数字城市03.ppt

数字城市 Digital City,扈 震 中国地质大学（武汉）信息工程学院,市政基础设施信息化管理现状与对策,GIS在基础设施管理中的作用,案例分析常州市政公用综合集成系统,4,内容提要,应用背景,1,2,3,中国城市化的迅速发展使得市政基础建设规模日益加大。庞大规模的基础设施对各级政府和相关单位的管理运营水平提出了很高要求。 市政基础设施的规划设计、工程建设、运行管理和社会服务存在诸多困难：设施布局不合理，道路施工缺乏协调，设施运行效益低下，漏损率居高不下，事故频繁，损失巨大。 国家中长期科学和技术发展规划纲要在强调发展城市市政基础设施建设的同时，要求加强信息技术应用，开发城市数字一体化管理技术，建立城市高效、多功能、一体化综合管理技术体系，提高城市综合管理水平。,应用背景,GIS：市政设施管理信息化的基础工具,市政基础设施种类繁多；地上地下都有分布，隐蔽性强；分布区域广泛且不均匀。需要精确、完整、直观、可靠的信息管理工具。 市政基础设施信息和与之相关的地形、环境信息从根本上讲是地理信息，具区域分布性、数据量巨大、载体多样。 GIS技术将空间位置、属性特征及时域特征进行统一管理，统一组织和使用地理信息，更有效地分析和生产新的地理信息，也将改变地理信息分发和交换的方式。 GIS重视对海量空间数据的有效管理，重视对拓扑结构的管理和维护，强调与空间相关的查询统计、空间分析（多边形叠置、缓冲分析、网络分析等）和三维模型分析，提供多种空间数据录入和输出手段。这些功能正是一个完备的市政设施信息系统所应具备的。,GIS在市政基础设施管理中的作用,直观高效管理设施的全面数据。 缩短数据的更新周期。 便于查询、统计和分析。 提高信息的共享程度。 提高市政设施的综合能力，发挥整体优势。,GIS在市政基础设施管理中的作用,设施空间信息和工程资料管理 卡片台账管理 规划设计 爆管抢修 监测调度 用户区域分析 消防供水 材质老化预测,供水管网,类型管理、输入编辑、显示管理,开放性实体库管理，直观、形象的表现各类管点设备,丰富的解析录入工具,GIS在供水管网管理中的典型应用,查询、统计、输出 打印,提供属性、参数、条件等多种查询方式,根据常规、专项不同需求的方式进行统计，并可生成统计图,GIS在供水管网管理中的典型应用,三维观察,直观的三维立体图,横断面和纵断面观察图,GIS在供水管网管理中的典型应用,用户数据管理 管道、阀门维修记录管理 多媒体数据管理 节点详图管理,可以直观获得各种设备的属性和图形,GIS在供水管网管理中的典型应用,量算 标注,提供多种自由量算方式 提供全方位的定位量算 提供直观的坐标标注,GIS在供水管网管理中的典型应用,定位、动态标注,GIS在供水管网管理中的典型应用,提供多方位的道路中心线管理 提供管井管理,GIS在供水管网管理中的典型应用,设置警戒哨,管件预警维护，当某一管件的维修次数超过警戒线时，系统自动提出警告并查出其所属单位,GIS在供水管网管理中的典型应用,事故处理,GIS在供水管网管理中的典型应用,水压线 水力计算,水流动态模拟 管网校核 管网运行负荷状态察看,GIS在供水管网管理中的典型应用,运用离线任务实现设计、施工、竣工、审核、入库的一体化流程,GIS在供水管网管理中的典型应用,基础地形和管网数据集成管理 中低压爆管分析 泄漏扩散模拟 管网的规划设计 安全施工 移动巡检,GIS在市政基础设施管理中的作用,燃气管网,爆管处,中、低压爆管分析,GIS在燃气管网管理中的典型应用,泄漏、预警,异常管段,GIS在燃气管网管理中的典型应用,GIS在燃气管网管理中的典型应用,运行调度,GIS在燃气管网管理中的典型应用,无人值守式的记录巡线员位置异常,李强,王力,张放勇,GIS在燃气管网管理中的典型应用,移动终端上报问题,通过GPS实时监控巡线员所在位置,集中受理和监控,雨污水设备全面管理， 维修施工 排水户污染源追踪 泵站影响范围分析 重现期分析 排水区域分析,GIS在市政基础设施管理中的作用,排水管网,养护数据录入及分析,GIS在排水管网管理中的典型应用,泵站影响范围分析 超标排水户追踪 图文一体化输出分析结果,GIS在排水管网管理中的典型应用,重现期分析 排水区域分析 溢水影响范围分析,GIS在排水管网管理中的典型应用,事故处理关阀搜索 打印现场维修图 打印泵站启闭通知单 打印排水户通知单 打印溢流阀启闭通知单,爆管处,GIS在排水管网管理中的典型应用,供电线路、控制线路、照明设备统一管理 灯具布设规划 故障范围模拟 负荷计算 回路漫游 四遥系统接入,GIS在市政基础设施管理中的作用,路灯设施,设备库管理 对象库管理 属性库管理,集中管理设备,包括设备的名称,类型和符号；允许用户对设备进行增加、删除、编辑等操作,任意定义、添加、浏览多媒体数据,全面展现路灯的实际情况,为管理维修提供直观的参考资料,GIS在路灯设施管理中的典型应用,可以对报修、维修等记录进行统计， 为今后采购材料提供有价值的参考， 为今后的管理提供历史数据等。,运行管理模块处理路灯运行过程中的日常工作。包括报修、维护台帐、维修记录、撞杆等实现。,GIS在路灯设施管理中的典型应用,模拟故障范围 寻找电源点 负荷计算 回路漫游 电缆长度计算,配电设施故障分析,选中一个配电设施，可以看到该配电设施所覆盖的范围，并且查询统计出给配电下的所有路灯、电缆线和电缆回路信息,GIS在路灯设施管理中的典型应用,开放式接口，与三遥监控系统完美结合，实现路灯关闭和开通的实时监控和实时模拟；提取开关灯时间；显示三遥各控制点的实时状态；统计分析路灯亮灯情况。,GIS在路灯设施管理中的典型应用,市政工程管理 道路分析 道桥养护管理 模拟仿真 拆迁分析 投资估算,GIS在市政基础设施管理中的作用,道路桥梁,区域道路分析：能测算任意区域内的道路总长，道路面积总和，道路面积占城市面剂的百分比例；能测算任意区域范围内，主干道、次干道、支路、快速路等各道路等级的道路总长和道路面积总和；能测算车行道、人行道面积的统计 。,GIS在市政道桥管理中的典型应用,项目投资估算：根据工程经验单价和工程规模，计算出道路工程、桥梁工程、各类管线工程、其它附属工程的工程估算总额。并按用户给定的比例，计算出前期拆迁费、迁移费、建设单位管理费、咨询费、监理费、工程设计费和工程监理费，并累计计算工程其它费用的总额 。,GIS在市政道桥管理中的典型应用,拆迁分析：用户可以根据需要选择道路的详细规划红线，自动分析出涉及拆迁的房屋、古建筑、古树、绿地等地物。并根据给定各种类型的拆迁单价，根据拆迁面积和单价，计算出拆迁匡算的总体费用和各种居住建筑、商业门店、工业建筑的分类统计费用 。,GIS在市政道桥管理中的典型应用,工程前期文档管理：提供工程项目前期电子文档的管理功能，用户可以针对某一个工程添加、删除对应的电子文档。用户选择一个工程后，可以调阅全部的电子文档，并调用相关的程序对其编辑。,GIS在市政道桥管理中的典型应用,站场基础数据管理 公交线网管理 服务范围分析 线路优化 运营分析 车辆监控 换乘方案,GIS在市政基础设施管理中的作用,公交线路,公交换乘方案分析 ：输入公交出行的起点站点名称和终点站点名称，系统自动寻找并列出所有可到达线路的线路番号；如果出现需要中途转乘的情况，系统生成线网中最便捷的转乘方案。,GIS在公交线路管理中的典型应用,运营状况分析：提供当前运营状况与历史运营状况对比分析、年度运营状况分析、历史运营状况走势分析等分析方式，同时以报表、走势图、柱状图、饼状图的形式进行表现，提供准确直观的决策依据，供用户对公交线网进行调整 。,GIS在公交线路管理中的典型应用,公交现状线网宏观评价：结合公交线网分布的相关评估指标，对现状线网的合理性进行评价。系统支持对运营线网长度评价、车辆进场率评价、公交出行比例评价、站点覆盖率评价、换乘系数评价、线网密度评价、线路重复系数评价 。,GIS在公交线路管理中的典型应用,数据采集更新 景观设施管理 植物种类规划 园林工程管理 绿化指标评估 旅游信息服务,GIS在市政基础设施管理中的作用,园林绿化,园林绿化信息查询统计：可对指定范围内的园林设施进行统计，如对整个园林的范围、面积等进行分类统计，输出统计结果和统计图。,GIS在园林绿化管理中的典型应用,工程管理：包括中远期规划、年度计划以及在建工程、已建工程、规划工程管理。能够将园林工程资料利用GIS形式进行管理，通过查询绿地或其他设施，从而调用相关的工程资料。,GIS在园林绿化管理中的典型应用,指标计算：对指定区域的绿化种植分析、植物品种分析、附属设施分析、对比分析，各分析结果有表格、饼图、直方图等多种表现方式，可打印和保存。,GIS在园林绿化管理中的典型应用,绿化养护规程管理：提供绿化养护规程库、病害规程库、虫害规程库，为植物的绿化养护提供了有利的参考；对平时的养护过程及养护信息进行记录，点击养护对象可以查看该历史养护记录，为养护管理提供依据 。,GIS在园林绿化管理中的典型应用,专业设施的统一管理平台 动态数据更新 综合规划规范检查 道路断面生成 三维实景模拟 成果归档 拆迁分析 工程协调 信息服务,GIS在市政基础设施管理中的作用,设施综合管理,GIS在设施综合管理中的典型应用,GIS在设施综合管理中的典型应用,道路中心线管理 道路断面图管理 道路交叉口管理,GIS在设施综合管理中的典型应用,管网规划与检测,开放的规范库的管理 区域内管线碰撞检测 区域内管段埋深检测 管段的埋深检测,GIS在设施综合管理中的典型应用,空间数据裁剪输出: 以所见即所得方式，提供多种如矩形、图幅、任意多变形、圆形及坐标范围方式裁减输出。,GIS在设施综合管理中的典型应用,属性数据输出： 可直接将查询到的属性数据列表输出成TXT和EXCEL文档，也可以以所有支持ODBC驱动的方式输出属性数据，如DXF，EXCEL等。,GIS在设施综合管理中的典型应用,市政基础设施信息化管理现状与对策,2000年以来，全国开始了城市基础设施普查及信息系统建立的热潮。 总体看，设施管理信息化普及面仍然较小，发展很不均衡 缺乏统一协调，系统分散，形成信息孤岛 缺乏信息更新的机制保障和技术手段,信息孤岛现象,城市级管网信息管理原则,在基础设施数据管理模式上实行集中与分布的辨证统一，贯彻“不同行业设施数据分散管理，所有权与维护权集中在各专业权属单位”的原则。,国际互联网,内部数据操作终端,内部数据操作终端,互联网数据查询终端,通用的城市基础设施数据模型和元数据框架,筛选、过滤、综合,专业数据更新,各设施层数据获取或代理,基础设施信息分布式一体化管理方案的概念模型,基础设施分布式一体化管理方案的网络结构,网管工作站,Map Server,Web Server,工业过程参数数据库,打印机,绘图仪,业务应用终端,查询终端,查询终端,Web Server,远程维护工作站,业务终端,业务终端,业务终端,综合管网数据库服务器,中央维护工作站,辅助设计中心,交换机,访问终端,访问终端,访问终端,专业管网数据库服务器,路由器,路由器,DDN/X.25/ISDN,政府专网,国际互连网,国际互连网,(INTERNET),综合设施信息处理局域网,各类可访问用户,各专业权属单位局域网或广域网,SOA技术的应用,支持跨平台的共享与互操作 支持互连网上的分布式处理 支持纵向多层横向网格的系统结构 可实现真正意义上的软件移动计算 可实现0编程的搭建式二次开发,基于SOA的城市基础设施管理信息化基础平台,案例分析常州市政公用综合集成系统,参与单位：常州市建设局、园林绿化管理局、自来水公司、港华燃气公司、路灯管理处、排水管理处、公交管理处、市政工程管理处； 一期工程：2004年10月2006年7月。完成常州建城区134KM2供水、排水、燃气、路灯专业数据的建库，完成常州综合管网、供水管网、排水管网、燃气管网、路灯设施管理系统的开发。该系统被建设部确定为国家“十五”科技攻关计划“城市规划、建设、管理与服务的数字化工程”项目的综合示范工程。 二期工程：2006年12月2008年11月。深化一期系统的应用和推广，完善加强专业系统的数据更新机制；拓展行业应用方面，新开发公交、道桥工程及园林绿化三个专业子系统；同时扩充市政综合集成系统，采用数据中心框架和数据动态更新技术，完整体现了综合集成系统多源数据管理模式和同步更新技术。,工程概况,案例分析常州市政公用综合集成系统,在各级市政设施管理部门之间建立统一的管理平台，基于统一的数据标准和技术规范，建立常州市政公用综合数据库； 在常州建设局和下属专业单位之间建立统一的数据交换和共享平台； 针对各级主管部门的业务不同，在“数字市政”整体设计中，根据各单位的实际情况，以不同的管理需求和管理业务为重点，构造系统体系，建设专业，实现不同的业务功能； 面向政府、企业和大众，提供不同的服务功能，满足不同的应用需求。,工程目标,案例分析常州市政公用综合集成系统,系统架构,案例分析常州市政公用综合集成系统,基于国产地理信息系统构建分布式数据平台,关键技术1,路灯,建设局,建设局 中心数据库,专线,科研处,统计处,。,公用处,供水,燃气,排水,道桥,公交,园林,纵向,横向,基于数据中心的统一数据管理和交换平台,案例分析常州市政公用综合集成系统,关键技术2,资源层,地理元 数据库,地理空间 数据库,组件层,GIS组件,数据访问组件,空间分析组件,其他模块组件,WMS WFS WCS WCTS,用户界面,用户系统,空间数据服务,防火墙,Internet,用户,基于开放的空间数据服务体系,案例分析常州市政公用综合集成系统,关键技术3,数据标准,制图规范,案例分析常州市政公用综合集成系统,工程特色1,统筹兼顾的共建模式 ：常州建设局和七家权属单位形成了“71”的共建模式，使建设局内部、建设局与七家权属单位之间加强信息交流，实现了数据的提取、整合和信息共享，从原来的单独作战到现在的协同作战，实践了一种新的建设模式，实现常州市公用事业一体化管理。这种模式解决了系统数据更新的瓶颈问题，实现了基础数据的共享，保证了系统的生命与活力，从全国角度来讲是一种突破，为国内同行提供了很好的示范与借鉴。,案例分析常州市政公用综合集成系统,工程特色2,全过程信息化目标 ：城市管线的建设是由社会服务的需要而引起，通过规划设计、管线建设、管线运行这些具体工作，而最终又落脚到满足社会服务的需要，这是一个周而复始的循环过程。本系统建设目标，是对这是个方面工作全过程业务的信息化，形成完整的城市管线建设、管理业务信息链，并充分共享、共同维护，从而调动了各部门积极性，保证该信息链协同运作。,案例分析常州市政公用综合集成系统,工程特色3,有机的信息集成共享体系 ： 专业单位内部实现信息集成和共享。本系统建设过程中，充分考虑了各单位GIS系统与原有的系统的整合，如给水、燃气子系统集成了各单位原有的营业收费系统、生产调度系统；路灯子系统集成了“三遥”系统等，实现了GIS与MIS、OA之间进行无缝连接。 各专业单位之间的信息集成和共享。通过综合管线系统，使各专业单位在规划设计、应急抢修时同时了解兄弟单位的管线信息，为具体工作提供准确、及时、有效的指导。 部门之间的信息集成和共享。在规划、建设、园林、城管等不同政府部门之间实现信息集成和共享，为整个建设行业的规划、建设、管理工作提供有效的支持。,案例分析常州市政公用综合集成系统,经济效益,自来水为例，常州市自来水管网漏损率在20左右，因此，降低管网漏损率一直是管理部门研究的课题，但降低管网漏损率是一个系统工程，建立供水管网GIS平台是先决条件，常州市通过自来水公司在GIS平台上建立NRW（无收入水量）试验区，在进出水管处安装在线流量仪来检测进出水量，对无收入水量试验区的管网分区域进行水量统计，确定该区域自来水的漏损率。通过管线检漏、大口径水表、小表计量等措施进行偷水、无表用水等因素分析，可降低无收入水量5%-8%,案例分析常州市政公用综合集成系统,社会效益1,有利于提升政府对公用行业的监督水平：系统通过数据提取建立了综合管线数据库，为主管部门提供了第一手管理资料，系统集成了各专业单位的运行调度系统、营业系统，可以为政府提供大量的深层次管理信息。本项目的建设为建设局对公用行业的监管提供了一个崭新的平台和全新的手段，从而提高政府决策的科学性、前瞻性和民主化程度，产生巨大的社会效益。,案例分析常州市政公用综合集成系统,社会效益2,有利于提高专业单位工作效率和服务水平 ：城市公用事业形势变化越来越迅速，客户的需要也日益多元化，要适应新情况，各单位必须按市场需要，建立一套反应迅速的工作流程，“常州市市政公用地理信息集成系统”将在这方面提供有力的支持。高效运转的GIS管网管理信息系统，爆管时可以及时查询需要关闭的阀门和需要通知的用户，可以使抢修服务的响应速度更加快捷，使服务质量得到很大的改进，使客户的满意度也大幅度提高。,案例分析常州市政公用综合集成系统,工程经验1,领导重视，保障有力：实施得到了市政府的高度重视，财政拨专款支持项目建设，各专业单位在建设资金上也全力保障。常州市建设局成立了领导小组和专业工作小组来推进项目建设，领导小组由建设局局长任组长、分管局长任副组