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摘要：目前，国内城市天然气行业还处于快速发展阶段，尚未达到市场化阶段。而国外城市天然气行业已经处于市场化阶段。国内城市天然气行业在向着市场化发展的过程中，将会对燃气管网产生新的技术需求。本文就GIS系统在城市燃气管网中的应用进行了具体的分析。
关键词：GIS系统；燃气管网；应用
中图分类号： TU996.6+2 文献标识码： A
引言
城市燃气管网是纵横交错的网络，燃气企业通过这种网络将燃气从气源输送到用户，燃气行业关系着千家万户的生活，关系着各行各业的正常运作。地理信息系统是一种十分重要的空间信息系统，它可以实现对相关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述。而城市燃气管网的空间分布特征，通过应用GIS技术，可以有效的实现对燃气管线数据的管理和应用。
概述
我国城市燃气管网在上世纪90年代兴起，伴随着近年来城市建设的迅速发展，燃气用户大幅增加，已经形成了地下管网体系。如此一来，关于管网的信息资料越积越多。如果还采用传统的方式保存资料则信息分散，很难形成统一的管理体系。
我们将一种集合采集、处理、传输、管理、存储、检索、查询、分析、应用和表达的地理信息的计算机系统称之为地理信息系统(简称GIS )，它的主要功用是处理、分析和挖掘大量地理数据。该系统的组成部分可以分为计算机硬件平台、地理数据和专业软件等，借助于地理信息系统，可以实现管道属性数据、空间数据等关系的一体化管理。能够为燃气管网的抢险、维护、业务分析等提供一手的参考数据，从而形成一套完备的燃氣管网信息系统。
2、GIS信息化建设目标
燃气管网GIS信息化是以燃气管网数据库为核心，通过建立数据更新机制，并集成调度、热线、客服、巡检等信息，为燃气管网的规划、设计、施工、运营、评估提供可靠的依据和服务，提高燃气管网业务管理水平和流转效率。燃气管线GIS信息化建设实现的目标包括：
实现对燃气管线及相关业务数据的集中管理和统一应用；
建立燃气管网数据更新体制；
实现燃气管线运维的信息化管理；
通过GIS综合管理平台的建设，打通相关应用系统的关联。
3、燃气管网GIS信息化解决思路
燃气管网GIS信息化是将管网空间数据和属性数据进行整理并建立关联，形成燃气管网综合数据库，实现对燃气管网数据、基础空间数据及管网业务属性数据的集中管理和统一应用，并通过建立燃气管线数据的动态更新机制，保证管线数据库的现势性。根据不同业务特点和需求，可选择客户端/服务器(C/S)、浏览器/服务器(B/S)、移动设备/服务器(M/S) 三种运行体系结构。
4、燃气管网GIS应用系统建设
燃气管网GIS应用系统的建设应构建以管理服务为中心，快速提供真实准确的燃气管网信息，实现管网的动态更新、查询统计、事故应急抢修、管网运营巡检、管网动态监测、三维分析等功能。根据不同业务特点和用户需求，可以选择不同的体系结构，对于简单查询类的用户，可以采用B/S结构；对于管线巡检业务可采用M/S结构；而对于编辑类用户或者综合管理类用户可采用C/S体系结构。虽然体系结构不同，但燃气管线常见的应用功能却是相似的，常见的功能应用如下：
4.1 浏览定位
通过平移、缩放、全图等功能实现对管网图的自由浏览。通过输入地名和道路名称等可以快速定位到相应的地方。
4.2 查询统计
根据图形查询设施的属性信息，也可以根据设施的属性定位设施的空间位置，可以实现对指定范围内管线的埋深、材质、管径、埋设年代等各种属性的快速查询和统计。4.3 制图打印实现对管线特征点的标注、管线属性的扯旗标注等，实现管网图廓的定制。同时可以实现指定区域、某条街道范围管线图的打印。
4.4 应急抢修
当城市内某段燃气管线发生爆管事故时，可以在地图上快速搜索到需要关闭的阀门，弹出关阀分析结果，列出需关阀门的基本信息(口径、阀头、关阀圈数、当前状态等)。并能自动生成辅助决策报告，其内容包括故障点位置、管段、影响的阀门及其栓点图、最近的消火栓、影响到的调压箱、楼栋、及相应的用户资料等，为抢修提供快速、准确的辅助决策信息。
4.5 格式转换
利用数据转换功能模块实现不同格式空间数据的准确转换。
4.6 管网分析
管网分析模块是由燃气管网业务相关的分析功能组合而成。管网分析是GIS软件中最重要的的一部分，它直接影响到系统的使用效果，管网分析包含的内容有：断面分析、覆土深度分析、连通性分析、净距分析、缓冲区分析、最短路径分析、燃气泄漏分析等。
4.7 管网巡检
燃气管网巡检管理系统由管理中心端和巡检终端组成。可以为燃气管线、门站、阀门、调压站、储配站等燃气设施的巡检管理工作提供科学的手段，对巡检工作进行综合评估，并自动形成各类统计表，管理者在办公室即可随时了解巡检到位情况。燃气管网移动终端为客户解决业务数据的可视化管理、外业工作人员或车辆的实时监控、外业人员现场信息及时上报、突发事件的有效指挥处理等。
4.8 编辑更新
编辑更新功能供数据编辑人员使用，可将竣工测量数据、外业探测数据通过编辑更新功能导入到数据库中，并可进行拓扑连接检查、字段值重复检查、孤立管点检查等，检查后的数据可以直接成网进入系统。可实现管线空间信息和属性信息的同步录入及管线数据和管点数据的拓扑一致性，支持成批数据的快速录入等。
4.9 集成共享拓展
能够以符合SOA架构的API为企业其他业务系统提供管网地理数据。通过开放的系统接口和服务，与工程管理、管网维修养护、管网巡检、场站管理、SCADA调度、气量管理、营业收费、客户热线、呼叫中心、业务报装等系统实现无缝集成，将海量复杂的燃气系统资产及动态运营信息利用地图实现直观的可视化表达，为燃气企业日常监管、业务运营和领导决策提供综合性信息服务。
4.9.1 SCADA系统集成
GIS系统需要SCADA系统中的监测点的压力数据进行气体流向分析及压力负荷分析等，辅助燃气输配的调度。SCADA系统需读取GIS系统中的城市基础地图及管网图数据，作为其运行的背景。
4.9.2 客户管理系统集成
通过GIS系统和客户管理信息系统集成，GIS系统可以提供客户管理系统在故障(爆管和停气)分析后的影响客户数据。呼叫中心可以快速定位客户的地理位置，提供基于地理信息的后续调度和服务。
4.9.3 与城建档案馆系统的集成
系统会将每次编辑更新的数据进行标示，以数据增量的方式，将更新部分提交给城建档案馆，保证城建档案馆燃气管网数据的同步更新。
4.9.4 水力计算模拟分析
建立水力计算模型，配合SCADA系统的监测计量，实现燃气输配网的模拟分析。提供了空间地理数据插值的算法，完成燃气等压线计算等。
4.9.5 资产管理集成
实现燃气管网设施资产运行状况、资产净值的可视化、形象化的管理，按照工程信息并关联GIS数据库进行统计，在地图上显示各个工程下的不同类别的设备数量，其中管材和阀门数量按照材质和口径等分组统计。
5.系统应用前景
5.1、客户用气管理
对客户的基本信息进行输入时，如小区名称、楼号、立管等属性，将其与公司现有的客户系统建立属性链接的关系，就可以在一定的时间内把客户的详细资料导入GIS。如此一来，便可以方便地查询客户的资料和对客户用气情况进行总结、分析。
5.2、管网设备资产管理
城市燃气管网是一个巨大的工程，其数量之大、范围之广、变化之快，都对其固定资产的管理带来了很多的问题。我们可以借助于GIS来将其简化。按照管网地理位置，对于管段和管网设施进行逐个统计分析。建立数据库实施动态管理，确保资产和实物相符，账目一目了然。通过多种统计查询方式方便提供管网的地区划分、材料种类、阀门的类别及使用年限等信息，最大程度上方便管网设备资产的管理。
5.3、图档管理
该系统能够在属性输入的前提下。建立竣工图和GIS相应设施的链接关系，达到将竣工图电子化管理的目的。并能够动态更新，双向查询。还可以利用CAD将全部的图档(管网布置图、地形图、竣工图、施工图等)矢量化，以光栅形式打印保存，减少纸张打印。
5.4、市场开发
借助于GIS，可以在宏观上看出城市燃气管网的分布情况、管道的走向等，这样就能够为管网的建设提供设计方案数据参照。确定施工的时间，预先通知客户通气的时间。还能够借助GIS来浏览住宅区的密集程度，为市场调研提供一手资料。确认燃气使用的用户数量，推算可以挖掘的潜在用户，有针对性的开展市场调研工作，为开拓市场做准备。
结语
近些年来，我国的城市天然气发展迅猛，燃气管网的建设也越来越快。因此，燃气管网GIS的应用在城市燃气管道建设的发展下的使用越来越广泛。另外，燃气管网GIS的应用为城市管网的发展也带来了不少的好处，使得燃气管网的管理工作得到了很大程度的简化。方便了使用者，为管网的后期维护、维修等方面带来了便利。方便居民生活，服务社会，为推动我国经济建设做出了突出贡献。
参考文献：
[1]马新涛. 基于GIS的城市燃气管网智能化风险管理研究[D].河北工程大学,2012.
[2]韩朱旸. 城市燃气管网风险评估方法研究[D].清华大学,2010.
关键词：GIS系统；燃气管网；应用
中图分类号： TU996.6+2 文献标识码： A
引言
城市燃气管网是纵横交错的网络，燃气企业通过这种网络将燃气从气源输送到用户，燃气行业关系着千家万户的生活，关系着各行各业的正常运作。地理信息系统是一种十分重要的空间信息系统，它可以实现对相关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述。而城市燃气管网的空间分布特征，通过应用GIS技术，可以有效的实现对燃气管线数据的管理和应用。
概述
我国城市燃气管网在上世纪90年代兴起，伴随着近年来城市建设的迅速发展，燃气用户大幅增加，已经形成了地下管网体系。如此一来，关于管网的信息资料越积越多。如果还采用传统的方式保存资料则信息分散，很难形成统一的管理体系。
我们将一种集合采集、处理、传输、管理、存储、检索、查询、分析、应用和表达的地理信息的计算机系统称之为地理信息系统(简称GIS )，它的主要功用是处理、分析和挖掘大量地理数据。该系统的组成部分可以分为计算机硬件平台、地理数据和专业软件等，借助于地理信息系统，可以实现管道属性数据、空间数据等关系的一体化管理。能够为燃气管网的抢险、维护、业务分析等提供一手的参考数据，从而形成一套完备的燃氣管网信息系统。
2、GIS信息化建设目标
燃气管网GIS信息化是以燃气管网数据库为核心，通过建立数据更新机制，并集成调度、热线、客服、巡检等信息，为燃气管网的规划、设计、施工、运营、评估提供可靠的依据和服务，提高燃气管网业务管理水平和流转效率。燃气管线GIS信息化建设实现的目标包括：
实现对燃气管线及相关业务数据的集中管理和统一应用；
建立燃气管网数据更新体制；
实现燃气管线运维的信息化管理；
通过GIS综合管理平台的建设，打通相关应用系统的关联。
3、燃气管网GIS信息化解决思路
燃气管网GIS信息化是将管网空间数据和属性数据进行整理并建立关联，形成燃气管网综合数据库，实现对燃气管网数据、基础空间数据及管网业务属性数据的集中管理和统一应用，并通过建立燃气管线数据的动态更新机制，保证管线数据库的现势性。根据不同业务特点和需求，可选择客户端/服务器(C/S)、浏览器/服务器(B/S)、移动设备/服务器(M/S) 三种运行体系结构。
4、燃气管网GIS应用系统建设
燃气管网GIS应用系统的建设应构建以管理服务为中心，快速提供真实准确的燃气管网信息，实现管网的动态更新、查询统计、事故应急抢修、管网运营巡检、管网动态监测、三维分析等功能。根据不同业务特点和用户需求，可以选择不同的体系结构，对于简单查询类的用户，可以采用B/S结构；对于管线巡检业务可采用M/S结构；而对于编辑类用户或者综合管理类用户可采用C/S体系结构。虽然体系结构不同，但燃气管线常见的应用功能却是相似的，常见的功能应用如下：
4.1 浏览定位
通过平移、缩放、全图等功能实现对管网图的自由浏览。通过输入地名和道路名称等可以快速定位到相应的地方。
4.2 查询统计
根据图形查询设施的属性信息，也可以根据设施的属性定位设施的空间位置，可以实现对指定范围内管线的埋深、材质、管径、埋设年代等各种属性的快速查询和统计。4.3 制图打印实现对管线特征点的标注、管线属性的扯旗标注等，实现管网图廓的定制。同时可以实现指定区域、某条街道范围管线图的打印。
4.4 应急抢修
当城市内某段燃气管线发生爆管事故时，可以在地图上快速搜索到需要关闭的阀门，弹出关阀分析结果，列出需关阀门的基本信息(口径、阀头、关阀圈数、当前状态等)。并能自动生成辅助决策报告，其内容包括故障点位置、管段、影响的阀门及其栓点图、最近的消火栓、影响到的调压箱、楼栋、及相应的用户资料等，为抢修提供快速、准确的辅助决策信息。
4.5 格式转换
利用数据转换功能模块实现不同格式空间数据的准确转换。
4.6 管网分析
管网分析模块是由燃气管网业务相关的分析功能组合而成。管网分析是GIS软件中最重要的的一部分，它直接影响到系统的使用效果，管网分析包含的内容有：断面分析、覆土深度分析、连通性分析、净距分析、缓冲区分析、最短路径分析、燃气泄漏分析等。
4.7 管网巡检
燃气管网巡检管理系统由管理中心端和巡检终端组成。可以为燃气管线、门站、阀门、调压站、储配站等燃气设施的巡检管理工作提供科学的手段，对巡检工作进行综合评估，并自动形成各类统计表，管理者在办公室即可随时了解巡检到位情况。燃气管网移动终端为客户解决业务数据的可视化管理、外业工作人员或车辆的实时监控、外业人员现场信息及时上报、突发事件的有效指挥处理等。
4.8 编辑更新
编辑更新功能供数据编辑人员使用，可将竣工测量数据、外业探测数据通过编辑更新功能导入到数据库中，并可进行拓扑连接检查、字段值重复检查、孤立管点检查等，检查后的数据可以直接成网进入系统。可实现管线空间信息和属性信息的同步录入及管线数据和管点数据的拓扑一致性，支持成批数据的快速录入等。
4.9 集成共享拓展
能够以符合SOA架构的API为企业其他业务系统提供管网地理数据。通过开放的系统接口和服务，与工程管理、管网维修养护、管网巡检、场站管理、SCADA调度、气量管理、营业收费、客户热线、呼叫中心、业务报装等系统实现无缝集成，将海量复杂的燃气系统资产及动态运营信息利用地图实现直观的可视化表达，为燃气企业日常监管、业务运营和领导决策提供综合性信息服务。
4.9.1 SCADA系统集成
GIS系统需要SCADA系统中的监测点的压力数据进行气体流向分析及压力负荷分析等，辅助燃气输配的调度。SCADA系统需读取GIS系统中的城市基础地图及管网图数据，作为其运行的背景。
4.9.2 客户管理系统集成
通过GIS系统和客户管理信息系统集成，GIS系统可以提供客户管理系统在故障(爆管和停气)分析后的影响客户数据。呼叫中心可以快速定位客户的地理位置，提供基于地理信息的后续调度和服务。
4.9.3 与城建档案馆系统的集成
系统会将每次编辑更新的数据进行标示，以数据增量的方式，将更新部分提交给城建档案馆，保证城建档案馆燃气管网数据的同步更新。
4.9.4 水力计算模拟分析
建立水力计算模型，配合SCADA系统的监测计量，实现燃气输配网的模拟分析。提供了空间地理数据插值的算法，完成燃气等压线计算等。
4.9.5 资产管理集成
实现燃气管网设施资产运行状况、资产净值的可视化、形象化的管理，按照工程信息并关联GIS数据库进行统计，在地图上显示各个工程下的不同类别的设备数量，其中管材和阀门数量按照材质和口径等分组统计。
5.系统应用前景
5.1、客户用气管理
对客户的基本信息进行输入时，如小区名称、楼号、立管等属性，将其与公司现有的客户系统建立属性链接的关系，就可以在一定的时间内把客户的详细资料导入GIS。如此一来，便可以方便地查询客户的资料和对客户用气情况进行总结、分析。
5.2、管网设备资产管理
城市燃气管网是一个巨大的工程，其数量之大、范围之广、变化之快，都对其固定资产的管理带来了很多的问题。我们可以借助于GIS来将其简化。按照管网地理位置，对于管段和管网设施进行逐个统计分析。建立数据库实施动态管理，确保资产和实物相符，账目一目了然。通过多种统计查询方式方便提供管网的地区划分、材料种类、阀门的类别及使用年限等信息，最大程度上方便管网设备资产的管理。
5.3、图档管理
该系统能够在属性输入的前提下。建立竣工图和GIS相应设施的链接关系，达到将竣工图电子化管理的目的。并能够动态更新，双向查询。还可以利用CAD将全部的图档(管网布置图、地形图、竣工图、施工图等)矢量化，以光栅形式打印保存，减少纸张打印。
5.4、市场开发
借助于GIS，可以在宏观上看出城市燃气管网的分布情况、管道的走向等，这样就能够为管网的建设提供设计方案数据参照。确定施工的时间，预先通知客户通气的时间。还能够借助GIS来浏览住宅区的密集程度，为市场调研提供一手资料。确认燃气使用的用户数量，推算可以挖掘的潜在用户，有针对性的开展市场调研工作，为开拓市场做准备。
结语
近些年来，我国的城市天然气发展迅猛，燃气管网的建设也越来越快。因此，燃气管网GIS的应用在城市燃气管道建设的发展下的使用越来越广泛。另外，燃气管网GIS的应用为城市管网的发展也带来了不少的好处，使得燃气管网的管理工作得到了很大程度的简化。方便了使用者，为管网的后期维护、维修等方面带来了便利。方便居民生活，服务社会，为推动我国经济建设做出了突出贡献。
参考文献：
[1]马新涛. 基于GIS的城市燃气管网智能化风险管理研究[D].河北工程大学,2012.
[2]韩朱旸. 城市燃气管网风险评估方法研究[D].清华大学,2010.