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摘 要：用地理信息系统进行燃气长输管道的管理，可以提高燃气管道系统管理的质量和效率。Map Objects结合C+ + Builder程序设计语言进行GIS操作平台的开发。该平台将燃气SCADA系统所搜集的管道系统信息记录到数据库中，在调度室实时直观地显示，便于操作人员对整个管道系统进行监控，提高长输管道的科学管理水平。
关键词：地理信息系统；燃气长输管道；管理系统
本文将针对已安装了燃气SCADA系统的长输管道，利用Map Objects结合C+ + Builder程序设计语言对整个管道系统进行GIS操作平台的二次开发，为操作人员应用燃气长输管道管理系统对整个管道系统进行科学调度提供便利。
1、长输管道GIS的组成
通常GIS的组成包括：硬件环境、软件环境和数据3部分。
（1）硬件环境： 1）工业控制计算机。2）数据采集设备，包括现场传感器、变送器和配套仪表。 3）数据通信传输设备，采用无线数据通信系统（美国MDS公司的SCADA系列数字电台）。4）GIS输入输出设备，包括扫描仪、打印机、绘图仪等。
（2）软件环境：目前GIS的开发方式主要是利用高级程序语言结合GIS控件进行二次开发。本文设计的燃气长输管道GIS采用的高级程序语言为Borland公司的C+ + Builder5. 0，组件式GIS控件为Map Objects，数据库软件采用Microsoft公司的Access数据库。
（3）数据：数据主要包括地理空间数据和管道系统信息数据。地理空间数据包括长输管道沿线的各个分输站的经纬度坐标及高程，沿线管道的地理位置信息，管网拓扑关系等。管道系统信息数据主要是由燃气SCADA系统实时采集的信息，也包括历史信息记录及数理统计得到的各种信息。具体信息主要包括流量数据、压力数据、温度数据、设备状态参数等。
2、组件式GIS操作平台设计
目前GIS操作平台设计主要有两种方式，一种是完全自主开发，这种方式需要的人力和资金比较多，不适合中小型系统。另一种是利用组件式GIS技术进行二次开发，把系统要实现的各个功能分散到各种GIS控件上，利用高级程序语言，最终形成面向用户的GIS操作平台程序。Map Objects就是这类控件的一种。
GIS操作平台的具体设计步骤如下：
（1） 数据库的建立
数据库主要保存地理空间数据和管道系统信息数据，即分为空间数据库和属性数据库两类。Ma-p Objects支持多种空间数据格式的文件，如shape、SDE、Arc /Info、Coverage等。考虑到实际工程中以AutoCAD绘制的图纸居多，先将CAD文件保存成dxf格式文件，以便Map Objects从中获取地理空间信息，还可以对图层、图块进行添加、编辑、删除各种操作。将获得的信息与Access数据库中的管道系统信息数据进行交互，就完成了数据库的建立。
（2）加载和操作图层
通过dxf文件可以将整个长输管道系统的地理信息显示在Map Objects的地图显示对象Map上，要合理安排不同图层显示顺序，以及在各种比例尺下的显示状态，使图层的浏览更加人性化。为了方便调度中心人员操作，不仅要显示各个图层中的矢量地图，还要为地图添加全屏显示、放大缩小、漫游、导航图（也称鹰眼）等功能。
（3）动态地图数据的显示、编辑
燃气SCADA系统采集的实时压力、温度、流量数据可以在GIS操作平台上动态显示，操作人员可以方便地浏览各种数据信息，还可以对地形地物进行编辑，主要是对Map Objects控件中的点层、线层、面层中的对象实体进行访问并对其属性加以修改，以达到更新地理信息的目的。
（4）进行数理统计及预测分析
通过GIS操作平台可以对空间数据及属性数据进行查询、分析，进行各种累计量的计算或其他数理统计，并在GIS操作平台上加以直观体现。这些功能主要是通过对GIS数据库的操作实现，Access数据库可以按SQL语句进行条件查询，按日期等关键字段排序，这样就可以方便地检索出管理者所关心的数据，进而通过程序进行各种数理统计和预测分析，最后通过GIS操作平台，用图元属性表现出来。
3、燃气长输管道管理系统的功能
燃气长输管道管理系统的主要功能可以概括为以下几个方面：
（1）基础信息数据库
GIS数据库与燃气SCADA系统相连，可自行更新采集的运行参数信息，也可以在GIS操作平台上人工操作，更改经纬度、高程等管道或管网的地理信息，实现系统信息的自动/手动处理。
（2）地理信息系统平台
它包括图层操作、信息查询、数理统计3个主要部分。
1）图层操作
可以从CAD图中提取图元，获得dxf格式文件中的空间矢量信息。图层可以进行方便的浏览、添加、删除，图层还具有全屏显示、放大缩小、漫游、分层显示、按比例尺动态调整等一系列功能。此外，可以对图元进行编辑，在GIS操作平台上修改图元的属性，增加、编辑、删除地物。在选择地物方面提供了点选、框选、多边形选择、根据条件语句选择，还有两点空间/平面距离、折线长度、面积、周长等计算功能，地物信息显示及输出功能。
2）信息查询
基础信息查询就是访问基础信息数据库，获取当前系统运行的相关信息。历史信息查询可以根据需要对历史数据进行梳理，得到管理者所关心的参数的变化趋势，进而可以添加预测功能。条件数据查询可以根据一个或多个设定的条件对信息进行综合分析，比如日期、时间、某个参数的设定范围、某类地物的特殊属性等。
3）数理统计
可以进行各种数理统计方面的计算，如小时、日、月、年累计量及均值计算，还有压力等参数趋势分析、历史参数统计量计算等。所有的信息都能在平台上直观地用图形表示出来，具有图形信息显示功能。同时该平台可将全部的信息按照操作人员的要求进行统计报表的输出。
（3）分析决策
1）燃气调度管理
GIS操作平台具有超限报警功能，可以根据各个分输站的实时运行参数作出科学决策，控制长输管道的平稳运行。
2）管道工艺方案
通过对管道系统各类信息的综合分析，可以对各种管道的工艺方案作出科学合理的判断，避免出现与规划或更新的地理信息发生冲突。
3）事故预警
可以對管道系统进行可靠性分析，通过各种预警信息的收集，对可能发生的事故做到未雨绸缪。
4、结语
目前，燃气长输管道管理中的一个重要问题就是如何对众多的地理信息及各种运行参数信息进行有效管理，从而对整个管道系统进行科学监控、预测和调度。运用Map Objects等控件进行GIS操作平台的二次开发，结合燃气SCADA系统进行实时管理是一个灵活有效的方式。GIS技术可以通过数据库对空间数据和属性数据进行有效管理，并通过各种图形对象将其直观形象地显示出来，方便调度人员对管道系统整体把握，实时监控，提高了长输管道系统的科学管理水平，在实践中收到了良好的效果。
参考文献
[1] 颜辉，邵铁民，翟胜强，杨鹏，颜元. 我国长输油气管道运行实时数据应用系统研究与启示[J]. 工业技术创新. 2015（06）.
[2] 王春华.分析长输油气管道的建设与安全[J].中国石油和化工标准与质量.2012（15）.
[3] 马长福.长输油气管道的建设与安全[J].煤气与热力. 2008（09）.
关键词：地理信息系统；燃气长输管道；管理系统
本文将针对已安装了燃气SCADA系统的长输管道，利用Map Objects结合C+ + Builder程序设计语言对整个管道系统进行GIS操作平台的二次开发，为操作人员应用燃气长输管道管理系统对整个管道系统进行科学调度提供便利。
1、长输管道GIS的组成
通常GIS的组成包括：硬件环境、软件环境和数据3部分。
（1）硬件环境： 1）工业控制计算机。2）数据采集设备，包括现场传感器、变送器和配套仪表。 3）数据通信传输设备，采用无线数据通信系统（美国MDS公司的SCADA系列数字电台）。4）GIS输入输出设备，包括扫描仪、打印机、绘图仪等。
（2）软件环境：目前GIS的开发方式主要是利用高级程序语言结合GIS控件进行二次开发。本文设计的燃气长输管道GIS采用的高级程序语言为Borland公司的C+ + Builder5. 0，组件式GIS控件为Map Objects，数据库软件采用Microsoft公司的Access数据库。
（3）数据：数据主要包括地理空间数据和管道系统信息数据。地理空间数据包括长输管道沿线的各个分输站的经纬度坐标及高程，沿线管道的地理位置信息，管网拓扑关系等。管道系统信息数据主要是由燃气SCADA系统实时采集的信息，也包括历史信息记录及数理统计得到的各种信息。具体信息主要包括流量数据、压力数据、温度数据、设备状态参数等。
2、组件式GIS操作平台设计
目前GIS操作平台设计主要有两种方式，一种是完全自主开发，这种方式需要的人力和资金比较多，不适合中小型系统。另一种是利用组件式GIS技术进行二次开发，把系统要实现的各个功能分散到各种GIS控件上，利用高级程序语言，最终形成面向用户的GIS操作平台程序。Map Objects就是这类控件的一种。
GIS操作平台的具体设计步骤如下：
（1） 数据库的建立
数据库主要保存地理空间数据和管道系统信息数据，即分为空间数据库和属性数据库两类。Ma-p Objects支持多种空间数据格式的文件，如shape、SDE、Arc /Info、Coverage等。考虑到实际工程中以AutoCAD绘制的图纸居多，先将CAD文件保存成dxf格式文件，以便Map Objects从中获取地理空间信息，还可以对图层、图块进行添加、编辑、删除各种操作。将获得的信息与Access数据库中的管道系统信息数据进行交互，就完成了数据库的建立。
（2）加载和操作图层
通过dxf文件可以将整个长输管道系统的地理信息显示在Map Objects的地图显示对象Map上，要合理安排不同图层显示顺序，以及在各种比例尺下的显示状态，使图层的浏览更加人性化。为了方便调度中心人员操作，不仅要显示各个图层中的矢量地图，还要为地图添加全屏显示、放大缩小、漫游、导航图（也称鹰眼）等功能。
（3）动态地图数据的显示、编辑
燃气SCADA系统采集的实时压力、温度、流量数据可以在GIS操作平台上动态显示，操作人员可以方便地浏览各种数据信息，还可以对地形地物进行编辑，主要是对Map Objects控件中的点层、线层、面层中的对象实体进行访问并对其属性加以修改，以达到更新地理信息的目的。
（4）进行数理统计及预测分析
通过GIS操作平台可以对空间数据及属性数据进行查询、分析，进行各种累计量的计算或其他数理统计，并在GIS操作平台上加以直观体现。这些功能主要是通过对GIS数据库的操作实现，Access数据库可以按SQL语句进行条件查询，按日期等关键字段排序，这样就可以方便地检索出管理者所关心的数据，进而通过程序进行各种数理统计和预测分析，最后通过GIS操作平台，用图元属性表现出来。
3、燃气长输管道管理系统的功能
燃气长输管道管理系统的主要功能可以概括为以下几个方面：
（1）基础信息数据库
GIS数据库与燃气SCADA系统相连，可自行更新采集的运行参数信息，也可以在GIS操作平台上人工操作，更改经纬度、高程等管道或管网的地理信息，实现系统信息的自动/手动处理。
（2）地理信息系统平台
它包括图层操作、信息查询、数理统计3个主要部分。
1）图层操作
可以从CAD图中提取图元，获得dxf格式文件中的空间矢量信息。图层可以进行方便的浏览、添加、删除，图层还具有全屏显示、放大缩小、漫游、分层显示、按比例尺动态调整等一系列功能。此外，可以对图元进行编辑，在GIS操作平台上修改图元的属性，增加、编辑、删除地物。在选择地物方面提供了点选、框选、多边形选择、根据条件语句选择，还有两点空间/平面距离、折线长度、面积、周长等计算功能，地物信息显示及输出功能。
2）信息查询
基础信息查询就是访问基础信息数据库，获取当前系统运行的相关信息。历史信息查询可以根据需要对历史数据进行梳理，得到管理者所关心的参数的变化趋势，进而可以添加预测功能。条件数据查询可以根据一个或多个设定的条件对信息进行综合分析，比如日期、时间、某个参数的设定范围、某类地物的特殊属性等。
3）数理统计
可以进行各种数理统计方面的计算，如小时、日、月、年累计量及均值计算，还有压力等参数趋势分析、历史参数统计量计算等。所有的信息都能在平台上直观地用图形表示出来，具有图形信息显示功能。同时该平台可将全部的信息按照操作人员的要求进行统计报表的输出。
（3）分析决策
1）燃气调度管理
GIS操作平台具有超限报警功能，可以根据各个分输站的实时运行参数作出科学决策，控制长输管道的平稳运行。
2）管道工艺方案
通过对管道系统各类信息的综合分析，可以对各种管道的工艺方案作出科学合理的判断，避免出现与规划或更新的地理信息发生冲突。
3）事故预警
可以對管道系统进行可靠性分析，通过各种预警信息的收集，对可能发生的事故做到未雨绸缪。
4、结语
目前，燃气长输管道管理中的一个重要问题就是如何对众多的地理信息及各种运行参数信息进行有效管理，从而对整个管道系统进行科学监控、预测和调度。运用Map Objects等控件进行GIS操作平台的二次开发，结合燃气SCADA系统进行实时管理是一个灵活有效的方式。GIS技术可以通过数据库对空间数据和属性数据进行有效管理，并通过各种图形对象将其直观形象地显示出来，方便调度人员对管道系统整体把握，实时监控，提高了长输管道系统的科学管理水平，在实践中收到了良好的效果。
参考文献
[1] 颜辉，邵铁民，翟胜强，杨鹏，颜元. 我国长输油气管道运行实时数据应用系统研究与启示[J]. 工业技术创新. 2015（06）.
[2] 王春华.分析长输油气管道的建设与安全[J].中国石油和化工标准与质量.2012（15）.
[3] 马长福.长输油气管道的建设与安全[J].煤气与热力. 2008（09）.