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1、第20卷第4期华 中 科 技 大 学 学 报(城市科学版)Vol.20No.42003年12月 J.ofHUST.(UrbanScienceEdition)Dec.2003城市供水管网GIS系统中关阀分析的研究与实现12黄 玲 盛克苏(1.广州市城市规划自动化中心,广东 广州 510030;2.暨南大学,广东 广州 510632)摘 要:分析了目前城市供水管网GIS系统中关阀分析存在的不足,提出了建立供水管网数据拓扑关系和阀门控制关系的解决思路.通过实例,探讨了在系统中建立关阀分析机制的详细方法和实现流程,
2、并将该方法成功地应用于实践.关键词:供水管网; 关阀分析;GIS; 拓扑关系; 控制关系中图分类号:TP319:TU991 文献标识码:A 文章编号:100025730(2003)0420085204 近几年来,为适应城市供水管网高速发展及市民对供水服务质量要求提高的需要,建立基于地理信息系统(GIS)技术的供水管网管理信息系统已成为国内各自来水公司追逐的热点.目前的供水管网GIS系统大多只停留在对管网资料的[1]管理上,如何利用GIS系统进行关阀分析的研究很少,尚没有建立科学、高效的关阀分析功能.图
3、1 不考虑支管情况下的阀门分析结果若将结果应用于实际生产,一是造成人力物1 关阀分析存在的问题力的浪费,耽误抢修时间,因为要关闭一些不需关根据图论的基本原理,城市供水管网是一个闭的阀门;二是无法准确地确定受影响用户名单.完整的“连通图”,在环状管网中,由水源点至管网传统分析方法主要存在以下三方面的不足.[2,3]任意点之间可有许多条“路径”.关阀分析在a.关阀分析效率低.在所需处理的数据量不GIS技术中属于网络分析范畴.建立数据间合理大的情况下,其运行速度和所得结果令人满意.但的拓扑关系是实现网络分析的高效
4、方法,但目前对于大中城市的供水企业,由于管网数据量庞大,许多常用的GIS软件并没有专门建立网络拓扑而且除了确定应关阀门之外,还要确定受影响用机制.因此,目前的供水管网GIS系统多采用如户,采用这种方法很难满足要求.下方法来实现关阀分析:首先获得事故点所在管b.难以全面考虑专业特点.自来水管网中普段的起、止端点,然后分别以起、止端点为中心,按遍存在“环状管”和“支管”,支管的水流方向是单一定的搜索半径(往往很小)搜索与之相连的管段向的,当与这些支管相连的环状管上的阀门关闭[3]进行遍历,最终得到相关的阀门.后
5、,支管就会停水.如图1所示为某市自来水管线的局部,当c.分析结论不可靠.由于受到搜索半径和水J21点处爆管时,在没有考虑“支管”的系统中,关流方向的影响,按现有阀门分析方法得出的结论阀分析功能得到的结果是J25,J18和J115处的可能产生不用关闭的阀门被关闭和应影响到的区阀门都需关闭.而实际上J18和J115处的阀门是域没指出等问题.无须关闭的,因为它们后面所连的都是进户管.由2 关阀分析机制设计于将J18和J115处的阀门认为是应关闭的,所以搜索到这两点就停止了,阀门后面的水表C17,2.1 网络拓扑的
6、建立C18和C19也就无法进入受影响的用户名单了.针对关阀分析中现存的问题,提出建立并维收稿日期:2003205220.作者简介:黄 玲(19722),女,工程师;广东,广州市城市规划自动化中心(510030).©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.· 华 中 科 技 大 学 学 报86·(城市科学版)2003年护供水管网拓扑关系的方案(表1),将每段管网为它的层级.图2中各阀门所处的层级见表4.
7、的编码、管网起点管点的编码和管网终点管点的表2 阀门控制信息表结构[4]编码作为一条记录组成管网拓扑信息表,存储字段名说 明数据类型在关系数据库中.供水区内的所有管线通过拓扑阀门号阀门的编号Char(11)控制阀门直接控制此阀门的阀门编号Char(11)关系构成了一个连通的大网.表1 拓扑信息管段编码FromTo⋯⋯⋯2030eeG1032030eeV232030eeB1362030eeG1042030eeB1362030eeB1372030eeG1052030eeB1372030eeV242030eeG
8、1062030eeV242030eeV25⋯⋯⋯ 注:‘2030ee’为图号,‘G’代表管段,‘V’代表阀门,‘B’代表分支.采用这种表结构的好处是:可以方便、高效地进行网络拓扑分析;当进行开岔等图形编辑时,拓扑信息的更新较为简便;可以在此表的基础上快速生成水力分析所需的图形数据.图2 管 网2.2 阀门间控制关系的建立表3 阀门控制信息要使供水管网GIS系统能真正应用于生产,阀门号控制阀门阀门号控制阀门阀门
