管线管理信息系统的功能需求

9.5.3　管线管理信息系统的功能需求

管线管理信息系统除给用户及管理人员提供查询、统计、制表、输出等管理功能之外，还应充分利用空间信息系统的空间分析功能，结合管线本身物质、能量、信息流的特点，实现相关的空间分析，如网络的最优路径与负荷、管线断面分布、故障影响等方面的分析，以提供可靠而准确的决策信息。

1.网络分析

各类管线本身构成了一个完整的网络体系，它们是网络分析的基础。网络负荷分析是第一类应用，利用该功能可以求解各变电站的服务范围，以及通信线容量是否够用等问题。最短路径是第二类，利用它可以求解最小连通树，这对于电信线体系中优化管线结构(最优管线埋设)、扩展服务范围有较大的参考价值。故障影响分析是第三类，如果某一条线路出现故障，通过系统应能立即找出受影响的区域，并且给出由网络的其他部分提供服务的最优方案，对于管线网中的控制点(如阀门、变电站、分线箱等)，给出是否关闭的指示。在某些网络如电力网中，当某一位置出现故障时，通过物理手段可以测出故障点到控制中心的最短路径距离，这时在网络系统中进行路径反算(扩展操作)，可以确定故障点的实地位置。能找出实地位置的原因在于，管线数据是以基础地理数据作为参照的。

2.施工影响分析

如果某段管线需要进行施工，可以预先用系统模拟这段管线被切断后所产生的影响，并且通过管网体系做出被影响区域的补偿方案。同时，管线施工对道路交通及附近的建筑会带来一些影响，利用系统可模拟各种施工方案影响的程度，从而确定最佳的施工方案。

3.截面分析

对于地面上的构筑物，可以用实地照片来描述其空间形态，而对于地下管线则不能采用这种方法，一是因为管线是一种较长的线状实体，二是因为大部分管线埋设于地下，只有主体线路通过沿道路的涵洞铺设。为了模拟地下管线的分布情况，可以利用管线所带的属性进行截面分析。截面分析不是三维分析，它只是垂直面上的分析，可分为沿管线方向的纵截面和与管线相切的横截面两种。

管线两端的管线点具有埋设深度、管线顶和底的深度等属性，只要知道该点以上地面的高程，则其竖向位置即可确定。图9-9是管线纵、横截面的示意图，纵截面的运算是一个较为简单的过程。

图9-9　管线的纵截面与横截面

横截面的生成要复杂一些，其运算可分为如下的过程:①由用户自定义一条截面线;②计算该截面与经过它的各管线的交点的平面位置;③确定交点处的高程，这需要应用直线内插公式;④求出交点的管口断面形状，若截面与管线垂直相交，则为一圆;若非垂直相交，则为一椭圆;⑤涵洞的截面也应计算。归纳起来，运算中也就是求出切点的平面坐标、竖向高程及切口形状，这些运算及图形的显示需由用户编写程序，有些GIS软件中则已有此功能。

除以上的基本分析方法之外，系统还应能够对城市的老区改造或新区改造给管线的布局、容量带来的影响进行估计，并模拟各类解决方案。例如，一个小区的建设会对供电、供水、通信等方面提出新的要求，如果说这类新建项目一般有详细的管线规划，那么旧城区内兴建一幢二十多层的写字楼则只能依据现有条件进行调整。

各类管线分属于城市建设的各个部门，每类管线内部还有许多专业化的信息及技术要求，需要有针对性的详尽系统分析。本节只是给出了一般管线的普通属性信息，没有给出各类管线的全部信息及需求。