利用国产MAPGIS软件开拓供水管网综合计算机管理的新水平

佛山市供水总公司 周志全

　　佛山市是广东省珠江三角洲中的一个地级城市，历史悠久。开放改革的春风使佛山市经济得到较高速的发展。佛山市供水总公司正是在这个城市的发展中不断壮大，目前供水能力已达到100万立方米/日，日供水量也达到70多万立方米/日，供水管线长度达到近1000KM。在这个城市里有历史久远的街巷，也有开放改革发展起来的新区。新旧的供水管网就在这些地方延展，根据佛山经济发展的需要，原有人工查阅管线资料的手工方式已不适应时代的要求。佛山市供水总公司与中国地质大学合作，应用MAPGIS软件，开发“佛山市供水管网综合管理系统”。实现供水管网管理的科学化、现代化。这个系统从1997年开始准备，对系统总体设计方案几易其稿，终于在1999年开始实施。由于这个系统柔合了在国产GIS软件中水平相当高的中国地质大学中地公司的软件专家和佛山市供水总公司供水管网管理上实践经验比较丰富的合作伙伴，对MAPGI在供水管网综合管理方面的应用和探索有一些体会。

　　一、 系统设计应把安全性作为设计的重要原则。

　　地理信息系统是一种兼容存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，设计“供水管网综合管理系统”往往在实用性、可靠性（数据可靠性、系统可靠性）、完善性、科学性、规范性、经济性、可扩展性和可开放性、可操作性这些地理信息系统所共同的原则上加以充分的考虑。但是对于供水管网地理信息系统来说，它所服务的供水管网资料具有不同的特点，一是供水管网资料具有档案的严肃性、重要性，二是供水管网资料又具有变更性、时效性。加上供水管网绝大部分是埋在地下的，具有肉眼不可觉察，尽管供水管网的要素在地面，但也与地下部分错纵交汇。所以这些供水管网资料就成为我们使用的主要依据，但如上述的，它又具备变更性和时效性，要对供水管线资料进行补充、修改、删除。在这个时候安全性原则就特别重要，它的安全性原则包括。
　　1. 程序中应消除无意识操作引起的修改。
　　2. 凡有更改操作必须要有警告提示。
　　3. 建立新管网、换名存管网都要求能对数据源设置密码访问。“供水管网综合管理系统”是一个网络系统，由服务器与多个访问用户网点组成，除了对网点的功能规定外（即规定供水管网的修改权仅在供水管网档案室，计费水表的有关资料的修改只限于营业收费所）还要对操作人员进行授权密码操作。重要的地方还要设置操作员、复核员（甚至领导批准号令）才能实施修改生效。看起来似乎太复杂，可能觉得多余。但从供水管网计算机管理系统来说，在上面操作的是供水管网档案管理的行家，而不是计算机行家，他们在工作中常常要借助计算机硬件、软件维护人员的帮助，克服在计算机操作中的问题。但是在修改这些资料时只能相应的供水管网管理的人员，否则一但错误的信息输进，将永远成为一个错误的资料档案。这个资料不知道什么时候查询它，一旦查询并以它为依据将带来不可确定的多大的损失，严重的造成供水管线破坏，后果不堪设想。所以安全性原则在“供水管网综合管理系统“中是与其他地理信息系统中更为重要的设计原则。

　　二、 “供水管网综合管理系统”运行时在网络系统中正确处理浏览和编辑修改关系。

　　MAPGIS网络版的空间数据库引擎可在标准关系数据库环境下实现客户机/服务器结构，允许多个用户并发访问同一空间数据，例如“佛山市供水管网综合管理系统”是由一个服务器和10个网点组成。这些网点都是它的忠实用户，它访问的客户有：
　　1. 供水管网查询－－它可以是不同的网点用户访问同一区域地段的供水管网信息，也可以访问不同区域地段的供水管网信息。
　　2. 供水管网事故（爆管）分析及处理（关掣方案）。
　　3. 供水管网统计。
　　4. 供水管网辅助设计。
　　5. 供水管网管线资料的输入、编辑修改、删除。
　　6. 地形图地理信息资料的输入、编辑修改、删除。
　　7. 水表系统的查询。
　　8. 水表资料的输入、编辑修改、删除。
　　我们国家是一个发展中的国家，同样佛山市也是发展中的城市，既有新区的建设，也有旧区的改造。相应供水管网变化性较大，每天都有已竣工的供水管网的录入（包括新增、变更、替换和删除）。同时这个城市的供水管网也是24小时不停地运行，管网维护部门也24小时都有可能利用这系统资料进行工作。在城市供水管网地理信息系统尚未投入使用（即尚未接受用户查询）时，它可以实行正常的录入－校核－批准－编辑修改，用这样的工作程序保证地下管线档案资料进入综合管理系统时保证数据资料的准确性。但当城市供水管网综合管理系统投入使用后；正如上述，在一个服务器上如果获授权编辑修改管网的网站在这一区域正在录入管线，而查询的网站恰好又在访问这个地段，就有可能出现混乱，所以在网上操作（编辑修改全过程在网上进行）带来了问题，当然网上编辑速度快，其他访问用户能最快的速度知道最新的信息，这个对于水表管理部份是十分适用的，因为查询的用户查询到这信息混乱时没有带来不良的后果，而实际关键的划帐收钱是在新的资料输入后才执行的。但是供水管网的管线部份就不一样。网上录入的资料没有经过校核，审查就被查询的网点用户采纳了将带来不良后果，这也包括在录入的过程中暂时停顿也会把这并不完全的资料作完全资料被引用，这就给这套系统的准确性带来质疑。我们与中地公司的软件专家们经过多次商讨，中地公司提出两套管网数据同时工作的处理方法。我们认为这样处理解决了供水管网地理信息系统在运行中的查询和编辑修改的矛盾，同时也解决了安全性问题，这应对所有地下管线的地理信息系统都是共同的。我们认为中地公司MAPGIS这个软件上在适应地下管线地理信息系统上是一个新的发展。
　　两套管网系统同时运行的内容是；经建立普查通过验收的供水管网地理信息系统进行复制，即形成两套完全一样的管网地理信息系统，简称管网系统A和B，这时管网系统A= 管网系统B。
　　把管网系统A和B同时送到服务器上，但是设置密码所有的网点在日常工作中，不论何时，所有浏览操作都只能对应于管网系统A，只有经授权修改编辑供水管网的网点才能浏览管网系统B，这样供水管网档案资料管理部门可以在服务器上的专门网点对管网系统B的数据实施录入，编辑修改、删除工作，还可以顺利实现校核和审批的程序。经审批的新的管网数据资料使管网系统B具有最新的信息，综合管理系统提供工具让管网档案资料管理部门定时在网站上把管网系统B中已修改的管网数据传送到管网系统A中，到这阶段，管网系统B=A。那也就是说：A管网系统的数据始终是现势数据，也是所有浏览操作对应的数据，而B管网系统始终是只对授权的网站进行编辑修改的数据。如上述周而复此，不同网站不同需要，不同授权，不同功能，使“供水管网综合管理系统”里的数据资料能反映供水管网变化的最新数据资料，克服了过几年再一次性大规模重新全部修改的落后的管理模式，又不会出现修改时引起查询混乱状态。

　　三、 系统功能中“地形图库管理子系统”同样应具备“管网输入编辑子系统”中对已成图部份进行重新输入、删除、移动、剪断、联接等编辑功能。

　　“佛山市供水管网综合管理系统”由以下四个子系统组成。
　　1. 地形图库管理子系统。
　　2. 管网输入编辑子系统。
　　3. 管网管理子系统。
　　4. 事故处理子系统。
　　对于“地形图库管理子系统”它提供在空白状态下对地形图库的建立，而这个建立的方式在MAPGIS软件提供了十分丰富的成图方式：
　　它有：
　　1. 利用数字化仪输入成图。
　　2. 利用野外站仪、电子手簿输入成图。
　　3. 利用扫描仪数字输入成图。
　　4. 通过键盘输入点坐标方式。
　　5. 利用鼠标在图形窗口中定位成图。
　　6. 对于已经存储于文件中的图形、点、线坐标信息可以读入并自动成图。
　　7. 对于多种图形格式文件，及各种GIS软件系统的输出图形文件均可以被转换成系统可以接收的格式，同时，系统中的图形也可以通过格式转换为其它软件接收。
　　8. 在“地形图库管理子系统”内它还具有图形编辑的输出功能。特别是图形编辑对地形图在从空白到录入、接边、矢量代等到方面提供了很好的服务。但是正如本文开头所述，佛山市是一个发展中的城市，地形图局部变化是经常的事。而供水管线的定位当然可以从坐标通过卫星定位系统很快定出现场的准确位置。但是实际上，很多时还是通过地形地貌中相对位置来确定管线位置。所以供水管线邻近的地形变化及时描述到地下供水管网图内是十分必要的。我国许多兄弟水司都配备了一定数量的测绘人员及时把地下供水管线邻近的地形地貌变化的情况进行及时测绘。这就涉及到地形图也要经常性局部修改；即在已经成图的地形图库中进行数据变更。过去由于地下管线档案管理是传统人工管理和介质的存储方式。过十年八年，地形地貌日渐变化累积进来，原来的地形图就落后于现状很多，相应的供水管网资料在查阅时就比较困难。要更新新的地形图，再在新的地形图上画上新的供水管网。同样现在计算机地理信息系统也一样，不跟随着地形地貌及时变化的脉搏去进行相应的修改，会使我们供水管网的管理达不到现代化的管理要来。因此在“地形图库管理子系统”中应强化地形的重新录入、修改、删除等编辑修改功能。使在这个综合管理系统中供水管网及地形地貌都是最新的现势数据，同时也省去若干年后大规则重新建立的二次麻烦。

　　四、 提高网络版功能，提高服务器到网站的传输效率，保证准确性。

　　“佛山市供水管网综合管理系统”所使用的MAPGIS网络平台共有10个结点，即服务器下有10个网点，而这10个网站中有些网站如供水管网维修部门，将来拟建立新的供水调度中心，都是不间断地查阅这些管网数据的。而10个网点中相当一部份不在供水大厦同一楼办公，这就需要远距离传输。我们采用的是无线传输技术。当然无线传输技术是成熟的，但也有缺点，受天气干涉的因素不能不考虑，在恶劣天气下传输可能受影响。而恶劣天气下供水管网正常运行甚至事故处理都是并存的，如何在这个问题上得到妥善解决，我们认为在网点上运行的正如上述的管网系统A，应能从服务器上下载来运行（这点尽可能在网点的硬件配置上解决）而定时发送的管网系统B上修改的数据资料只限于发送修改替代部份。我们希望系统工具能达到这个要求；即定时通知用户接收管网系统B中修改部份来替代原管网系统的A中相应部份。这样传输的数据信息量少，可以避开恶劣天气的影响（恶劣天气占的时间很短）。我们很高兴地看到《中地软件》创刊号登出MAPGIS6.0网络版功能中介绍，经升级的MAPGIS可以在原有拉技术的基础上实现了推技术，即由服务器将变化了的最新信息送到客户端，以减少数据的传输量，避免数据的重复选取，大大提高了网络数据的存取效率。这正是我们供水行业在供水管网系统管理中所盼望的，我们希望我们的供水管网综合管理系统能尽快得到这个网络版6.0的新版本。

　　五、 完善服务，不断提高供水管网综合管理系统的操作方便性。

　　“佛山市供水管网综合管理系统”是运用在MAPGIS软件上的，MAPGIS是国产地理信息软件中的优秀者。从具体上的确达到国际先进水平，但是，我们希望从用户角度出发，尽可能把用户操作运行中的薄弱环节解决好，中国有句俗语“千锤百炼”经过不断地锤炼，出来的将是金光四射的精品，所以我们在运行中提出了一些想法：比如从服务器中下载到网点的速度应适当提高。当然他已经比目前国外在中国中小城市供水管网系统中应用某软件的运行速度快很多很多，如果把服务器下载到本机的速度提高一些，将更加显示其优越性。同时我们希望能有良好的界面友好性，比如网络转管网查询时有进度条显示，有剩余时间提示，在全区查询管网成份的属性时有进度条提示等等。我们认为，地理信息系统软件与专业用户密切结合，各发挥自身的优势，想尽办法去适应专业用户的专门特点和要求，一定能做出国际先进水平的各专业区域的地理信息系统。