1 城市供水管网地理信息系统建设概述
近年来，我国城市快速发展，城市供水行业已经称为城市经济发展和推动社会进步的基础产业，供水管网也随之快速变化，并呈现出更新快，规模大，分布复杂的特点。传统的管网管理模式已很难适应其变化。许多水司从科学管理和可持续发展角度出发，逐步建立以供水管网地理信息系统（以下简称管网GIS）为基础平台的管网管理模式[1]。本文以苏州市自来水公司管网GIS为例，共同探讨其在实际使用中的管理，数据更新及应用情况。
2005年，苏州市自来水公司开始建设管网GIS，该系统在2007年12月验收合格并正式运行，至今已经成功运行了近五年。管网GIS的使用实现了管线资料逐步从纸质到电子化的过渡。现行的管网GIS，存储了总长1685 km（DN 100以上）的供水管线，包含了超过19万个管网节点数据，覆盖了公司约570 km2的全部供水范围。2012年，公司结合自身需求，在现有管网GIS的基础上，建立了管网巡检养护系统，进一步扩展了管网GIS的应用范围。图1显示了管网GIS的操作界面。
图1 管网GIS操作界面
管网GIS的使用，为供水生产、建设、经营服务决策等提供技术支持，提高了公司管网的精细化管理水平，为公司带来了直接的经济效益和良好的社会效益[2]。
2 管网GIS数据的动态更新
2.1 管网GIS数据的更新
“三分技术，七分管理，十二分数据”，数据是管网GIS存在的最重要意义[3]。为保证管网数据的及时更新，公司于2007年底设立管网地理信息中心（以下简称GIS中心），专门负责管网GIS的数据更新和维护工作。
GIS中心成立后，制定完整的管理规则和规范的数据更新流程。首先，创造性的采用“工程—工程师负责制”，实现了新铺管线从开工、施工到验收的全程参与；其次，采集所有DN100以上管线数据，并对DN500以上重要管线采用“事中测量”的方法，即在管线铺设覆土前，现场采集转折点、三通点和阀门等坐标及其他属性；最后，实行“内外业一体”的工作模式，外业使用GPS和全站仪等采集数据，内业通过计算机编辑后录入管网GIS中。
从2006年到2012年9月底，GIS中心累计完成了899 km（DN100以上）的管网数据更新工作，平均每年约128 km，更新比例超过了供水管网总长的50％。管网GIS数据的动态更新，充分保证了管网GIS数据的及时性和完整性。
2.2 管网GIS数据的改错和修正
在管线普查阶段，受测量单位掌握的管线资料、采用的设备和技术限制，导致录入管网GIS的某些数据与实际情况不相符。为此，GIS中心建立了规范的改错流程，采用多种方法修正数据。第一，建立多部门信息交互平台，鼓励使用部门发现管网GIS中的问题，核对后及时改正；第二，增加管网GIS数据动态效验点，对施工开挖管线实行“见管测量”，效验数据；第三，结合巡检养护系统，在抢修漏点和巡线管网中进行属性核对，保证数据准确性。
3 管网GIS在供水管理中的应用
3.1 管网动态数据的统计分析
管网GIS其特有的空间分析功能和可视化的表达方式，不仅仅是管网资料的简单数字化，更能结合地图对实现管网数据进行直观的查询、统计和分析。苏州市自来水公司通过管网GIS数据的动态管理，保证了数据的完整性、准确性和及时性，并以此为基础，将对管网GIS的应用从原先的以查询和统计为主逐步向重视数据分析转变。
通过分析，挖掘管网数据间的关联关系，对管网进行主动维护。如根据管网GIS中管龄和管线资产数据的分析，能对接近或超过使用年限的供水管线主动制定更新计划，从而减少爆管、漏点情况的发生 [4]。同时，GIS中心还为其他部门定期提供最新的管网分布图，测压点分布图，大用户水表分布图等。这些都提高了公司管网数字化管理水平和工作效率。
3.2 对供水水力模型系统及科学调度系统的支持
供水水力模型是以管网GIS数据为基础，结合监测系统的数据，建立管网的宏观动态模型，用于指导和预测供水期间的调度方法。管网GIS为水力模型系统提供最新的管网数据，提高了调度系统的安全性，将监测系统的离散型数据存储和分析，能更全面反映管网压力状况。以管网GIS为数据支持的科学调度，在满足了安全、合理的目标需求后，还能为企业节能降耗。
3.3 与巡检养护系统的协同工作
巡检养护系统是结合管网GIS，利用办公自动化、移动GIS、通信和GPS等技术，实现对供水管网设施巡检、维修、养护一体化的解决方案。管网GIS与巡检养护系统的协同工作，主要表现在以下几个方面：⑴ 在施工现场，结合管网GIS量算功能，并通过GPS确定管线位置，提醒施工方安全施工，减少供水管线被挖破的现象；⑵ 在检漏工作中，通过管线定位和查询功能，检漏人员能掌握管线走向、材质、口径等情况，提高漏点查找的精确率，减少年爆管次数和漏损率；⑶ 在管网巡检中，将现场情况与管网GIS对比，实时反馈阀门、消防栓等信息，确保附属设施的完好率和准确率；⑷ 利用管网GIS的爆管分析功能，抢修人员能及时正确关闭阀门，避免漏关和错关阀门的情况发生，降低因爆管而造成的经济损失。
3.4 系统间的数据共享和使用
除了科学调度系统和巡检养护系统之外，管网GIS还能和其他供水管理系统相互支持。如SCADA监测系统与管网GIS结合，一张图整体显示压力分布情况，便于今后测压点维护，还能对测压点加密提供辅助决策。供水管理的各个系统都在其使用范围内发挥着重要作用，随着系统种类不断增多，系统间的数据共享越来越重要。管网GIS是供水管线的基础数据，能为其他系统提供各种底层数据支持，并可以以管网GIS为接口，实现系统间的数据综合和共享，逐步实现不同系统平台的整合，解决供水数据中信息孤岛问题，进一步提高供水管网数据的一致性和完整性[5]。下图2反映了管网GIS与多系统之间数据共享与应用。
图2 管网GIS与多系统之间数据共享与应用
4 城市供水管网管理展望
管网GIS在供水企业中的使用，已经逐步改变了原有纸质管线资料和人工经验的管理模式。数字化的管线管理方式方便了企业使用管网资料，提升了企业管理水平和服务水平。
在实际工作中，我们也发现了一些需要改进的地方，如应对供水突发事件响应不及时，各部门之间工作衔接不够密切等。我们可以在今后的供水管网管理中逐步引入物联网技术，将传感器设备与供水泵站，阀门等管网设施相连，结合互联网技术，进行在线实时监测，实时感知整个供水系统的运行状况，完成对供水管网的远程监控、自动报警、控制和维工作，实现“管理、控制、维护”一体化管理，将供水管理从“数字水务”向“智慧水务”转变。
参考文献：
[1]戴雄奇.城市供水管网GIS系统的建设管理与维护[J].中国给水排水.2011,27(10):21-24.
[2]叶福军.基于WebGIS的城市供水管网系统的设计与实现[J].计算机应用与软件, 2009,26(3):121-124.
[3]杨斌. GIS在城市供水管网信息系统中的应用[J].供水技术, 2007,1(5):47-50.
[4]张重阳.数据挖掘在MapGIS供水管网GIS事故处理中的应用[J]. 科技风, 2008(24): 27-28.
[5]王小梅.城市供水辅助决策及供水运行优化设计[D]. 北京: 北京工业大学, 2007.
作者：任慧举 刘 菁 高域亮
（苏州市自来水有限公司，江苏苏州沧浪区东环南路2号供水管网所 215008）
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