進行閥門管理研究的GIS應用

　　閥門管理是給水管網管理的重要內容之一。閥門的啟閉，是管網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；管網中的某一點停水時，需關閉哪些閥門；關閉閥門會對哪些用戶產生影響；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進行管網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據庫及其MIS系統。這種方法程序編制簡單，利用通用的數據庫管理系統如FOXPRO、ORACLE等就能達到要求。但它不能進行圖形的查詢，更不能進行爆管關閥等專業分析。 GIS系統將圖形數據與屬性數據連接在一起，進行統一管理。建立系統后，使用者可以進行由圖查數、由數查圖的雙向查詢操作，標有閥門精確位置的圖形、閥門的屬性數據能同時顯示在同一屏幕上，方便、直觀。
　　二、爆管關閥分析系統的建立
　　深圳市自來水公司建立了閥門管理的GIS系統，并在此基礎上開發了爆管分析的子程序。該系統包括8000多條市政管線，3000多個市政管線上的閥門，3000多個大用戶數據。現將系統的開發方法說明如下：
　　１．原始數據收集、整理
　　 公司繪制了全市的1∶10000市政給水管網圖，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．建立閥門數據庫、用戶及管線數據庫
　　為了查詢、統計及現場查找的方便，閥門的編號是按各條道路進行的。考慮到數據庫的通用性及AUTOMAP外掛數據庫的能力，我們選用FOXPRO的數據庫格式建立了有5000多條記錄的閥門屬性數據庫。　　我們同樣利用FOXPRO的數據格式，建立了8000多條管線、3000多個大用戶的屬性數據庫。
　　3.對圖形進行整飾，建立正確的拓撲關系　　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系的地圖。具體在閥門管理系統中，就是要建立正確的節點、管線、閥門的連接關系。
　　4.將管網圖形上的閥門、管線等圖形與數據庫中的閥門數據、用戶數據建立連接關系　　建立圖形中的管線、閥門與外部數據庫中的閥門、管線及用戶數據的連接關系，以便進行圖數的雙向查詢或進行爆管關閥分析時，搜索相關的閥門、管段用戶等屬性信息。
　　5.編制關閥分析程序　　上述的４步都是進行圖形和數據的整理，此后就要進行爆管關閥分析系統的二次開發工作。該系統是以AUTOMAP的內嵌開發語言AUTOLISP進行二次開發而成。包括閥門、管線、用戶等圖數的雙向查詢、編輯功能、數據統計功能及爆管分析功能等，現以爆管分析功能為例，說明開發的方法。
　　爆管分析功能模塊應具有管網中某一點出現故障后，能及時準確作出反應，表明計算管網停水應關的閥門、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系裝入內存，并建立與外部數據庫的連接關系。為計算關閥方案作準備。
　　 ②指定故障點　　
管網中的故障點可以是管段、節點或者閥門，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關閥方案計算　　
進行關閥策略計算。該子程序主要利用AUTOMAP3.0提供的拓撲分析函數FLOODTRACE函數　完成。
　　這些函數提供了網絡拓撲追蹤的功能，能從點、線建立的網絡拓撲中的某一點出發，自動追蹤該點的所有連線及相應的下游點，直到所經過路徑的阻力值之和大于指定值為止。這些函數能返回所有追蹤到點、線的拓撲ID號，從而得到相應的屬性數據。子程序利用這些函數，生成受影響管段、節點及應關閥門的數據，并在圖上用不同的顏色表示。可以做連續的關閥方案計算。
　　 ④關閥方案數據查詢及報告生成　　
可以查詢受影響管段、節點、用戶及應關閥門的屬性數據，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　　
刪除關閥方案計算后的結果數據標注及將顏色換為原來的顏色，以備再一次做關閥策略計算。
　　 ⑦結束　　
先將拓撲數據從內存中卸下，并斷開與外部數據庫的連接關系。然后退出子系統。