乌鲁木齐水业集团供水管网管理系统（GIS）实践

步入21世纪，数字化、信息化技术的迅速发展，推进了社会的进步。科学技术的进步，社会经济的发展，人民生活水平的提高，加速了城市化的进程。作为城市命脉的供水行业，如何充分利用现代自动化技术、信息技术、网络技术，为支撑和促进城市的经济发展，改善城市居民的生活质量做出贡献，已做为城市公益性供水行业亟待研究和落实的重要课题。

2012年5月25日，住房和城乡建设部、发改委印发了《全国城镇供水设施改造与建设“十二五”规划及2020年远景目标》（建城[2012]82号），进一步明确了城市供水行业的建设和发展目标。

“智慧水务”，即是在此大背景下，结合当前先进的、创新的、实用的技术提出的。供水管网信息系统GIS是“智慧水务”建设中最最重要的一项。

一、供水管网信息系统GIS建设的目的

供水管网信息系统GIS是乌鲁木齐水业集团信息化建设的重点，是制水、供水、调度、供水设施、DMA分区漏损控制的整合一体化平台，并实现巡检、维修、维护、材料库管等联合管理，实现目标：数字化管理供排水管网资产；动态管理供排水设施（新建年代、更换次数、品牌、养护记录、开关记录等）、指向任何一个设施自动显示所有信息；准确详实的基础资料为供水调度管理、管网模型服务；集成其它业务系统的监测数据，实时图形化监控管网运行状态；在一张图的整体展示：图形化展现收费系统中数据、用户水量、用户水表信息及位置、缴费记录及欠费信息、地下供水设施固定资产详细信息、调度系统、水库水源监测、DMA分区、流量计坐标、数据分析等。

为供水管网模型、水力计算提供准确的管网及附属设施信息。

运用手持GIS及3G技术，整合数据联系通道，实时进行现场抢修的全过程监管，提高故障抢修的响应速度及服务质量。

工单管理。巡检发现问题-发起维修工单-计时-维修进度-库房材料管理-完成维修-统计报表。

二、供水管网信息系统GIS开发和落地实施的难点

1、供水行业传统的管理方式和信息化管控方式的观念直接冲突，很多职工，甚至部分领导不能接受这种受监控的工作方式。尤其是巡检和工单的时间节点管控不能接受。巡检业务原来是随意的，现在是轨迹可查、计划执行、重点监控。避免了上班不在岗，在岗不干事的散乱差现象，部分职工甚至提出受不了监控，申请调岗的无理要求。

2、数字化管网数据困难大。地下管网图纸档案因为管理不善，丢失严重的占15%；根本就没有图纸档案可查的管线占20%；有图纸档案，仅停留在设计阶段，没有竣工图的占15%；供水管线改扩建后，没有变更资料的占10%。所以，底线供水管网需要物探、测绘、普查，花费大量人力物力资金。

3、技术人员短缺。除计算机软件系统开发技术人员严重缺少外，甚至计算机低水平的维护人员都没有，GIS系统还要设计到给排水专业人员，业务精通熟练的工人。既懂计算机又懂给排水的综合人才更是匮乏，管网模型专业高端人才只能外聘或者外包。

4、需要多部门协调工作。需要信息中心负责硬件维护和软件开发，需要各供水公司负责辖区管线梳理核实，需要生产运营部统筹协调，需要集团公司党委重视，最好一把手负责。

三、供水管网信息系统GIS建设并落地实施的保障

（一）党委重视，资金保障。

准确的供水管网及附属设施信息（GIS）是供水调度、水力模型等业务“一张图”的基础，是供水行业精细化管理的根本，是DMA分区漏损控制的依据。2016年开始，乌鲁木齐水业集团投入1200万元，普查地下管网探测（包括400平方1:500全市地形图）、测绘，精确的坐标、附属设施名称、建设年代、口径大小、养护记录等等30多项信息。细化到每个用户计量设施，共普查1800公里供水灌完及设施，2400公里排水管线。下一步工作是普查每个小区的内部管网信息。为生产业务信息化提供了最重要好的坚实准确的信息基础。

（二）科学合理的管理制度、和收入挂钩的绩效考核制度保障。

在建设过程中不但要考虑单一系统内的业务流程，更要保证框架与应用系统具有处理复杂业务流程的能力。业务流程一定简洁明了，实用可落地执行，便于量化。合理科学的流程事半功倍，管理制度和绩效考核保障落地实施，不然会有推脱、敷衍情况。

（三）同心协力，共同完成。

除核心技术人员外，需要发挥集团公司全体员工的集体智慧，需要各层管理人员群策群力，通力合作，每一位员工既是“供水管网管理系统（GIS）”的建设者，也是使用者和受益者。

四、供水管网管理系统（GIS）功能

乌鲁木齐水业集团管网综合管理GIS系统，2016年由上海积成慧集信息技术有限公司承建。2017年扩展到客服中心、大数据平台。

以供水管网管理的日常业务为主，以城市基础电子地图和供水管网电子数据为核心，对区域内的管网和设备设施进行图形资料与台帐资料的管理，实现供水管网设备的图形浏览、图形测量、信息查询、信息统计、影像叠加、图形打印、数据编辑、设备设施管理、业务数据分析等功能。在数据共享和系统集成的指导思想下，系统还能够方便接入或嵌入其他业务系统，成为一个综合数据服务平台，实现数据的统一管理、共享和挖掘，为管网资料管理、管网资料维护、管网信息查询、管网信息统计、管网信息打印等日常工作提供强大工具和可靠依据。

图1

图2

（一）GIS基本功能

系统具有丰富的GIS基本功能，主要包括图形操作、信息查询、图形编辑、数据输出、格式转换等多个方面，以简单实用的操作对工作人员进行辅助。（如图1）。

1、设备设施管理

在设备设施管理方面，系统提供强大的图形编辑功能和台帐管理功能，使用户能够方便地进行管网设备设施编辑，进行位置移动、改变形状、分割、合并、替换等操作，还可以录入其属性信息、运行信息、维护信息等生产数据。

系统将自动建立管网捕捉关系和网络拓朴关系，并提供丰富的系统自动检查工具，方便用户可对管网连接正确性的检查，为应用系统提供方便。

2、信息统计分析

系统提供信息统计分析功能，方便用户按自定义条件进行综合管网设备信息的图文互查查询，统计输出和分析管理。统计时，可分别按区域（行政区、站所等）和统计对象（管线、节点、设备）分别统计。在统计图表中，可用鼠标控制放大或缩小图表，调整显示效果。（如图 2）。

3、用户信息管理

系统通过与帐务系统、表务系统的接口，可以获取接水点上的相关用户信息。通过设置接水点这类虚拟设备，我们可以建立起管网与用户一对多的关系，提供相应的统计分析功能，今后还可以用于水量校核等工作中。

4、卫星影像数据应用

通过在电子地图数据上叠加相关的航空影像数据、卫星影像数据，可以帮助用户直观了解相关区域，辅助相关现场工作。（如图3）。

5、业务信息接入与展示

作为行业内众多应用软件中的一个，系统重视与外部系统的数据接口，建立了GIS系统与管网水力模型系统、管网实时监测SCADA系统、管网漏水监测系统、帐务系统、表务系统等系统的数据接口。

（二）管网运行管理GIS系统

在管网综合管理GIS系统基础上，采用先进的数据叠加分析、网络拓扑分析、数据挖掘分析等技术，实现相关的管网运行管理功能，包括管网拓扑分析、关阀方案辅助分析、阀门操作单的生成及优化、管网漏水管理、测压测流管理、测压曲线图辅助生成、三维显示及断面查询、事故处理辅助决策等。为管网管理工作提供辅助决策方案，帮助各级工作人员对管网突发事件做出迅速反应。

1、漏水爆管分析

系统可以直观显示当前画面上所有漏水、爆管点，并进行GIS统计分析，还可查询其详细信息，帮助用户快捷地了解漏水、爆管点具体的情况，生成的图表可以直接打印输出。（如图 4）。

图3

图4

图5

2、运行管理

针对管网运行管理，系统可以由接水阀出发进行下级供水范围追踪，分析下级管网上带有的用户，快速并自动弹出分析结果，呈动态着色。系统利用网络拓扑分析功能，为用户提供监视表的水量校核功能。通过设置采样点，获取其流量、压力等数据，系统可以辅助绘制管网的等水压线平面图，为管网改造和规划提供依据。

当某地出现爆管或漏水现象需要进行抢修工作时，系统提供的模拟分析功能可以辅助调度人员对现场进行模拟分析，分析出供停水影响范围，且分析结果将快速并详细的呈列表形式显示，为工作人员提供了直观的方案决策分析资料。同时系统可以统计出由于关闭阀门而受影响的用户，辅助生成断水通知单。

3、三维显示及断面查询

可以根据任意管线剖面线，形成管线横剖面图或纵剖面图，及时了解地下管线的相对位置关系及走向参数，同时可查询管线及剖点处的属性信息，便于了解管线在地下的埋深或坡度情况。系统还可实现垂距、投影、连通、预警等分析功能。可以对多层管线数据进行横断面、纵断面的查询。（如图5）。

（三）管网编辑维护GIS系统

系统具备完善的图形编辑功能。建立标准的绘制管线、管件、闸门、消火栓、水表、泵站等图形库。图形符号编辑按相应国家标准,能实现图层之间进行转换。（如图6）。

系统针对自来水行业特点，提供一系列图形编辑工具，方便用户进行管网数据的编辑和维护，系统自动建立和维护管网拓扑关系。

（四）智能手持终端现场工作中的应用

充分发挥移动计算技术与空间信息应用的优势，利用智能手持机为硬件载体，并运用先进的3G无线通信技术、便携式GPS技术、手持GIS图形显示技术、现场信息采集技术，为管网管理现场工作提供强大的技术支持服务。（如图7/8）。

图6

图7

图8 GIS系统架构设计图

以供水管网及附属设施详细信息为基础的供水管网信息系统GIS，集中管理生产调度系统、压力系统、SCADA监测系统，整合了源水监控、水厂自控、供水管网及附属设施管理、营业收费系统、用户计量设施、DMA分区及漏损分析、固定资产管理、材料库房等各业务系统之间的联动效应，GIS是“智慧水务”实现了供水信息化系统的集成，将供水业务数据信息与空间数据信息叠加起来，可以实现数据的联动展示。实现了不同部门之间数据融合、广泛共享，这种模式不但降低了信息化的建设成本，避免重复投资，更重要的是方便了业务管理，提高了业务处理与决策的科学性。