城市热力管网GIS系统解决方案.docx

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城市热力管网GIS系统解决方案

城市热力管网GIS系统解决方案

城市热力管网GIS系统解决方案

发布日期：

2014-12-3

1.前言

随着我国经济的迅速发展,城市建筑、道路等基础设施成倍增长，城市的开发和规划都在不断变化，这就使得城市地形图不断更新。

城市集中供热得到了迅速发展，热力企业的管网不断地进行扩容和改造，这就对热力管网的规划、建设和管理提出了更高的要求。

同时，热力企业的市场化，也使得供热企业不断地加强企业管理，提高企业竞争力。

而企业的生产运行管理、设施管理是企业管理的重要内容。

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，已经不能满足热电单位高速发展需要，不能满足社会快速发展的需要。

利用GIS（地理信息系统）技术，建立一套供热管网管理、管网设计、管网运行分析、营业收费管理、热力表业务管理、取暖价管理等功能全面的信息平台，来综合管理日益庞大的供热管网，为热力公司的决策提供支持，实现热力公司经济利益和社会利益的双丰收，已经越来越成为广大热力公司的共识。

2.开发背景

城市的供热管线错综复杂，当前管网的日常维护和管理主要是依靠人工经验，随着城市经济的发展，管网规模也日益庞大，因大规模市政建设而日益变化的城市地面建筑物，逐渐与竣工图资料中的建筑位置不符，使有些管网资料失去了其原有的价值，设备管理相当困难，管网设计也很难优化；而原有的纸质文档也同时面临着数据准确度低、属性缺失、查阅检索不便、更新速度慢等问题，如事故处理时,现场按图纸处理时经常出现节门找不到的情况，延误了关阀时间，造成了更多的热能浪费；进行工程设计和管网改造的时候，现有管线资料残缺不全，无法为设计提供较为准确的基础资料；因此，建立数字化的管网管理系统，逐渐摆脱传统的手工管理，提高管网管理的效率和效益，是摆在公司面前的当务之急。

3.系统建设

3.1.系统平台组成

城市热力管网GIS系统作为一种专题地理信息系统，有着自身的特点。

它需要建立在一定的GIS平台之上，同时还要满足供热系统的运行管理需要。

由于GIS平台的技术直接影响到系统的性能，所以选择技术全面的GIS平台是开发出先进系统的基本保证。

城市热力管网GIS系统选择ArcGIS作为基础GIS开发平台。

3.2.系统概述

在系统的网络结构设计上，系统选用了客户机/服务器（C/S）和浏览器/服务器（B/S）相结合的方式。

利用企业信息门户（EIP）以及webservices等技术，将供热企业的所有应用和数据集成到一个信息管理平台之上，利用Web方式，以统一的用户界面提供给用户，它能向分布各处的用户提供供热企业的生产调度、营业收费以及供热管网GIS等多方面的信息，内部和外部用户只需要使用浏览器就可以得到自己需要的数据、分析报表及业务决策支持信息。

城市热力管网GIS系统总体结构图

4.系统功能设计

4.1.基础功能

基本功能清单

系统提供用户随意浏览定位显示窗口，在地图上任意漫游，并可锁定漫游，且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。

系统具有非常方便的定位功能，可对系统中的图形信息和属性信息进行灵活多样的双向空间查询。

图查属性

空间量测

各类管网数据都可以在地图上查询，并以直观图显示，同时还可以实现图纸的自动拼接，对图纸上的各类图形进行叠加显示，图形可以任意的放大或缩小，并可以按照用户的要求分别显示或整体显示，从而可以提高管理人员的分析水平和决策能力。

、

空间分析是GIS最主要的特色。

系统可以利用其空间数据库和属性数据库，结合高效的算法进行空间分析。

如对距离某一事故地点一定范围内各种空间要素的搜索，并对相关的信息进行统计分析，为事故处理提供所需要的信息。

4.2.管网设施管理

管网管理模块对管网设施进行全面的管理，提供属性与管线的双向查询工具，查询检索各种需要的数据和信息，并对查询检索出的数据进行统计输出，以及提供断面及三维观察等功能。

管网管理模块通过这些有效的方法，快速对目前的管网信息进行全面的了解和详细的分析，从而能够指导管理人员高效率、准确地进行管理和抉择。

管段属性统计

设备属性查询

4.3.专业分析

热力行业一旦发生泄漏或爆管等事故，将会产生难以预料的后果，因此对安全性要求相当高。

本系统综合考虑热力行业的业务管理需要，建设了包括设备维修关阀方案制定、低压爆管分析、停气区域查找等在内的全面的专业分析体系，可完全满足热力安全生产和管理的需要。

4.4.三维观察

能根据平面管道图形设定的横断面、纵剖面参数，管网的空间信息，自动生成任何一处管网的横断面、纵剖面图，并可进行属性查询和图形输出。

剖面观察

（一）

剖面观察

（二）

提供任意角度三维管网浏览，并能在三维图上进行属性查询、距离量算和图形输出。

4.5.热力站管理

系统提供热力站属性管理、多媒体管理、超限参数预警和分析功能。

与热力站连接的热源（电厂）、热网（一二次线管网）、热用户（居民楼和单位），可以通过热力站分析功能，点击所选热力站编号或名称，系统将自动搜寻与其连接的热源、热用户等，为热网故障提供帮助。

同时系统提供热力站的预警提示功能，当某热力站显示的参数值超出设定的安全系数范围时，系统将不断闪烁该站名称和数值，发出警报声给予安全警示，并绘出参数变化曲线图。

4.6.供热能源管理

系统提供源成本数据分析，根据热力自动化监控系统采集的热源、换热站的煤耗、电耗、水耗、汽耗等数据进行企业能源成本考核分析。

供热单位可以掌握企业能源成本分析数据，可根据分析数据对热源及管网提供基础数据，有效地提高供暖服务质量，加强成本控制，降低能源消耗，提高运行效率，为企业创造良好的社会和经济效益。

并能生成各种统计表，有利于消耗指标的考核和控制。

4.7.应急指挥

系统根据移动GIS平台思想，结合热力巡检制定应急能力及防灾减灾应急预案。

在突发事件的事前预防、事发应对、事中处置和善后管理过程中，通过建立必要的应对机制，采取一系列必要措施，保障公众生命财产安全，促进社会和谐健康发展。

应急指挥可以全面提供如：

现场图像、声音、位置等具体信息，为紧急事故处理提供准确定位描述，提供有效的辅助决策。

设备故障隐患如：

水泵、换热器、关断阀门、泄水阀门、固定支架运行过程中的故障及隐患，巡检人员可以通过移动设备对这些情况进行实时反馈，通过网络传输到GIS平台，管理工作人员及分管领导同GIS平台可实时查看各个区域的巡检人员的地理位置，已经上报的巡查情况，管理人员及领导根据实际需要能够直接通过GIS平台指挥工作，掌握最新态势。

此外还可以使用轨迹回放、事故管理功能，对巡检工作做进一步分析和评价。

4.8.事故抢修

当管网中发生突发事故时，GIS系统应能够为突发事故的紧急处理，为事故抢修提供辅助决策。

事故抢修在管网中突发爆管时，能够根据热源分布情况以及节门状态，制定出合理的处理方案，及时排除故障。

如果发现节门失效（损坏、失灵），系统能够扩大关阀（二次甚至多次关阀）处理，找到停热用户和需关闭的节门，同时能够搜索出与停热有关的其它管网设备。

系统采用准确的关阀搜索方案和优化算法，能够在最短时间内搜索出需要关闭的节门和停热用户，输出具有行业标准的节门启闭通知单、用户停热通知单，维修、施工现场图。

大大提高抢修人员的工作效率和供热企业的服务质量。

爆管关阀收索

系统能够展示事故发生点周边环境，查询相关应急预案，展示到达事故点最优路径，显示维修活动相关信息并生成维抢修作业区地图，在紧急事故发生后记录并展示事故地点和事故详细信息。

5.结语

城市热力管网GIS系统基于统筹兼顾的共建模式，充分利用供热设施信息，紧密集成GIS等信息化领域先进技术，开发具有专业管理、分析功能的智能供热集成系统。

在供热企业中，供热管网设备成为生产调度系统、营业管理系统以及办公系统与管网GIS的桥梁，同时管网也成为各种信息（实时监测、营业收费、管网维修记录等）的有效载体。

城市热力管网GIS系统的建设实现了城市热力管网运行、维护数字化，降低企业的运营成本，提升企业服务水平，确保了城市供热的安全可靠，为推动供热事业的发展和数字化城市建设贡献一份力量。