西安市供水管网管理决策支持系统开发与应用.pdf 4页

'水利水电技术
第39卷
2008年第4期西安市供水管网管理决策支持系统开发与应用1,2212张
雄,党志良,杨卓颖,黄以明(1
西南电力设计院,四川成都
610021;2
西安理工大学市政工程系,陕西西安
710048)摘
要:供水管网管理决策支持系统采用先进的计算机技术、网络技术、通信技术、地理信息技术及决策支持技术,以VisualBasic6
0为开发平台,与SQLServer、MapInfo、Matlab等的高度集成,能实现决策管理的各项主要功能,如:检索查询、统计分析、地图浏览及编辑、用水量预测、管网宏观模拟、管网优化调度、水力水质数据可视化、事故处理、信息发布、系统管理及联机帮助等。关键词:供水管网;决策支持系统;系统开发;西安市中图分类号:TP39;TU991(241)



文献标识码:B



文章编号:1000-0860(2008)04-0083-04Developmentandapplicationofdecision-makingsupportsystemforwatersupplynetworkinXi
an1,2212ZHANGXiong,DANGZh-iliang,YANGZhuo-ying,HUANGY-iming(1
CPECCSouthwestElectricPowerDesignInstitute,Chengdu
610021,Sichuan,China;2
Xi
anUniversityofTechnology,Xi
an
710048,Shaanx,iChina)Abstract:Thedecision-makingsupportsystemforthewatersupplynetworkinXi
anisdevelopedwithadvancedcomputertech-nology,networktechnology,communicationtechnology,geographicalinformationtechnology,decision-makingsupporttechnolo-gy
BasedonVisualBasic6
0,thesystemishighlyintegratedwiththesoftwares,suchasSQLServer,MapInfoandMatlabetc
,andthencanrealizeallthefunctionsconcernedforthedecision-makingandmanagementi
e
searchingandretrieving,statisticanalysis,mapscanningandediting,water-consumptionforecasting,networkmacroscopicsimulation,optimizationfornetworkcontro,lvisualizationofhydraulicandwater-qualitydata,accidenttreatment,informationissuing,systemmanagement,onlinehelpandsoon
Keywords:watersupplynetwork;decision-makingsupportsystem;systemdevelopment;Xi
an

城市供水管网的科学化管理是实现城市安全、可策支持技术在建立管网基础信息库的基础上,紧密结靠以及经济供水的保证,但目前我国绝大部分城市供合供水管理的业务流程,使系统能够处理以供水管网水管网管理方法和技术还较为落后,基本上还是采用为核心内容的空间信息和其它相关信息,对供水规传统的信息管理方式和基于经验的决策,与发达国家划、设计、调度、抢修以及供水管网运行管理提供强相比存在较大差距。针对我国供水管网管理的现状,有力的科学决策支持,力求实现供水管网的科学化和本文以具有典型代表性的西安市供水管网为研究对自动化管理。其近期目标主要是实现管网基础信息的象,进行管网管理决策支持系统研究,力求实现管网人性化管理、管网运行数据的统计分析、管网水力水管理的科学化、自动化和可视化。质仿真、用水量优化调度、事故处理以及信息发布等;其远期目标是通过构建管件模板库实现管网辅助1
系统建设目标









供水管网管理决策支持系统(WSNDSS)选用收稿日期:2007-10-25MapInfo为地理信息系统平台,利用先进的计算机技作者简介:张
雄(1981
),男,四川南充人,工程师,西安理工大术、网络技术、通信技术、地理信息(GIS)技术及决学硕士研究生。WaterResourcesandHydropowerEngineeringVol
39No
483 张
雄,等
西安市供水管网管理决策支持系统开发与应用络的阻塞;网络服务器端只需进行数据的管理工作。这种体系结构使得管理者只需要Web浏览器,就可以向分布在网络上的服务器发出请求,实现管线图形、属性信息的浏览、查询、统计、打印。同时,Internet用户也可以通过网络查看供水企业发布的供水管理信息(包括供水法规及用户停水通知等)。4
系统集成供水管网决策支持系统以图1
供水管网决策支持系统开发框架结构

VisualBasic6
0为开发平台,实现了VisualBasic6
0与MapInfo、设计、智能决策和三维可视化显示。Matlab、SQLServer、AutoCAD、Excel等的无缝集成,并将其应用于供水管网运行管2
系统开发运行环境理中,较好地满足了系统的各种功能需求。2
1
服务器端通过综合比较,系统开发中:VisualBasic6
0与操作系统:Windows2000Server或Windows2003SQLServer的集成采用ADO(ActiveXDataObjects)技[1,2][3]Server。Web服务器:MicrosoftInternetInformation术,与Matlab的集成采用ActiveX技术,与[4]Server5
0以上(IIS5
0以上)。地理信息发布服务MapInfo的集成采用OLE+CallBack技术,与Auto-[5]器:MapInfoMapXtreme3
0以上。图形分析与显示CAD的集成采用ActiveXAutomation技术,与Excel[6]软件:MapInfoProfessional7
0以上。数据库:SQL的集成采用OLE技术。Server2000或SQLServer2005。数值计算与求解软5
系统实现件:Matlab6
5以上。办公软件:Office2000以上。2
2
客户端5
1
系统界面设计操作系统:Windows2000以上。浏览器:IE为方便用户使用,系统操作界面应符合Windows6
0。部分客户机还可以安装三维可视化插件以及配界面准则,界面设计在充分满足用户需求的基础上,置外围设置,如绘图仪、打印机、光盘刻录机以及扫还要考虑界面的构成或布局、界面元素的位置、界面描仪等。元素的一致性等问题,以提高应用程序界面的实用性和美感。总的说来,系统界面设计时所遵循的基本原3
系统框架结构则主要有:简洁美观、主次分明,有一定的记忆功3
1
系统总体结构能,提供简单的错误处理,提供信息反馈,操作可逆根据系统的总体目标、功能需求、设计原则以及以及良好的联机帮助等。本决策支持系统所包含的界所要具备的项目技术内容确定本决策支持系统总体框面主要有登陆界面、系统主界面、功能实现界面以及架结构,如图1所示。对话框界面等。3
2
系统网络结构5
2
系统功能实现基于供水管网管理业务的发展需要和系统前瞻供水管网决策支持系统紧密结合供水管理的业务性的设计思路,系统网络采用三层的B/S结构模式流程,具有良好的人机交互界面,能实现供水管网管(Browser/WebServer/GISServer),包括客户机、应理的各项主要功能,如用水量预测、管网宏观模拟、用服务器以及网络服务器。客户机负责数据的可视管网优化调度、水力水质数据可视化、事故处理、检化显示和用户交互;应用服务器负责应用处理过索查询、统计分析、地图浏览及编辑、信息发布、系程,能够进行大量的数据分析工作,因此减少了网统管理及联机帮助等。84水利水电技术
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2008年第4期 张
雄,等
西安市供水管网管理决策支持系统开发与应用(1)用水量预测。行提供技术支持。图3所示为管网二维等水压线渲染系统用水量预测模块支持时用水量预测、日用图。水量预测、月用水量预测及年用水量预测4种水量预测类型,每种类型又提供多种预测方法和预测模型,预测者可以根据需要选用合适的预测方法和预测模型。具体预测时,预测者既可以调用已经过求解和验证的模型进行预测,也可以自己调入数据(数据既可以从数据库中转入,也可以其它方式人工录入)先对模型进行求解和检验,满足精度要求后再进行预测。(2)管网宏观模拟。利用本系统进行管网宏观模型模拟时,操作人员图3
二维等水压线渲染图应按照需要选择合适的模拟方法和模拟模型;通过调用数据库(本系统也支持Excel表转入的数据)中的管(5)事故处理。网运行水力信息数据进行模拟计算,并输出模拟结果。事故处理模块主要提供爆管分析和消防事故分析(3)管网优化调度。两种功能,二者都需先确定事故点(可以使用联机分管网优化调度模块优化调度模型主要有两种,即析,也可以人为指定),然后进行关闸搜索或消火栓直接优化调度模型和间接优化调度模型;优化计算方搜索,并生成相应的报表,发出停水通知和抢修法也主要有两种,即遗传算法和非线性规划算法。具(险)通知,图4所示即为爆管分析窗口。体优化调度时,操作者应根据需要选择合适的优化调度模型和优化计算方法,并输入所调度时段的预测水量(也可以从数据库中转入,或调入水量预测模型进行预测),进行优化计算。图2是采用两级优化调度模型和遗传算法进行管网优化调度计算的功能界面。图4
爆管分析窗口(6)检索查询。系统支持3种检索查询方式,即普通查询、专图2
管网优化调度窗口业查询及高级查询,可实现属性
空间互动的联动查询功能(包括属性数据到属性数据、属性数据到(4)水力水质数据可视化。空间数据、空间数据到属性数据以及空间数据到空系统可实现管网水力水质数据的二维和三维可视间数据的检索查询)。其中普通查询方式主要实现化显示。决策者可从数据库中调入管网水力水质监测系统属性数据到属性数据的检索查询,并且支持多数据或模拟数据,通过MapInfo的图形功能接口,即级查询功能;专业查询主要实现系统属性数据到空可实现管网水力水质数据的多维可视化显示。通过浏间数据以及属性数据到属性数据的检索查询,支持览可视化的图形界面,决策者能快捷、方便、全面地复合查询方式(如
与
、
或
、
非
查询)和专业掌握管网运行信息,为实现供水系统的经济、安全运查询方式(如管点编号、管段材质、敷设年代等),水利水电技术
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2008年第4期85 张
雄,等
西安市供水管网管理决策支持系统开发与应用对查询结果支持扩展显示功能及超链接功能;高级6
结
语查询主要支持与系统空间数据有关的检索查询功能,包括空间数据到属性数据、空间数据到空间数西安市供水管网管理决策支持系统,以Visual据以及属性数据到空间数据的检索查询,操作者可Basic6
0为开发平台,与多种应用软件无缝集成,对任意给定区域范围内的管网信息(包括地理信息)并提供二次开发接口。系统紧密结合供水管理的业务进行检索查询,对查询结果也支持多种方式的显示流程,能实现管网运行管理中的各项主要功能,可为格式,并且可根据使用者要求进行多种数据格式的西安市自来水公司的科学化管理提供必要的决策支相互转换。持,实现供水企业经济、安全、高效运行。(7)统计分析。参考文献:系统支持两种形式的分析统计功能,即空间数据分析和属性数据分析。空间数据分析模块既可以进行[1]
刘
钧,马旭东,施
健
VB访问SQLServer的几种编程接口及其应用[J]
微型电脑应用,2001,17(6):51-53
断面分析和空间信息量测算(如在空间地图上进行距[2]
李晓黎,张
巍
VisualBasic+SQLServer数据库应用系统开离测算、面积测算等),也可以进行空间信息分类统发与实例[M]
北京:人民邮电出版社,2004
63-97
计(如操作者可以对指定空间范围内的管网数据、地[3]
严泽民,辛显雪
探讨VB与MATLAB相结合的几种方法[J]
理数据进行分类统计,并生成各种统计图和统计报辽宁工学院学报,2005,25(5):299-301
表);属性数据统计分析模块既可以对管网基础数据[4]
张
峰,秦庚仁,刘久艳
VB与MapInfo结合进行地理信息系统(GIS)二次开发[J]
2004,13(5):7-8
进行统计分析(如管段敷设年代、管材、阀门等),[5]
董长吉,王海爽
VB对AutoCAD二次开发在巷道断面设计中也可以对管网运行数据和用户信息进行统计分析(如的研究与应用[J]
煤炭技术,2004,24(8):43-44
管网用水量水质以及水压、水厂运行成本、用水户信[6]
李光飞,周桂云
在VB中使用Excel对象的分析[J]
浙江海息等)。洋学院学报(自然科学版),2002,21(3):83-87
(8)地图浏览及编辑。(责任编辑
林雁庆)本功能模块能实现地图编辑(包括图形输入、管线管点以及闸阀编辑等)、图层控制、图幅调用、地图鸟瞰(鹰眼)以及基本的地图操作等功能,其中地
简
讯
图基本操作功能主要包括有图形放大、缩小、漫游、按比例显示等。
中国小水电可持续发展研究
(9)信息发布。成果通过专家评审不同用户可以根据其访问权限,通过Web浏览器访问公司主页、查看供水动态、获取客户服务、进

2008年3月13日,水利部国际合作与科技司在杭州主持行信息检索及下载相关资料等。召开了水利部水利规划及重大专题
中国小水电可持续发展研(10)系统管理。究
项目成果评审会。评审委员会由来自清华大学、世界能源系统管理包括用户管理(添加、删除用户以及委员会中国国家委员会、国家发改委能源研究所、国际小水设置用户权限等)、系统维护(定期数据备份、系统电中心、浙江大学、河海大学等十多家科研院所和高校的知运行日志管理等)、安全管理(在线用户监控、用户名可再生能源、小水电专家组成。评审委员会对研究成果给予了高度评价,认为该项目重要操作记录、病毒监控等)以及模型库、数据库、基于我国经济、社会、环境可持续发展的要求,首次对我方法库管理等。通过系统管理功能不仅可以设置系国小水电可持续发展进行了系统的研究,研究目标明确、统的安全等级、更改用户权限、进行数据备份、实内容全面,技术路线可行,研究结论对相关政策制定有重行在线监控,而且还可以对系统进行升级换代。由要的参考价值。项目在评估小水电竞争力的变化、小水电于系统管理在决策支持系统运行过程中起着举足轻科学规划方法、小水电可持续发展的技术路线和框架、分重的作用,因此系统管理工作应实行严格的准入制省区环境及发展能力评价框架体系、小水电发展的激励政策框架和建议等方面的研究成果具有创新性,达到了国内度。领先水平。评审委员会还建议进一步加强成果的推广应(11)联机帮助。用,并围绕
中华人民共和国可再生能源法
有关小水电实联机帮助能够对本决策支持系统中各功能模块的施细则的制定开展研究。使用方法和注意事项等进行详细的介绍和说明。(摘自
中国水利国际合作与科技网
2008年3月13日)86水利水电技术
第39卷
2008年第4期'