常重要的。
用户只需指定事故发生处，系统将能够自动搜索出需关阀门与停水用户等，并且能自动生成抢修单，制定出合理的处理方案，以便及时排除故障，减少损失。
当火灾事故发生时，可进行消防栓检索，生成可用消防栓列表提供给消防部门。
3.1.6管网设计子系统
管线设计子系统辅助设计子系统可以有效管理管网设计任务和设计图件；针对管网和地形图提供一系列便利的解析录入和编辑手段；按照设计规范自动生成轴测图、桩号图、材料统计表等图件表格；由设计工程竣工后可直接将竣工图“回帖”到现状管网，免除手工录入的工作。
3.1.7运行调度子系统
运行调度子系统对根据测压点的实时压力数据实施节点平差，绘制等水压线；根据管网平差模型进行水力计算，分析主要节点的压力、流量、管段流量，流速、水流方向、水头损失，水资源的供水量、水压；根据测压点的压力突变进行爆管预警；并且找到最优的水源调度方案，以报表的形式输出，供调度使用。
3.1.8管网Web发布子系统
通过建立WEB发布子系统，用户用通用的网页浏览器可以直接访问管网系统的主页，浏览图形，按类型、区域、条件查询管件信息，实施关阀搜索，查看等压线，并进行网上办公，浏览器端不用安装任何附加软件。
3.2技术特点
3.2.1完整的管网数据管理
系统提供完整的管网数据管理功能，能够实现从取水口、水厂、输配水管网、阀门、水表以及用户的全面的管网设备管理。
同时能够通过与营业收费系统的接口，管理用户用水量数据，通过与调度系统的接口，管理测压点、流量计的压力、流量等实时数据。
利用系统的附属数据以及多媒体数据的管理功能，能够管理与管网设备相关的维修、施工以及多媒体资料。
真正实现管网数据的全面管理。
3.2.2全面的管网数据更新方式
Ø外业测量数据自动建库：
当管线探测数据符合《MAPGIS管线外业探测成果表格式文档（第二版）》时，能完整地保留图形、拓扑、和属性信息，在读取过程中自动实施数据校验和一致性检查，并给出错误信息，实现“外业勘测—内业成图---建立信息系统“的一体化。
Ø设计——更新一体化管理：
由用户确定要进行管线设计的区域，产生相应设计任务，在设计模块中进行设计，完成后可以生成竣工图，再回贴进原管网（属性、图形一起回帖），自动维护管网设备的拓扑关系，同时保证管网空间数据的拓扑完整性和属性数据的一致性，实现了管网数据的更新。
3.2.3数据模型合理灵活
在专业管线的管理中，对管件（主要是管点）进行更细的子类型划分，并为不同的子类型配备不同的数据库，在进行专业分析和辅助决策时，要根据不同的子类型的性质作不同的处理。
针对城市供水管网，可以形成如下图所示的数据模型。
管点分为节点、阀门、排气阀、排泥阀、消防栓、用户、水表、水源、水池、测压点等子类型，各个管点子类型拥有不同的属性数据库，因而可以有完全不同的属性结构。
每一种管件类型的数据库字段结构都可以根据用户的需要进行任意修改和扩展；并且上述管点子类型的划分也不是固定不变的，系统管理员可以根据实际需要在配置程序里对管点子类型实施改名、删除等操作，还可以任意增添新的子类型。
这充分体现了系统中管网数据模型的灵活性和先进性，为用户定制自己的系统提供了广阔的空间。
3.2.
供水管网数据模型中细分的管件类型
管段
节点（如三通、四通、堵头等）
管线阀门
排气阀
排泥阀
消防栓
管网数据水表
管点用户
水源
水池
测压点
……
（其它用户自定义类型）
4严格的权限控制
系统提供完备的安全机制。
除了利用操作系统和数据库自身的权限控制，防止对数据的非法访问之外，系统自身也应提供对使用者操作权限的控制机制，系统管理员可以根据用户所属的部门以及在实际工作中承担的工作内容，分配相应的权限。
Ø部门管理：
根据用户单位已有职能部门，划分相应的部门，如，闸门队、生产科、工程科、经理室、服务热线、维修所等部门；
Ø员工管理：
管理员工的基本资料，姓名、年龄、所属部门和职务；
Ø职务管理：
根据系统每一项功能，包括具体的菜单相，定义不动的职务，并将该职务分配给相应的员工，严格控制系统权限。
3.2.5分层变焦技术
我们采用管线（管点）可以按管径、材质等分层处理，显示与否等都可以由用户自己定义，从而实现管线的智能分层。
在实际工作中，我们可能只关心某一层重要的数据，而另一些数据则是不希望看到，另一方面，随着显示比例的变化，也希望显示的数据也发生变化。
为此，我们利用变焦技术成功的实现了这一目标，用户可以根据需要定义不同数据的显示比例，在不同的比例下观察到不同的数据，更好的为日常工作服务。
3.2.6供水信息一体化思想
供水企业的信息化建设，不再是单一孤立的，需要供水管网管理系统、营业管理系统、调度系统它们之间相互协作，信息共享与集成。
供水管网信息管理系统与调度系统实现数据集成，能够实时显示管网中测压点或者流量计的动态检测数据，同时可以根据实时数据绘制全区等水压线；
供水管网信息管理系统与营业收费系统实现数据集成，能够将用户和管网进行关联，并实现用户和管网图形的互动查询，同时查询制定区域内的用水量。
关阀搜索时能够搜索出受影响的用户。
调度系统中，实现供水管网地理信息和营业系统信息在管网建模中的集成，能够合理提取城市主干网和用户用水量，为管网动态模型的建立提供了坚实的物质基础为管网运行调度提供良好的辅助决策信息。
3.2.7设计任务及图件管理
对于传统的人工设计，设计人往往花费大量的时间和精力在作图上，而效果却不是很好，常常是误差很大，以至现场施工人员都无法施工或施工后再返工。
为了避免以往人工劳动的繁琐，提高工作效率及精度，我们提供了设计系统，设计人员可以在供水系统中产生一个设计任务，该任务包含所有要设计的信息，如管网的图形信息、属性信息、空间位置和拓扑信息等。
然后，在设计系统中进行设计，生成竣工图，然后回贴进系统，保证系统数据的一致、完整、准确。
同时，对于所有图件如平面图、竣工图、轴测图和材料统计报表等都可自动生成输出。
3.2.8嵌入式离线应用
采用E-MAPGIS嵌入式地理信息系统平台技术，对供水管网阀门进行定位、管理。
维护人员将从数据服务器上下载数据到掌上机，用于野外操作或仅仅用于连线离线状态，结合GPS技术，不仅运用在阀门定位管理上，还可以运用在管线的定位、资料修正等方面。
对编辑后进行检查入库，系统仅仅将增加、删除、修改的部分合并到父本当中，因此这个过程更加高效、快捷。
3.2.9运用虚拟现实技术的管线三维查询
随着城市的不断发展，各类地下管线如电力、电信、煤气、供水管线等日益增加，其埋设、走向也越来越复杂，单纯从平面上来看管线，已经远远不能适应工作需要，这就要求我们不但要从平面，更要从立体的角度去观察管网。
所以，本系统提供了三维立体图的观察、查询功能，该功能依靠探测的外业数据的地面标高、埋深、管径来实现管线的三维显示。
同时还实现三维的缩放、任意角度观察以及三维查询功能，用户可以通过该功能清晰明了观察各管线的具体走向、埋深等。
3.2.10拓扑关系的自动维护
系统提供完善的管网拓扑结构维护功能，在对管网实施各类操作时，要随时维护管网中的各种拓扑关系。
例如，如果用户移动一个管点的位置，则相连各个管段的形状都要发生改。
同时提供了管网拓扑完整性检查和校正工具，可以自动检查管网数据，校正所有拓扑错误，并输出报表，报告错误发生的部位、错误的性质以及校正措施。
如果用户希望自己检查和改正，可以在输出报表中为用户的手工校正提出建议。
3.2.11管网信息网络发布
以B/S模式开发面向互联网的管网信息发布功能。
B/S构架采用ASP.net技术，并使用了JavaScript、C#语言。
在这种框架之下，浏览器端向WEB服务器发出查询请求，WEB服务器调用组件服务器实现对数据进行查询分析，并将结果形成HTML页面发回客户端，能够在实现高效、快速的管网信息查询。
3.2.12日志管理
供水管网的变动非常频繁，需要在时间维度上对管网的变动进行掌控，并根据历史和现状进行分析预测。
利用系统日志，能够对管网的空间和属性信息动态时态记录，记录任何用户对管网更改和操作情况。
4WaterSup客户化配置建议
系统由基本模块和可选模块组成。
基本模块包括：
地图库管理、输入编辑、管网管理、管网维护、事故处理、管网查询、管网统计、打印输出等功能；
可选模块包括：
管网设计、运行调度、水力模型计算、管网网页发布、系统集成等功能模块。
客户可以根据您的需要选择可选模块中的任意模块。
4.1单机版配置建议方案
单机版运行在一台微机之上，具有基本模块中的全部功能，能实现基本的管网信息化管理功能。
适宜小型自来水公司中仅仅需要少数台电脑的个别科室使用。
4.2小型网络版配置建议方案
小型局域网络配置方案，适宜拥有小型局域网的小型或中型自来水公司使用，如3－5台台式电脑组成小型网络。
通过服务器连接各台客户端微机，实现管网的并发访问和协同工作。
各台客户端，共享服务器上的管网空间数据和管网属性数据，保持数据的一致性。
各台客户端也能共享其他客户端微机的网络资源。
如扫描仪、打印机、绘图仪等等。
网络结构：
4.3中型网络版配置建议方案
中型网络配置适宜中型自来水公司使用。
可以在基本模块基础上，选择需要的可选模块，实现更加全面的信息化管理。
除拥有小型网络配置的全部功能外，还能实现运行调度、管网设计、水利模型计算等等。
如选择设计模块后，能在现有管网中生产设计任务，完成设计任务后，无缝“回贴”到现有管网中。
新设计竣工的管网，自动与已有管网连成一体。
如：
基本模块＋设计模块＋其它可选模块
网络结构：
4.4大型网络版配置建议方案
信息发布服务器（Web服务器）
GIS数据库
服务器
……
……
……
总经理办公室、生产计划处
营业分所工程公司等
营业所
信息中心
（将来成立的）
C/S模式
B/S模式
数据访问模式（B/S，C/S）
大型网络配置方案，适合大、中型自来水使用。
此配置方案包括完整的信息化管理功能，除拥有中型配置中的全部功能外，还能进行因特网信息发布，与营业系统、调度系统等等其他系统的“无缝”集成。
形成完备的信息管理与发布平台，同时注重经济效益和社会效益，是大中型自来水公司的首选方案。
如：
基本模块＋设计模块＋运行调度＋WEBGIS+系统集成
网络结构：
5WaterSup各类数据建库方案
提供给系统的数据包括：
现有的地形图数据、行政区划图、管线竣工图数据、管网设备属性数据、供水管线与其它管线的横断面数据。
本系统根据各类数据的情况，特提出以下数据入库处理流程：
5.1底图建库流程表及图库各要素层示意图
基础地形图数据
误差校正
投影变换
按要素
分层
造区上色
格式转换
底图建库流程图
完整无缝的底图库
在建立地形图库时，一定要注意数据分层，同时在库中最好含有管线数据层，因为在进行管线设计时，管线数据层将起到非常重要的作用。
地形图分层如下:
（建议）管线层、道路层、重要建筑层、居民地层、水系层、其它层
如下图所示：
道路层
居民地层
水系层
管线层
……
图幅1
图幅2
图幅3
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