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摘要：供水企业建立供水管网GIS并持续运行，系统中存储有大量的管网空间和非空间数据。管网GIS需要更新管网数据，保证其准确性和现势性，同时需要依据供水管网数据特点，分析数据，挖掘数据，提供决策支持，保障供水安全。
关键词：供水管网GIS 数据分析
1供水管网GIS的现状
现代城市基础设施不断完善，地铁、隧道、高架环线等的建设和运行，对供水管网铺设和日常维护提出了新要求。供水企业根据新要求建立了供水管网地理信息系统（以下简称供水管网GIS），实现了供水管网的数字化和可视化，为供水安全提供了保障。
本文将以南方某供水企业的供水管网GIS为例，浅析如何利用现有管网及历史数据，进行数据综合分析应用，为供水企业日常工作和辅助决策提供数据支持。
2供水管网地理信息系统介绍
本文中供水企业使用的供水管网GIS为MAPGIS平台，该系统综合利用了计算机相关技术，结合供水管网情况，采用分层管理模式，以点、线、面的方式记录大量的现状和历史管网的空间和非空间数据，能够实现管网的可视化显示和查询，事故处理、爆管关阀分析等功能[1]。
供水管网GIS自投入运行以来，累计更新录入20多万管点数据，阀门58000多个，更新供水管网总长1900多公里。供水管网GIS存储了大量管网基础数据，利用这些数据，分析数据之间关联性，进行数据挖掘，能为企业科学调度，分区计量和区域巡检养护等提供依据。
3 MAPGIS数据组成及分析方法
3.1供水管网GIS数据组成
供水管网GIS中的数据主要由基础地图数据、供水管网数据和其他辅助数据组成，其中供水管网数据是核心数据，包含大量的供水管网数据，如管段、管点、阀门等，包括空间属性数据和非属性数据等。
3.2供水管网GIS数据分析及应用
通过对不同数据进行查询、统计、对比，分析和挖掘数据之间的关联性，并建立相应的数据分析模型。同时结合供水管网GIS数据的特点，建立适合供水企业使用的数据分析方法，充分挖掘供水管网数据中包含的隐含信息，让数据为企业创造出更多的效益。
3.2.1供水管网分类统计分析
结合供水管网特点，把相同属性的管网设备汇总。如对全区供水管网进行口径分类，相同口径的管长进行累加，可以直观得出供水范围管网口径组成百分比等数据。同样的方法也适用于阀门、水表的分析。通过计算机系统自动对管网数据进行统计分析，生成图表，这种方法相对于图纸资料统计分析来说，更加快速，直观，重复性好，人工耗费低。目前这种分类统计分析，也是供水企业现阶段主要分数据分析的方法。
3.2.2 供水管网数据关联分析
通过分析大量管网数据，找出数据间的空间和非空间的关联性，数据关联分析能分析出数据间隐藏的联系。例如根据供水区域漏损维修事件的坐标位置数据，同时收集区域内是否有拆迁或施工工程等资料，以及现有管网管材的情况，得出漏损区域产生漏损的主要因素，并针对性制定减少漏损的方法。
以下以该供水企业的分区计量示范区比选方案为例，阐述供水管网GIS数据关联分析。首先依据供水管网GIS和其他系统数据制作表1，为项目开展进行辅助决策。
通过表1比对三个方案的优缺点，为最终方案的确定提供依据。三个方案关联分析结果：方案一各种口径和管材种类齐全，用户多，水量大，面积广，漏水控制的总量潜能高，区域易分割，并与营收系统内的线路划分基本重合，便于水量统计。方案二管道总长最短，无大口径管网，灰口铸铁管的数量最多，所占的比重较高，存在漏点的可能性高，但区域内多为弄堂和分散住户，管道口径偏小，即使存在漏点，漏水总量偏高的概率也不高，对漏损率的控制有限。方案三灰口铸铁管的数量最低，DN1000大口径管道最长，但该方案存在用户相对比较分散，区域与用户抄表系统内的线路划分重合性较差，用户水表数据统计难度较大，后期数据分析工作量巨大，开展难度高。综上所述，根据分析结果，推荐方案一作为分区计量示范区方案。
3.2.3供水管网的空间聚类分析
供水管网的聚类分析，通过属性数据的拓扑关系，利用缓冲区分析、距离分析、覆盖分析等方法，建立相关的模型，如老化、易损、事故处理等，通过模型找出供水管网数据之间在空间上的联系，并常常将结果用可视化的方式展现出来[2]。这种分析方法便于人们快速解读，可以直接得出数据之间可能存在的联系和异常情况。以该供水企业供水区域内检漏人员发现管网漏点的坐标数据为依据，建立热点分布图，如下图1。
图1 漏损热点分布图
在图1中，可以发现，一些区域发生漏点较为频繁，进行漏点坐标，管材分布和施工区域分布的聚类分析，建立漏损热点分布区。分析时还需要结合其他数据，如左侧沿线区域，漏损主要是由于施工挖坏管网造成。根据分析结果，供水企业需要加强与施工方沟通，同时加强该区域人员巡查次数，以减少施工损坏。中间区域的漏损集中区域，则是由于该区域供水管网管龄长，主要由易被腐蚀的铸铁管组成，腐蚀严重，加之道路上车辆通行，产生漏损，结合这一情况，供水企业应积极组织制定新铺管网的计划，更新该处供水管网，换成球墨铸铁管，在设计铺设位置时，应尽量避开重载车辆碾压位置。
4结语
数字化的供水管网资料的管理模式，为供水企业数据资料的管理带来了变革，但供水企业往往还延续着图纸资料的管理模式，更多注重资料的收集和更新，缺乏对供水管网资料的数据分析利用，没有充分挖掘数据包含的信息，大量的历史管线数据，阀门养护数据，管网维修数据等，运用这些数据，挖掘和分析数据的信息对供水企业提高管理水平，提升经济效益都有很重要的意义，这也是今后“智慧水务”的发展趋势之一。
参考文献
[1]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.
[2]丁钰,宋玉,魏彬.供水管网GIS中空间数据挖掘的研究与应用[J]. 郑州大学学报(理学版), 2005(12), 37(4): 52-56.
论文作者:任慧举,张阳凯,徐强
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/28
标签：管网论文; 数据论文; 企业论文; 区域论文; 方案论文; 空间论文; 口径论文; 《防护工程》2017年第34期论文;