三维管网信息管理系统设计实施方案

三维管网信息管理系统设计方

案

作者：日期：

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三维管网信息管理系统

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二零一四年二月

1. 概述

1.1.项目背景

xxxxxxxxx 现所辖管网主要涉及四座汽包站、17个小区自来水/供暖/供气/ 污水管网、一个污水处理净化站、5 座污水提升泵站、两座供暖锅炉房和真武油田各厂区、厂办及生活小区的供暖、供水、供气、污水管网等管网监控和管理。管网管理信息系统是真管中心能够高效工作的一个重要保障。由于管线的纵横交错、上下起伏，各类管线空间关系复杂，目前的平面布置图不能够很好的表达出实际管线的布设情况。且每年由于开挖事故（比如：天然气、自来水、污水管等被挖断）给油区工作和生活带来了严重的影响。由于三维直观性强，可从不同方位再现物体，具有较强的立体感、逼真感，通过三维可视化可以直观地看到纵横交错、上下起伏的实际管线建立三维管网系统，有利于全面反映管网的分布状况，便于管网的维护、检测，实现管网信息从无序到有序化管理，这使得开发三维管网监控信息系统成为了必然趋势。我们使用真实地理数据，开发一个三维可视化的管线信息系统。以信息技术和自动化技术为支撑，建设以管网数据采集与监视控制系统（SCADA系统）、地理信息系统（GIS 系统）、仿真系统为一体的三维管网信息管理平台，达到管网运行管理的智慧化，可科学管理管网资源及相关的管网信息，实现整个管网的协调与统一，实现综合管网规划设计、输配管理、图档管理、抢修辅助决策及综合查询、统计等功能，各管网相关部门，可以实现在各自部门同时查阅、更新管网信息，提高管网信息利用的效率，进而实现办公自动化。

1.2.设计内容

1.2.1. 数据库内容

1.2.2. 软件系统内容

融合先进理念，利用现代信息技术，控制技术和通讯技术，搭建由感知层、网络层和应用层组成的三维管网建设及运行智慧化信息管理平台，实现对长区厂办、生活小区、自来水管道、自来水站、供暖管道、锅炉房、汽包站、供气管道、排污管道、净化站等信息进行管理，并能更好的服务于社会企业。

感知层——构建智能化识别、定位、跟踪、监控的三维管网。网络层——由有线和无线通讯网络（GPRS/CDM、AADSL、光纤网络等）与RTU控制系统（后期各站点自动化改造，可监视和采集液位、压力、流量、浊度、余氯、泵频等各种数据）网络相连构成通信网络系统。系统留有多种接口，支持设备的多种接入方式，达到组网简单、传输可靠、实时在线功能。

应用层——管网数据采集与监视控制系统（SCADA系统）、地理信息系统（GIS 系统）、仿真系统为一体的管网资源信息管理平台。

本方案以三维GIS 技术为支撑，结合海量的业务数据，充分考虑系统的可用性、易用性，实现了管网的三维可视化管理，地图操作，信息存储，查询，统计分析，报表输出、打印等功能，形成一套完善的三维管网信息管理系统，支持C/S和B/S系统架构。

主界面是真管中心所辖厂区厂办、生活小区、自来水管道、自来水站、供暖管道、锅炉房、汽包站、供气管道、排污管道、净化站等平面布置信息总图。可以清楚看到不同颜色的管网交错分布，蓝色是供水管，褐色是污水管，绿色是供气管，粉色是供热管。

分界面各管网以三维立体图形

可点击管网查看管线信实时显示管网压流量等数据点信

管线长起始建设年材质

管理中心配

1.2.

也可漫游管网地图（缩

放

直观一目了然（各管网分属不同界

含管道编

号

平移

1.3.设计原则

1.3.1. 先进性与实用性相结合的原则

在保证系统整体结构、操作系统平台、软件平台、开发平台、应用功能等方面总体先进的前提下，尽可能采用实用成熟的技术，促进项目的建设成功。

1.3.

2. 安全性与易用性相结合的原则

在保证系统安全的前提下，充分考虑实际运行和操作的简单化、标准化。

1.3.3. 前瞻性与经济性相结合的原则

系统设计时在设备容量、计算机性能、软件平台指标等方面应有适当的超前量，以延长系统的生命周期。同时要把握好系统设备的性能价格比，注重经济实用。

1.3.4. 基础性与应用性相结合的原则

系统的基础性工作是为了更好地为应用服务，系统的应用服务也需要一个坚实的基础保障，在落实基础性的工作的同时，应用要及时跟上。

1.3.5. 通用性与特色性相结合的原则

应该尽量采用目前通行的、成熟的和具有普遍推广价值的技术和解决方案，有利于技术交流，避免走不必要的技术弯路，也有利于项目成果的推广和应用。同时，在具体应用上，特别是在一些关键技术和创新点上应该结合本系统的具体要求和真管中心信息管理的具体情况、具有特色。

2. 基础数据和基础资料准备

2.1.基础空间数据

1、1：500 的 CAD 电子图

需要准确的 CAD 电子图 ,包括点、线、面分层明确；空间数据图层分层明确；

线段与线段结合点误差小等

3、各管线管网信息汇总表

2.2.三维建模

管线的资料大多是二维矢量线数据，系统根据二维数据的平面坐标、埋深、

管径等数据进行虚拟再现批量生成三维管网模型， 关联属性数据库， 并且提取管

线之间拓扑关系，以三维 GIS 技术为支撑建立三维模型

2、管线管网施工图、竣工图等， 以求真实可靠，最好实际对比；

三维管网视图效果

2.3.管网实时数据监控、历史数据统计、报表

输出

在安装SCADA（自动监控）的管网中，监控点按照固定的时间周期（例如：2 秒）收集管网的各种物理量指标参数，三维管网系统提供动态数据接口实现与SCADA对接，在三维场景中实时监控远程的设备运行状况。

流量计瞬时流量监控图

在管网中，具有监测功能的设备记录了海量的历史数据，三维管网系统以统计图表的形式进行查询展示，例如供水管网的流量计按日、月年等周期统计。