5 系统功能设计
结合供水地下管网信息化建设的具体情况，以及城市管线信息化建设的专业特点，采用先进的计算机网络技术、GIS 技术、大型数据库管理技术， 构架集中管理、分散控制的体系结构，实现城市管线资源的高效管理和科学统计分析，建立一个实用、安全、可靠、综合、高效的城市供水管网系统,旨在对城市供水管网相关数据进行综合管理，并通过完善的数据更新与交换机制实现数据的动态更新与维护,同时相关组件封装成 SDK，为其它单位提供二次开发接口，系统包含供水管网地理信息系统（GIS）和供水管网远程数据采集与监控系统（SCADA）两个子系统，系统将从管网数据管理、设备管理、数据查询统计、应急处置、应用分析、供水运行调度、分区计量等方面研发供水管网信息化系统。
6.1 供水管网地理信息系统（GIS）
系统将采用 GIS 方式实现对供水管网系统中所有管线、设备、构筑物（水池、水塔等）空间位置信息、属性信息（如埋深、材质、年代、口径、连接、用途等）进行统一的数据管理，系统提供完整的数据管理功能，主要包括管网数据查询、信息统计、数据监理查错、数据更新入库以及数据输出等功能；以及包括管网设备的信息管理、管网设备日常维护管理、应急事故辅助决策分析以及数据空间分析等功能。为长泰县的供水地下管网数据及相关设备信息的管理、更新和维护工作，提供全面、可靠的系统功能。
6.1.1 管网数据管理功能
系统提供完整的管网数据管理功能，用于实现供水管网数据的动态管理，系统功能主要包含：供水数据入库、数据管理、数据编辑录入、供水专题数据输出和设备多媒体数据管理。
6.1.2 管网设备管理功能
结合供水管网设备的整个生命周期进行管理，系统可以对处于规划、设计、施工、投运、维护、计划报废、报废等各阶段管线进行综合管理，用户可以根据需要随时查看处于任何阶段的供水管网设备。
6.1.3 管网日常管理功能
针对供水管网日常管理工作的需要，需提供下列功能支持。
6.1.3.1 查询功能
针对供水管网段、阀门、检修井等管网设备，提供空间数据和属性信息间的双向查询功能，用户可以通过选中某一设备查看其属性信息，也可以通过选择合适的查询方式并填写属性值来查找符合条件的设备。
6.1.4 管网维护功能
当供水管网发生修扩建工作时，可以利用系统提供的一系列编辑功能对系统中的管网数据进行维护，使其与管网埋设的现状保持一致。
6.1.4.1 设备信息管理
通过在管网图上属性信息窗口，实现供水管网设备信息的管理功能。
6.1.5 应急处理功能
系统提供管线事故处理的一系列相关功能，包括爆管事故分析、二次关阀、停水区域分析、预案管理、应急指挥等。
6.1.5.1 爆管事故分析
针对给水管线爆管事故，提供具有针对性的分析功能，首先给出初步关阀方案，若存在阀门失灵等情况，可以进而生成二次关阀方案。同时，可以根据分析得到的关阀方案，分析受影响的用户范围，并在当前管线图上展示。
图 6.16 爆管分析
6.1.5.2 二次关阀
对于生成的关阀方案若存在阀门失灵等情况，可以进而生成二次关阀方案， 二次关阀方案也会在在当前管线图上闪烁显示，并同时输出阀门关阀表。
6.1.5.3 停水区域分析
根据分析生成的关阀方案，可以进一步分析得到将会停水的区域，并在当前管线图上以红色区域框出，并提供受影响区域相关信息并生成报表。
图 6.17 停水区域分析
6.1.5.4 预案管理
用户可以使用本系统对供水管网事故的应急预案进行动态管理，系统提供包括预案管理、查看、编辑等相关功能，可以为管线事故的应急工作提供支持。
系统可以根据用户设定的参数，模拟管线事故的发生和应急处理工作。通过事故演练，可以发现现有应急预案的不足，及时修正预案，为今后的事故处理提供保障。
6.1.5.5 应急指挥
在供水管网事故发生时，系统可以提供应急工作的指挥调度功能，根据当前事故情况，生成应急处置方案，并将调度方案发送至各应急车辆的车载终端上，提高应急车辆指挥效率，有效减少事故的损失。
6.1.6 决策分析功能
系统提供一系列空间分析功能，可以有效帮助用户直观的查看某一位置处供水管网的空间分布情况。
6.1.6.1 剖面分析
可以对供水管网所在位置进行横断面和纵断面分析，以剖面图的形式表现管线与周围地物间的空间关系。
横剖面分析：管线管理员通过横剖面分析工具，在与管线的相交方向划定一相交直线，并选择所要生成的管线图层，可生成相交点管线的横剖面分析图， 并可以打印输出断面图件和相交点的属性信息。
图 6.18 横断面
纵剖面分析：具有权限的用户使用纵断面分析工具在图上选中需要分析的管线要素，系统会沿该管线方向生成剖面图，用于帮助用户了解该管线和道路面间的空间位置关系。
6.1.6.2 净距分析
可以通过水平净距和垂直净距的计算，判断供水管网埋设方式的合理性。垂直净距分析：通过系统选择工具选择管线上的某一点位置，系统功能将
根据当前位置，计算它敷设的指标数据，其中包含计算与其它管线之间的垂直净距。
水平净距分析：用户可以选中两条管线，系统可以通过计算得出两条管线间的水平净距。
6.1.6.3 连通分析
通过空间分析，判断用户所选两管段间是否连通。若连通，则给出连通路径。若未连通，系统将通过管线闪烁的方式进行提醒。
6.2 供水管网远程数据采集与监控系统（SCADA）
由于城市供水地理位置分散，采集、控制功能要求稳定，安全性要求较高。供水管网远程采集与监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现管网压力、出入流量等的数据实时采集以及对各水厂出水量的控制，便于及时了解及控制远端生产运行情况，降低故障率，缩短检修时间，减少停水次数。各管网监测点的数据采集终端可自动采集管道压力、流量、水质等实时数据，并将信息传输到自来水公司的调度中心，调度中心通过对传输回来的数据进行分析，可找到出故障的地点，从而当一个远端出现故障时，能在最短的时间内解决问题。
系统将采用 B/S 结构，通过Internet 互连网和 GPRS 网络在线实时获得整个供水系统的运行状态信息，包括各水厂运行状态信息和管网运行状态信息，并可发出指令控制各水厂运行及对管网上的重要阀门进行远程调控。为保证整个城市的供水量、供水水压、供水水质（浊度、余氯、PH）的要求，实现对供水系统的水源、水库、水厂、泵站、水池及其管网水压、水量、水质（浊度、余氯、PH）等监测点进行数据采集，并对采集回来的管网运行数据进行分析展示、查询统计以及报表输出等，为用户提供一个直观、简单、实用的信息服务平台。
6.2.1 监测信息查询功能
6.2.1.1 GIS监测信息展示
为了能更加方便、直观的查看管网各监测点的实时数据信息。用户通过在供水管网 GIS 图上实时展示各个监测点的运行数据及工作状态，并可在站点列表中点击操作，实现各监控点的快速定位并显示信息。系统也提供了丰富的GIS 基本操作功能，如放大地图、缩小地图、前一视图、下一视图、漫游和全图显示等工具。
6.2.1.2 实时信息展示
系统每三分钟（可调）从各监测点获取最新的监测数据，并以列表的方式直观展示各监测点的运行数据（瞬时流量、管道压力、水质等）、工作状态及告警等信息；方便于全屏显示、或背投大屏显示功能。
6.2.1.3 历史信息查询
用户可通过查询功能，查询历史各时间点的监测数据，以及站点的告警信息。并可以将查询的数据信息结果导出生成Excel 数据表。
6.2.2 数据统计分析功能
6.2.2.1 监测信息数据统计
用户可根据需要，按自定义时段，日期，月份进行监测数据信息的统计功能，统计各监测点相关监测数据（如管道压力、流量等）的最大峰值、最大峰值发生时间，最小峰值，最小峰值发生时间，以及平均值、累计值等统计信息。
6.2.2.2 流量压力分析
通过流量压力分析图可以更直观的把实时监测数据通过图表的方式展现出来。用户可根据需要查询某个监控点某个时段的压力、流量的变化曲线。
6.2.2.3 实时信息统计
用户可通过实时信息统计图，选择多个需要比对的监控点，实时查看监控点的实时信息数据（如：瞬时流量、累计流量、管道压力等），并以图表更加直观的方式展示监控点的数据信息。
6.2.2.4 时期信息分析
用户可通过时期信息分析功能，对选择的多个监控点的监测数据（如：瞬时流量、管道压力、累计流量等）按照某个时期（时段、日期、月份）等方式进行分类分析统计，系统将以多条曲线的方式，展示各个监控点在不同时期的变化情况。为用户判断管网运行状况是否有异常和规律，作出更加有效、合理的数据分析支撑。
6.2.2.5 告警信息统计
用户可通过告警信息统计图，选择多个需要比对的监控点，统计输出各个监控点的监测信息告警（如：瞬时流量超限告警、管道压力超限告警等）的数量，并以图表更加直观的方式展示各个监控点的告警数量统计信息。
6.2.3 分区计量分析功能
系统通过 GIS 管理方式，对整个城市的供水管网进行区域化、网格化管理
划分，可根据管网的服务面积、管网长度，将供水区划分为多个可计量区域。并利用无线通信实时传输流量、压力、水质和漏损等数据，从而能够及时、准确地掌握各计量区的管网运行情况，为优化供水管理提供了科学依据。
6.2.3.1 供水分区计量
根据各个监测站点的计量值，用户可按给定的时间分析统计各个计量分区的供水量，并以树形结构的方式进行展现输出，更加的直现、简便。
根据各个监测站点的计量值，用户可按给定的时间分析统计各个计量分区的供水量，并以树形结构的方式进行展现输出，更加的直观、简便。
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