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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
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,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围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。
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