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1、城市燃气工程新技术,1,报告 提 纲,城市燃气工程新技术(包括设备和材料)可大致分为管网运行实时监控技术、施工技术、检漏与维修技术、检测与防腐技术等。 由于时间较为仓促的原因，主要介绍其中一部分新技术： GIS在城市燃气管网中的应用 非开挖施工技术,2,GIS在城市燃气管网中的应用,引入GIS的背景 城市燃气管网一般都有历史长（几十年到一百年)、数量大（数十甚至上百公里管道，上千个压力测试点，数万只燃气表，上万只阀门，数千张各种比例的管网图纸）、变化多（随城市建设而变化）、覆盖面广（基本与城区面积一样大）、与地理位置和地理环境联系密切等特点，所以信息十分繁杂多变。 在传统管理模式下，这些信息一
2、般来讲要么锁在档案柜坦，要么握在工作人员手中（如藏在少数人的脑子里），甚至是没有任何资料。不管是哪种情况，其所收集的信息都不是也不可能是全面而又准确的。由此导致的事故症结难找、“瞎指挥”、“拍脑袋”建设等问题在各地都有发生。这种管理力方式显然不适应供气事业发展的需要，更不能满足人民群众对供气服务不断进步的要求。 因此，必须引进新技术，更新传统观念，提高服务水平和能力。G1S正是在这种背景下被引入并应用于供气管网管理中的。,3,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS的定义 GIS(Geographical Information System)即地理信息系统，是一种特定的空间信息系统，建立在与地理
3、坐标位置有关的各类型信息库基础之上，可按照需要对信息进行有目的的分析处理，并以一定方式表达出来的应用系 统，具有信息采集、信息管理、信息分析和信息表达四方面的功能 。 GIS是一门新兴边缘学科，是现代地球科学、信息学、环境科学、测绘遥感学、计算机科学、管理科学、应用数学和各种应用学科有机结合的集成产物，是计算机科学同地学相结合的一个产物，是一种基于地图的MIS ( Management Information System)。,4,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS的定义,5,GIS在城市燃气管网中的应用,燃气管网系统的GIS的组成 燃气管网系统的GIS也由硬件、软件、数据、人员和方法等五个
4、主要元素组成，与众不同的是燃气管网系统GIS数据通常是由管网图形数据、地形背景图形数据、管线及管网设备属性数据、供气业务数据等组成，系统数据库也是依据系统数据结构来建立的。,6,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在城市燃气管网中的作用 通过GIS系统，可将表格式的信息和地图式的信息结合起来，在计算机内组织成一个既反映数量特征又反映拓扑特征的地理信息数据库，将空间地理信息以数字形式进行采集、编辑、处理、存储、组织和分析，使得错综复杂的地下管网在电脑屏幕上能直观地显示出来，哪里有管道，哪里有阀门，在电脑屏幕上都一目了然，并能即时获得所查管网设备的属性数据，可实现地下管网的动态的电子化管理。 GI
5、S应用于供气管网管理，可以解决包括管网图形管理、用户信息管理、紧急事故处理、固定资产管理、管网运行调度、供气质量管理、管网工程管理等供气管网管理中的许多问题。,7,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在城市燃气管网中的作用 1、管网图形管理 用于管理各种比例的管网图纸信息： （1）用数字化仪输入、修改供气管网、建筑物、排气管、地下电缆及文字标注等各信息； （2）实现图纸的自动拼接，对图纸上的各类图形进行叠加显示； （3）图形的任意部分进行开窗放大显示，对图形进行平滑滚动流览； （4）录入、修改管网设备及设施的基础数据，建立相应数据库； （5）实现图形与管网基础数据和运行数据的交叉互访，如管网压
6、力、流量、气质、气压等实时数据的交换。,8,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在城市燃气管网中的作用 2、用户信息管理 用于管理用户信息： （1）用户属性数据，包括用户编号、名称、所在地、气表口径等； （2）用户气量数据，包括气表读数、用气量、用气类别等； （3）用户接气点位置，包括接气管段，接气点离管段两端距离等信息。 在这些用户信息的基础上，通过统计分析计算，掌握重点用户，了解气量分布状况，为管网运行模拟提供基础数据。,9,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在城市燃气管网中的作用 3、紧急事故处理 用于指导管网事故处理，增强事故反应能力，减少事故损失。在管网发生爆管大漏事故时迅速找出事
7、故发生位置，利用网络分析自动找到最优阀门关闭方案及事故处理意见，迅速绘制出事故发生地点的管网图及须关闭阀门的栓点图，并可打印出抢修单和断气用户名单。,10,GIS在城市燃气管网中的应用,例如：重庆燃气公司的GIS的故障抢险调度决策 1）故障区环网动态流程示意：当系统自动(监测点)或人工(非监测点)报警后，以此为起点，沿故障点气源方向逐路去查询与该点直接相连的一级阀室、阀井、管线，受影响的设备和管线将自动闪烁，系统逐路进行判别后，逐个确定受影响范围；当该故障点处于环网状态时，系统自动按不同的气源流动方向逐路进行判别，一直查询到与该点气源呈惟一关系为止；当某一路径查询完毕后原路返回。这样就圈定了一
8、个最小封闭区。在检索过程中，若遇到阀门失灵的情况，将检索路径自动向上一级阀推进，使封闭区自动向外延伸，形成抢修分析中的一级关阀和二级关阀方案。 2）故障区检索分析及受影响区域的划分、决策：沿封闭区内的每个阀井逐路往下检索它所管辖的每个调压箱，直至每个用户；本过程结束后，受影响的调压箱和用户数量就圈定了。计算机根据圈定的大小封闭区，能自动给出几套停气方案，供我们选择施工抢险最容易的一套进行，以最大程度地减小故障影响。,11,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在城市燃气管网中的作用 4、固定资产管理 用于对管网固定资产的管理。由于管网建设数量大，范围广，变化快，其固定资产管理一直是个难以解决的问
9、题。借助GIS可以按照管网地理位置，按图分区逐个管段、逐项管网设施地加以统计分析，并设立相应数据库进行动态管理，做到资产数量与实物相符，“家底”一览无余。可以提供多种统计查询方法，如按任意给定区域、按管网口径、按使用年限、按管道材质、按阀门种类、按气表口径等进行单项或多项组合查询，以便全面了解管网状况。,12,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在城市燃气管网中的作用 5、管网运行模拟 用于模拟管网系统运行状况，从不同角度反映供气系统的运行状态及所存在的问题，为兴建改造燃气站和管网设施提供决策依据。 （1）管网运行负荷分析：显示欠负荷、经济负荷和超负荷运行管段；查询显示各种负荷范围的管段。 （
10、2）供气路径查询：可查询管网中任意节点由哪个气源和气源通过哪些管段供气，并显示这些管段的运行参数。 （3）气源和气源的供气分界线：以不同颜色指示出不同气源的供气，从而分析用户用气来源，并提供兴建燃气站、转压站的受益用户清单。 （4）低压区范围：用特殊标记反映低压范围及相应用户。 （5）供气潮流动态模拟：以动画形式动态模拟供气趋势。,13,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在城市燃气管网中的作用 6、供气气质管理 用于控制管网气质，指导燃气站合理混合原气，提高气质，降低成本。 （1）计算燃气在管网中的停留时间; （2）分析燃气浓度扩散过程; （3）提供各气源最佳气质。 7、管网工程管理 用于在
11、短时间内提供多种管网改扩建方案，并迅速将方案实施后的模拟运行状况显示出来，直观地反映各方案的综合性价比，从而便利地找出最佳改扩建方案。,14,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS与其它信息系统的关系,15,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在供气管网管理中的应用状况及存在的主要问题 鉴于供气管网管理中存在的问题及GIS可能发挥的作用，许多供气企业引入GIS技术进行管网管理，如北京市燃气集团公司 、上海燃气浦东销售公司 、沈阳市燃气总公司 、秦皇岛市天然气公司。 GIS的开发应用对供气企业加强管网管理，提高服务质量起到了一定的促进作用。由于历史遗留问题太多，加之人们对此项新技术的认识及人员素质
12、还有待提高，所以，目前国内还没有出现应用十分成功的GIS供气管网管理系统。有的企业一开始就试图建立管网模型，但是由于缺乏基础资料或基础资料管理机制不能满足系统现势性要求，所以开发应用工作进行不下去，很快便搁置下来，回头来做基础工作。已开发应用的GIS信息系统，大多起步阶段即基础资料管理或小范围试验阶段，离规划目标差距很大。,16,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在供气管网管理中的应用状况及存在的主要问题 1、管网基础资料整理难度很大 管网基础资料常见问题主要有： （1）管网档案资料数量大每条管线都有一套档案。 （2）管网档案资料年代久从供气开始之日就有。 （3）管网档案资料准确性差测量不准
13、，要求不严，有些档案资料毫无价值。 （4）管网档案资料冗余多管网档案不断增多，旧档案难以修改。 （5）管网档案资料残缺不全一些管网没有档案或档案遗失了。 （6）管网档案资料现势性差未能反映管线参照物及其环境的最新状况。 （7）管网档案资料管理部门分散有的企业档案负责清理保管卷面，营业所负责用户资料管理，管线所负责管网运行管理。 （8）管网本身是埋地的，隐蔽性强，难以查找，核对困难。 （9）长期形成的“重工程、轻管理”不良习惯。 （10）缺少合格的档案资料收集及管理人员。,17,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在供气管网管理中的应用状况及存在的主要问题 2、城市地形图供应难如人意 供气管网图
14、形是建立在城市地形图基础上的，而近20年来城市建设变化的速度非常快，所以需要经常修测城市地形图，而修测地形图投入大，费用高，企业难以承受。少数城市注重城市地形图的管理，建立了统一协调的管理体系，并且投入了大量资金，从而保证了地形图能够及时修测。,18,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在供气管网管理中的应用状况及存在的主要问题 3、管网管理手段落后 目前几乎都还是用传统的人工管理方法管理大量的管网资料。由于管网兴建改造工程不断，点多面广，加上“特事特办”仍有一定数量，所以工程竣工资料仍难以及时地按规范形成，前清后乱矛盾突出。所收集的新资料也难以及时发挥作用，各应用部门为弄清新旧管网之间的关系
15、，投入大量时间和精力，所形成的成果又难以共享。,19,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在供气管网管理中的应用状况及存在的主要问题 4、各类人才奇缺 运用GIS实施管网管理，需要大量的人才，包括系统设计师、中高级管网络管理者、中高级技术人员（如燃气工程、数学、测量、计算机软硬件、信息系统分析师、数据库管理员等专业)和熟练技工等。目前供气企业一般都严重缺少这些人才，系统的维护也是相当重要的，目前燃气公司认识到了这一点，正在积极招聘GIS方面的人才来管理燃气综合管理信息系统。,20,GIS在城市燃气管网中的应用,GIS在供气管网管理中的应用状况及存在的主要问题 5、开发与管理脱节 GIS应用于管
16、网管理，其核心在于管理，应建立与此相适应的新型管管理模式。目前各地基本上是依赖计算机专业人员进行设计开发，导致开发与管理及运用环节脱节，或开发者一味地照搬了现行落后的管理模式，效能低下。,21,非开挖施工技术,非开挖施工技术的概念 即通过不开挖管沟而进行管道的敷设、更换及修复的一种新的施工方法。,22,非开挖施工技术,特点及用途： 城市燃气管道一般铺设在人口稠密、商业繁华的市区，管道周边充塞着其他的一些污水、雨水、热力管道和电力、通讯电缆等其他的市政管道和设施，有部分管线上还骑压着建筑物或完全处于道路下方，开挖施工将造成交通堵塞、绿地和园林的毁坏，也可能对其它一些管道、电缆等地下公共设施造成毁坏。,23,非开挖施工技术,特点及用途：
