進行閥門管理研究的GIS應(yīng)用

　　閥門管理是給水管網(wǎng)管理的重要內(nèi)容之一。閥門的啟閉，是管網(wǎng)局部停水檢修的惟一方法，同時也對用戶造成直接影響。閥門管理工作中還存在許多問題：難以確認閥門的準確位置；閥門能否正常啟閉；管網(wǎng)中的某一點停水時，需關(guān)閉哪些閥門；關(guān)閉閥門會對哪些用戶產(chǎn)生影響；等等。這些問題靠人工管理是難以解決的，于是利用計算機技術(shù)進行管網(wǎng)閥門的管理就成了一種必然。
一、計算機進行閥門管理方法簡介
　　計算機進行閥門管理最簡便的方法是建立閥門數(shù)據(jù)庫及其MIS系統(tǒng)。這種方法程序編制簡單，利用通用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)如FOXPRO、ORACLE等就能達到要求。但它不能進行圖形的查詢，更不能進行爆管關(guān)閥等專業(yè)分析。 GIS系統(tǒng)將圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)連接在一起，進行統(tǒng)一管理。建立系統(tǒng)后，使用者可以進行由圖查數(shù)、由數(shù)查圖的雙向查詢操作，標有閥門精確位置的圖形、閥門的屬性數(shù)據(jù)能同時顯示在同一屏幕上，方便、直觀。
　　二、爆管關(guān)閥分析系統(tǒng)的建立
　　深圳市自來水公司建立了閥門管理的GIS系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了爆管分析的子程序。該系統(tǒng)包括8000多條市政管線，3000多個市政管線上的閥門，3000多個大用戶數(shù)據(jù)。現(xiàn)將系統(tǒng)的開發(fā)方法說明如下：
　　１．原始數(shù)據(jù)收集、整理
　　 公司繪制了全市的1∶10000市政給水管網(wǎng)圖，并在圖上精確繪制了市政管線上的閥門，并對每一閥門定制了閥門卡片，編號存檔。
　　２．建立閥門數(shù)據(jù)庫、用戶及管線數(shù)據(jù)庫
　　為了查詢、統(tǒng)計及現(xiàn)場查找的方便，閥門的編號是按各條道路進行的。考慮到數(shù)據(jù)庫的通用性及AUTOMAP外掛數(shù)據(jù)庫的能力，我們選用FOXPRO的數(shù)據(jù)庫格式建立了有5000多條記錄的閥門屬性數(shù)據(jù)庫。　　我們同樣利用FOXPRO的數(shù)據(jù)格式，建立了8000多條管線、3000多個大用戶的屬性數(shù)據(jù)庫。
　　3.對圖形進行整飾，建立正確的拓撲關(guān)系　　利用AUTOMAP提供的整飾功能，對圖形進行整飾，整理成為具有正確拓撲關(guān)系的地圖。具體在閥門管理系統(tǒng)中，就是要建立正確的節(jié)點、管線、閥門的連接關(guān)系。
　　4.將管網(wǎng)圖形上的閥門、管線等圖形與數(shù)據(jù)庫中的閥門數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)建立連接關(guān)系　　建立圖形中的管線、閥門與外部數(shù)據(jù)庫中的閥門、管線及用戶數(shù)據(jù)的連接關(guān)系，以便進行圖數(shù)的雙向查詢或進行爆管關(guān)閥分析時，搜索相關(guān)的閥門、管段用戶等屬性信息。
　　5.編制關(guān)閥分析程序　　上述的４步都是進行圖形和數(shù)據(jù)的整理，此后就要進行爆管關(guān)閥分析系統(tǒng)的二次開發(fā)工作。該系統(tǒng)是以AUTOMAP的內(nèi)嵌開發(fā)語言AUTOLISP進行二次開發(fā)而成。包括閥門、管線、用戶等圖數(shù)的雙向查詢、編輯功能、數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能及爆管分析功能等，現(xiàn)以爆管分析功能為例，說明開發(fā)的方法。
　　爆管分析功能模塊應(yīng)具有管網(wǎng)中某一點出現(xiàn)故障后，能及時準確作出反應(yīng)，表明計算管網(wǎng)停水應(yīng)關(guān)的閥門、涉及的管段、影響的用戶。該模塊包括以下子程序：
　　 ①初始化　
初始化的功能是將拓撲關(guān)系裝入內(nèi)存，并建立與外部數(shù)據(jù)庫的連接關(guān)系。為計算關(guān)閥方案作準備。
　　 ②指定故障點　　
管網(wǎng)中的故障點可以是管段、節(jié)點或者閥門，使用者可以在圖上用鼠標指定。程序返回故障點的拓撲ID號。
　　 ③關(guān)閥方案計算　　
進行關(guān)閥策略計算。該子程序主要利用AUTOMAP3.0提供的拓撲分析函數(shù)FLOODTRACE函數(shù)　完成。
　　這些函數(shù)提供了網(wǎng)絡(luò)拓撲追蹤的功能，能從點、線建立的網(wǎng)絡(luò)拓撲中的某一點出發(fā)，自動追蹤該點的所有連線及相應(yīng)的下游點，直到所經(jīng)過路徑的阻力值之和大于指定值為止。這些函數(shù)能返回所有追蹤到點、線的拓撲ID號，從而得到相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)。子程序利用這些函數(shù)，生成受影響管段、節(jié)點及應(yīng)關(guān)閥門的數(shù)據(jù)，并在圖上用不同的顏色表示。可以做連續(xù)的關(guān)閥方案計算。
　　 ④關(guān)閥方案數(shù)據(jù)查詢及報告生成　　
可以查詢受影響管段、節(jié)點、用戶及應(yīng)關(guān)閥門的屬性數(shù)據(jù)，并可以生成文本報告，以便編輯、打印。
　　 ⑤圖形打印　　
利用AUTOMAP3.0的打印命令打印圖形。
　　⑥復位　　
刪除關(guān)閥方案計算后的結(jié)果數(shù)據(jù)標注及將顏色換為原來的顏色，以備再一次做關(guān)閥策略計算。
　　 ⑦結(jié)束　　
先將拓撲數(shù)據(jù)從內(nèi)存中卸下，并斷開與外部數(shù)據(jù)庫的連接關(guān)系。然后退出子系統(tǒng)。