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    高校校园地下管线管理信息系统解决方案

一、高校校园地下管线管理信息系统概述                                     

       校方在校园物质文化方面所做的努力,不仅美化了学校形象,也为学生成长创造了良好的文化氛围和优质的生活环境。而地下管网作为这些物质基础设施的“经脉”,承载着各种物质流、能源流和信息流,因而校园管理者对地下管网管理的要求也越来越高,需要开发更高层次、更专业的管理软件进行管理,才能满足当前用户的要求。为此,采用地理信息系统技术和计算机技术,建立地下校园地下管网信息管理系统是非常必要的和可行的。

       校园地下管网信息管理系统将利用物探技术、测绘技术、计算机技术和地理信息系统技术,把校园的地下管线、基础地形及建筑设施信息以数字的形式获取和存储,系统具有输入、编辑、查询、统计、分析、输出、展示等多种功能,可以为校园提供准确的地理信息基础资料。校园地下管网信息管理系统的建立不仅能够提高校园的综合管理水平,而且为今后的建设和发展打下了良好的基础。


二、高校校园地下管线管理信息系统平台架构                                      

三、高校校园地下管线管理信息系统总体框架                                      

       根据高校校园地下管线信息化的管理目标,结合校园总体架构和面向服务架构的思想方法,提出高校校园地下管线管理信息系统总体构架,如下图:


       信息平台总体逻辑结构采用分层结构体系,各层之间相互独立,各层从上往下相互依赖,从数据、基础功能、到业务再到应用。层中各功能和到业务应用以组件方式进行设计和开发。

       从逻辑上信息平台分为三层:基础资源层、核心组件层、应用层。

       基础资源层:包括数据层和基础GIS平台层。

       核心组件层:主要指基础功能组件,以及对这些功能组件进行C/S封装组件和B/S组件。基础功能组件主要是指将数据管理、查询、统计、分析等核心单元功能进行封装的组件。

       应用层:包括平台提供的应用服务、专业管线单位的管理应用、以及城市规划、建设、管理单位或部门的地下空间规划管理业务应用。

四、高校校园地下管线管理信息系统应用框架                                      

       应用框架分三个层次:基础应用层、专业应用层和综合应用层。如下图:

五、高校校园地下管线管理信息系统管理体系                                      

       校园地下管网信息管理系统将利用物探技术、测绘技术、计算机技术、GIS技术等,把地理信息以数字的形式获取、存储、管理、分析、查询、输出、更新,为校园的建设与发展提供准确的地理信息基础资料。系统以地形图库和管网数据库为基础,并在此基础之上,建立了基本三维数据管理、GIS管理功能、管网数据管理、管线设计更新、管线综合分析、校园设施管理、校园环境管理、系统管理、等模块并留有与其它系统集成的接口。  

六、高校校园地下管线管理信息系统基本GIS管理功能                                      

       地图管理:系统对各专业管线及地形图分层管理,各图层可灵活叠加或单独显示。系统以地图工作空间管理地图的图层、叠加顺序、显示状态、显示范围比例等。可以设置自动加载地图空间。系统可以根据设置,根据定义书签、坐标、路名、建筑物等定位地图。

       图形编辑:图形编辑是地形图编辑管理模块中最重要的不可缺省的部分,是一个重要的维护管理工具,通过编辑能够改善绘图精度、更新图形内容、丰富图形表现力,实现图形综合,同时实现对各种图形文件(点、线、区等)或整个工程项目数据的储存、更新、备份。

       数据检索:提供数据检索功能,可以对系统中的数据进行多条件检索,如道路查询、建筑物查询、查找文字等。

       数据定位:系统提多种数据定位方式,将地图定位到指定位置,如道路名称、建筑物名称定位、坐标定位等。

       数据输出:数据输出是系统的重要功能之一,系统提供的输出功能包括:

       ① 按设定的区域输出图形和按标准图幅输出图形;

       ② 输出综合图,或输出管线专题图等;

       ③ 可以进行图幅整饰;

       ④ 输出查询统计信息。

       符号管理:系统提供管网设施管理所需的线型和符号库,各种图例符合《城市地下管线探测技术规范》(CJJ61-2003)的要求,并允许用户根据自己专业特点对系统提供的标准内容进行扩充、修改、删除,可以自行定制新的符号。

       数据转换:系统可以与多个系统的数据进行相互转换,包括:AutoCAD的dxf和dwg数据、MapInfo的mif数据、ArcView的shp数据等。

       系统工具:

       ① 系统提供多种操作工具,包括:距离量算、区域的面积和周长量算、对象距离量算等。

       ② 系统提供参数设置工具,包括:设置图层参数、实体颜色、点图式、线型、面图案等。

       ③ 系统提供视图操作:放大、缩小、漫游、全图、返回、鹰眼等。

       ④ 系统设置:保证系统功能正常运行的配置,如:管线配置、编辑配置、标注配置、符号配置等。

七、高校校园地下管线管理信息系统其它管理功能                              

1)管网数据管理

       管线查询统计

       ① 信息查询功能:可实现管线空间数据和属性数据的双向互动检索。

       ② 条件检索功能:按任意条件进行相关信息检索,并可进行模糊查询。

       ③ 区域查询功能:按照空间位置进行区域管线数据的查询与检索。区域范围可以为多种形式,如某地块范围,管线路由范围或任意矩形范围及多边形范围等。

       ④ 统计分析功能:用户可统计满足条件的管点、管线,统计的结果以直方图、立体直方图、饼图等形式表示。

       ⑤ 按照属性种类进行查询。可以单独对管线属性(管线类型、材质、管径、建设时间、所在位置等)、管点属性(测点性质、附属设施)以及管线与管点之间的拓扑关系进行查询。

       ⑥ 性质查询:可以对单一管线或全部管线进行查询统计,计算出管线的各种单项/综合长度,确定其普查工作量,并以表格等形式输出。

       标注功能:系统提供从管网点、线属性库中提取数据,进行管网点、线的标注的功能。如:坐标、埋深、管径、材质、交叉点坐标、扯旗标注等标注。

       管线专题图:系统可以制作管线专题图,如将指定区域的数据裁剪出来,包括地形和管线数据进行整饰,将其打印输出。

2)校园建筑管理

       对校园内的所有建筑物进行分类,对公用房屋、学生宿舍、家属住宅等统一管理可对各建筑物房间内的设备设施进行记录,方便用户对这些数据的查询统计和更新以及外景图浏览。

       修缮管理:对建筑物的修缮内容和立项、审批以及经费做记录管理。

3)校园环境管理

       对各种草坪、树木、广场、景观等环境设施进行查询统计属性浏览。还可以对绿地设施的养护,景观设施的维护信息进行记录查看。

4)管线设计更新:为了保证管线数据的现势性,系统提供多种灵活、方便的管网数据设计和更新方法。主要包括:

       批量管网数据导入:根据数据的组织方式,系统给出了三种批量数据导入的方法:测量格式数据导入、点线库方式管网数据导入、CAD格式数据导入,用户可根据自己的实际情况采取不同的方式更新数据。

       ① 测量格式数据导入:有时管线竣工后,只有其竣工测量数据(如用全站仪测量得到的数据),本系统提供的“外业展点”功能可将多种存储方式的测量数据直接转换为本系统的数据,并生成图形和属性表。

       ② CAD格式数据导入: AutoCAD的数据格式是使用最普遍的格式之一,许多建设单位在管线竣工后,提供了管线的CAD格式的数据,本系统提供的“CAD 数据导入”功能可以将CAD格式(dxf、dwg)的数据转换为本系统的数据,并生成图形和属性表,如果原CAD数据中没有管线属性信息,还需在系统中追加相应的属性。

       ③ 点线库方式管网数据导入:通常专业管线探测单位都是采用“外业勘测→形成点、线属性表→将属性表直接转入管线系统”的一体化建库方式,本系统提供工具可将由探测到的管线点线库格式的数据直接导入系统中。批量管线数据导入到系统中后,利用系统的合并功能,能够将新加的数据合并到原有的数据中,使之新数据与原有数据成为有机的一体,便于系统使用。

       管网数据增加

       ① 参照加点:距一个或多个参照物一定距离和角度增加独立点。  

       ② 解析加点:利用解析法或直接输入坐标增加独立点。

       ③ 解析加线:利用解析法或直接输入坐标增加线和点。

       ④ 插入点:在指定的线段上插入一个点。

       ⑤ 连接点:将选择的点连接成管线。

       管网数据修改

       ① 移动点:移动管线点到指定的位置。管点移动后,其与管点相连的管线的位置也将随之发生变化。

       ② 修改属性信息:可以修改管线、管点的属性数据,如:管线的管径、材质,管点的类型等。

       ③ 修改参数信息:可以修改管线、管点的相关参数信息,如:管线的类型、颜色,管点的图式等。

       ④ 管线反向:将管线反向。起点、终点及属性互换。

       ⑤ 属性克隆:将一条管线或一个管点的属性赋值给同一种类的其他管线或管点。

       管网数据删除与废弃

       ① 管线删除:从系统中删除该段管线的图形及属性信息,则管段关联的其它设施同时删除;

       ② 管线废弃:将该段管线标记为废弃管线,以正常管线相区别,同时该段的相关设施同时标记为废弃管点。

       ③ 废弃管线的恢复管理:将标记为废弃管线、废弃管点的数据恢复为正常数据。

       竣工数据检查:对入库数据进行拓扑、属性检查,保证数据的正确性。

5)管线综合分析

       城市地下管线敷设在地下,在通常情况下人们看不见、摸不着,系统的管线分析功能可以帮助人们较直观的了解到地下管线的现状、分布和走向、管线间的相互关系,并且可以在发生管线事故时为制定处理方案提供技术支持。主要功能包括:管线的横、纵断面图分析,管线碰撞分析,管线爆管分析和关阀搜索,抢险分析,管线连通分析,管线预警分析,管线上下游追踪分析,管线的三维浏览和查询,最短路径分析,水平、垂直净距分析等。

       横断面分析:系统可根据管线数据在任意位置生成管线的横剖面图,以便于查看管线间的空间位置关系,并可查询各个管线及剖点处的属性信息。

       纵断面分析:系统可根据管线数据生成一段到多段管线的纵剖面图,查看管线的走向,并可查询该管线及管线点的属性信息。

       抢险分析:系统的‘设施搜索’功能可以在某一范围内查找想要的管网设施,主要用于消防抢险时查找消防设施,如消防栓等。

       碰撞分析:在管线设计过程中,需要将设计管线与已知管线进行碰撞检查,以分析所设计的管线是否与已知管线发生冲突,并可计算管线间的垂直、水平净距。

       爆管分析:对于压力管线,可以通过漏点的确定,查询影响到漏点的阀门,确定关阀方案,便于维修和应急处理。如果管网设施和用户建立了关联,可以进行影响用户分析,这给专业管线部门的管线设施日常管理和维护带来便利。

       连通分析:用于管线数据检查,检查管线上两点间是否连通。

       追踪分析:用于管网的流向追踪,可以进行上游和下游的分析,一般用于分析排水管网的排污口等设施。

       预警分析:用于警示用户哪些管道超越了保质期限,应及时更换以免发生危险。

       水平净距分析:用于检查一条管线与其它管线进行水平方向上是否发生碰撞,并标出最小净距。

       垂直净距分析:指定一条管线,可能会有多条管线与其在水平方向上相交,此功能就用于分析指定的管线与这些管线在垂直方向上的垂直净距。

       最短路径分析:查找并显示出管线、道路、道路中心线或其它线型实体上,两点之间最短的通路。

6)系统管理功能

       系统提供完备的安全机制,除操作系统和数据库的权限控制外,管线系统本身提供用户使用权限设置,并记录用户使用时间和操作内容,提供系统备份和恢复功能。

       用户账户管理:对登陆系统的用户进行管理,包括:创建用户、删除用户、查看用户信息等。

       用户权限管理:对登陆系统用户的权限进行管理,如设置用户权限、修改权限等。

       数据库管理:对系统使用的数据库进行维护,包括:数据库的备份、恢复等。

       系统设置:对系统进行必要的设置,以保证系统正常运行。

       日志管理:系统记录每个操作人员对登陆管线系统的时间和操作内容,并生成的日志文件,可以对日志进行管理。

7)与其他系统集成

       校园地下管网信息管理系统为其它业务系统预留了数据交换接口,能够实现与校园数字化平台高度集成,同时还可以将其他系统有机的结合,为管网性能的整体评价、管网整修、应急方案和预警、不同预案的评估、新区规划的整体设计等提供交互式的决策依据。