进行阀门管理研究的GIS应用

阀门管理是给水管网管理的重要内容之一。阀门的启闭，是管网局部停水检修的惟一方法，同时也对用户造成直接影响。阀门管理工作中还存在许多问题：难以确认阀门的准确位置；阀门能否正常启闭；管网中的某一点停水时，需关闭哪些阀门；关闭阀门会对哪些用户产生影响；等等。这些问题靠人工管理是难以解决的，于是利用计算机技术进行管网阀门的管理就成了一种必然。

一、计算机进行阀门管理方法简介
　　计算机进行阀门管理zui简便的方法是建立阀门数据库及其MIS系统。这种方法程序编制简单，利用通用的数据库管理系统如FOXPRO、ORACLE等就能达到要求。但它不能进行图形的查询，更不能进行爆管关阀等专业分析。 GIS系统将图形数据与属性数据连接在一起，进行统一管理。建立系统后，使用者可以进行由图查数、由数查图的双向查询操作，标有阀门位置的图形、阀门的属性数据能同时显示在同一屏幕上，方便、直观。
　　二、爆管关阀分析系统的建立
　　深圳市自来水公司建立了阀门管理的GIS系统，并在此基础上开发了爆管分析的子程序。该系统包括8000多条市政管线，3000多个市政管线上的阀门，3000多个大用户数据。现将系统的开发方法说明如下：
　　１．原始数据收集、整理
　　公司绘制了全市的1∶10000市政给水管网图，并在图上绘制了市政管线上的阀门，并对每一阀门定制了阀门卡片，编号存档。
　　２．建立阀门数据库、用户及管线数据库
　　为了查询、统计及现场查找的方便，阀门的编号是按各条道路进行的。考虑到数据库的通用性及AUTOMAP外挂数据库的能力，我们选用FOXPRO的数据库格式建立了有5000多条记录的阀门属性数据库。　　我们同样利用FOXPRO的数据格式，建立了8000多条管线、3000多个大用户的属性数据库。
　　3.对图形进行整饰，建立正确的拓扑关系　　利用AUTOMAP提供的整饰功能，对图形进行整饰，整理成为具有正确拓扑关系的地图。具体在阀门管理系统中，就是要建立正确的节点、管线、阀门的连接关系。
　　4.将管网图形上的阀门、管线等图形与数据库中的阀门数据、用户数据建立连接关系　　建立图形中的管线、阀门与外部数据库中的阀门、管线及用户数据的连接关系，以便进行图数的双向查询或进行爆管关阀分析时，搜索相关的阀门、管段用户等属性信息。
　　5.编制关阀分析程序　　上述的４步都是进行图形和数据的整理，此后就要进行爆管关阀分析系统的二次开发工作。该系统是以AUTOMAP的内嵌开发语言AUTOLISP进行二次开发而成。包括阀门、管线、用户等图数的双向查询、编辑功能、数据统计功能及爆管分析功能等，现以爆管分析功能为例，说明开发的方法。
　　爆管分析功能模块应具有管网中某一点出现故障后，能及时准确作出反应，表明计算管网停水应关的阀门、涉及的管段、影响的用户。该模块包括以下子程序：
　　 ①初始化　
初始化的功能是将拓扑关系装入内存，并建立与外部数据库的连接关系。为计算关阀方案作准备。
　　 ②指定故障点　　
管网中的故障点可以是管段、节点或者阀门，使用者可以在图上用鼠标指定。程序返回故障点的拓扑ID号。
　　 ③关阀方案计算　　
进行关阀策略计算。该子程序主要利用AUTOMAP3.0提供的拓扑分析函数FLOODTRACE函数　完成。

这些函数提供了网络拓扑追踪的功能，能从点、线建立的网络拓扑中的某一点出发，自动追踪该点的所有连线及相应的下游点，直到所经过路径的阻力值之和大于指定值为止。这些函数能返回所有追踪到点、线的拓扑ID号，从而得到相应的属性数据。子程序利用这些函数，生成受影响管段、节点及应关阀门的数据，并在图上用不同的颜色表示。可以做连续的关阀方案计算。
　　 ④关阀方案数据查询及报告生成　　
可以查询受影响管段、节点、用户及应关阀门的属性数据，并可以生成文本报告，以便编辑、打印。
　　 ⑤图形打印　　
利用AUTOMAP3.0的打印命令打印图形。
　　⑥复位　　
删除关阀方案计算后的结果数据标注及将颜色换为原来的颜色，以备再一次做关阀策略计算。
　　 ⑦结束　　
先将拓扑数据从内存中卸下，并断开与外部数据库的连接关系。然后退出子系统。