编制单位：深圳市信立科技有限公司
智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
目录
1 概述................................................................................................1
1.1项目概况................................................................................................1
1.2建设目标................................................................................................1
2 需求分析........................................................................................3
2.1数据建库需求........................................................................................3
2.1.1现状分析.......................................................................................................3
2.1.1管网监测点布置...........................................................................................4
2.2系统功能需求........................................................................................5
2.3信息安全需求........................................................................................6
3 项目整体设计................................................................................7
3.1系统设计原则........................................................................................7
3.2系统设计方法........................................................................................8
3.3开发工具和开发环境的选择................................................................9
3.4系统体系结构设计................................................................................9
4
3.5
数据库设计..................................................................................13数据保密安全设计..............................................................................11
4.2.2数据管理模型设计.....................................................................................14
4.2.3数据组织设计.............................................................................................14
4.3数据结构设计......................................................................................15
4.3.1基础地形数据结构设计.............................................................................15
4.3.2供水管网数据结构设计.............................................................................15
4.4配置数据结构设计..............................................................................17
4.4.1结构原则.....................................................................................................17
4.4.2命名原则.....................................................................................................18
4.4.3数据结构.....................................................................................................18
5 数据处理与入库..........................................................................20
5.1任务概述..............................................................................................20
5.2技术路线..............................................................................................20
5.3建库流程..............................................................................................20
5.3.1供水管网数据处理流程.............................................................................21
5.3.2数据入库.....................................................................................................22
目录I
智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
5.3.3 | 地图整饰.....................................................................................................23 | ||
5.4 | 供水管网数据动态更新......................................................................24 | ||
5.4.1 | 行规与规章制度建设.........................................................................24 | ||
5.4.2 | 管理建立.............................................................................................24 | ||
5.4.3 | 技术层面实现.............................................................................................25 | ||
6 | 系统功能设计..............................................................................26 | ||
6.1 | 供水管网地理信息系统（GIS）........................................................26 | ||
6.1.1 | 管网数据管理功能.....................................................................................27 | ||
6.1.2 | 管网设备管理功能.....................................................................................40 | ||
6.1.3 | 管网日常管理功能.....................................................................................40 | ||
6.1.4 | 管网维护功能.............................................................................................46 | ||
6.1.5 | 应急处理功能.............................................................................................48 | ||
6.1.6 | 决策分析功能.............................................................................................49 | ||
6.1.7 | 管网模型分析功能.....................................................................................52 | ||
6.1.8 | 系统管理功能............................................................................................. | ||
6.2供水管网远程数据采集与监控系统（SCADA）.............................60 | |||
7.2 | 系统软硬件配置..................................................................................71 | ||
7.2.1 | 主要终端产品介绍.....................................................................................72 | ||
7.3 | 现场安装示意图..................................................................................79 | ||
8 | 项目进度安排..............................................................................81 | ||
9 | 项目经费预算..............................................................................83 | ||
目录II
智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
1概述
1.1项目概况
供水地下管网是城市基础设施的重要组成部分，是城市规划、建设和管理的
重要内容，也是城市赖以生存和发展的物质基础，是城市的地下“生命线”。长
泰县地处金三角中心结合部，九龙口下游。东连厦门，南邻，
西接和漳州，北靠泉州市。具有独特的地貌结构，可阻滞冬季寒流和
夏季台风的侵袭。是一个典型的城市近郊县，是中国山区综合开发试点县，是中
国生态建设示范县和福建省环保先进县，是中国农村初级电气化县，也是中国优
质水果———中国之乡，素有“宝地”之称。
城市供水系统是城市发展的命脉产业，是保证人民生活、发展生产建设必不
性制约因素，城市自来水供应作为现代城市的重要基础设施，对各行各业的发展可少的物质基础。由于水的不可替代性，供水问题往往成为一个城市发展的根本
1.2建设目标
系统将以供水服务标准化、调度智能化、管理精细化为建设目标，实现对
供水设施的全面、动态化管理，实时在线监控全县供水管网关键点的运行状态，
并能自动信息预警，辅助检漏工作及爆管事故处理。
1、实现供水管息化管理
充分利用网络、物联网技术和信息资源，进行服务效能整合与升级、加强
资源整合与共享，实现部门业务协同。建设数字供水平台，提高城市供水的科
学性和应急处置能力，优化供水调度机制，保障供水安全。实现企业对供水监
测、调度、设备管理、服务、营销等基础业务的控制和管理。实时获取企业运营数据和供水全程运行状况，为安全供水提供全方位的支撑，同时提高服务质 |
量，满足全员服务、主动服务、创新服务的信息化需要。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
2、提高供水信息化管理水平
建立完善的空间数字化模型，充分利用计算机网络和计算机智能技术，建立具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统，为“智慧供水”理念应用于供水管息建设打下良好的基础。
企业供水系统实现自动化和信息化，有利于提高水质、保障供水、优质服务和提高效率，是公司创建新型高效企业的一个重要途径。
3、满足功能扩展及管息化建设发展需要
从系统的总体设计和程序编码就考虑到系统今后发展的要求，紧跟行业最新发展趋势，采用组件式开发技术，使系统功能的扩展就像积木拼装一样方便，保证系统良好的可扩展性，能满足今后供水管息建设发展的各项需要。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
2需求分析
2.1数据建库需求
建立全县供水地下管网运行数据库，建立包括：供水管网运行数据库、供水
管网的地下管网数据库以及大比例尺的全县地形图数据库。对于管网运行数据库
的建设采用分布式GIS策略。管网运行数据库能同时为多用户、多系统，通过不
同渠道提供完整、准确、科学的数据资料。
2.1.1现状分析
长泰县的供水管网数据现有，城市区大口径（DN90以上）管线总长度共
73.232公里，以及基础背景矢量图采集1:1000大比例尺地形图。全县的供水
管网总图如下：
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
按管径大小分类统计：
管径大小 | 管线长度（米） |
DN90 | 1120.67 |
DN100 | 10820.09 |
DN150 | 7472.25 |
DN200 | 14122.74 |
DN250 | 15557.85 |
DN300 | 153.17 |
DN400 | 5985.82 |
合计 | 73232.62 |
2.1.1管网监测点布置
2.1.1.1 遵循的原则
管网水力分界线；
管网水力最不利点、控制点；
大用户水压监测点； 主要用水区域； 大管段交叉处；
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
2.1.1.2 | 布置点分布图 |
2.2 系 |
| 统功 |
能需求
本系统研发采用C/S和、B/S及无线GPRS相结合的模式，系统开发所采用的数
据标准应符合行业数据标准。系统开发所用GIS平台应为ArcGIS系列软件，数据
库平台应为Oracle数据库管理软件。
系统建成后，将从供水管网数据管理、管网分区计量、设备管理、
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
数据查询统计、应急处置、巡检管理和供水运行调度等方面，向自来水公司及相关部门提供全面的功能服务和技术支持。可实现的功能如下：
1、工作人员可以在公司远程监测整个供水管网的压力、流量及水质情况，为供水调度工作提供数据依据，保障供水压力平衡、流量稳定和水质安全；如发现运行数据异常，系统将通过多种方式进行报警。
2、各职能部门之间数据通信在局域网内完成；管网测点与自来水公司调度中心之间采用GPRS无线网络通信。
3、通过远程的在线检漏设备，工作人员可通过系统实时监测监控区域的漏水情况，如发现有漏水管段，系统将通过短信、系统告警提示等多种方式，通知维护人员。同时以GIS展示发生漏水的区域，以便工作人员的进一步进行现场的核实。
2.3信息安全需求
供水地下管线属于保密数据，作为管网数据的载体，供水地下管网数据库
完整性、保密性指高级别信息在授权情况下流向低级别的客体与主体；可用性指合法用户
的正常请求能及时、准确、安全的得到服务或回应。
结合国家涉密网建设和系统安全的相关法规和文件，本着可实施性、可管理性、安全完备性、可扩展性和专业性原则，参考目前国内、国际有关网络安全的专业规范和相关的安全标准，针对“多层次、多方面、立体的系统安全”架构要求，建立供水地下管网安全控制体系。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
3项目整体设计
3.1系统设计原则
为保证系统建设成果的质量，系统的建设将依照以下原则进行：
1、共享原则。系统建设要按照城市信息化工作建设思路和要求，在推进管
息资源的开发利用的基础上，形成有效的信息资源集中管理模式和共享机制。
2、经济原则。系统建设要从管理机制现状和信息化建设的实际出发，充分
利用和整合现有的数据资源，避免重复投入；广泛调动社会资源，优化系统的管
理模式，确保管理系统的正常运转。
3、可靠性原则。系统建设承担着保证全县正常运转的关键任务，供水地下
管息的日常工作对它的依赖性将会非常大，充分考虑系统的可靠性，用
4、高性能、先进性原则。系统的设计采用国际上先进而成熟的技术，以充
Oracle作为数据库软件，做好数据的审核和备份工作。
务内容，采取不同的安全策略。处理好发展与安全、建成与效益的关系，使安全
措施成为保障信息资源系统正常运行的重要手段。并在网络安全、操作系统安全、
数据库管理系统安全、物理安全、管理安全等方面符合国家关于计算机信息系统
安全保护三级标准的相关要求。
6、易操作性原则。本系统设计界面友好生动、操作简便、查询快捷、不需
要用户有专门的计算机知识就可以完全掌握。
7、标准化原则。由于本系统是一个开放的系统，系统建立是按照统一的数
据编码与规范，实现数据格式标准化。在信息的收集、处理、汇总和传递过程中
建立统一的数据接口，保证各层次之间形成高效规范的体系，确保对各种信息的
高效收集和利用，最终达到与其它应用系统的资源共享。系统开发使用的各种技
术标准应符合国家、行业及地方有关技术规定。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
8、开放性原则。系统设计时要考虑支持行业标准、提供与常用的应用程序
的接口，支持与其它应用的集成。同时满足管理和应用的多样性、复杂性，具备
良好的扩展和升级能力，并便于系统的维护和升级。
9、易维护和易扩展性原则。考虑到用户数据量的增长、数据类型的增减；
考虑到在用户的管理水平和信息技术应用水平进一步提高之后，会对系统的性能
和功能提出新的要求。
10、科学性原则。系统的结构具有科学性，即软硬件配置科学合理、具有先
进性，功能结构尽可能达到最佳。对于工程的实施，也要按现代软件工程和系统
工程的思想组织建设，实现工程实施管理的科学化。
3.2系统设计方法
目前，最为常用的系统设计方法主要有结构化系统分析方法、原型法和面向
本系统的设计在框架结构设计的基础上采用面向对象的技术。面向对象分析对象的分析与设计。
本构成组件，可以使系统直接地映射问题域，保持问题域中事物及其相互关系的
本来面貌。它既继承了结构化开发中的合理部分，又克服了其在软件开发中造成
的弊病。实践已充分证明面向对象技术是当今开发大规模软件应用系统最先进的
技术，采用面向对象分析与设计技术，能够带来很多的好处：
贯穿软件生命周期全过程的一致性；
加强了对问题域和系统责任的理解；
改进最终用户与分析等有关各类人员之间的交互；
有利于用户参与；
实用性；
对需求的变化具有较强的适应性；
支持软件复用。
与结构化分析设计技术比较，面向对象技术则更加强调运用人类在日常的逻
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
辑思维中经常采用的思想方法与原则，例如抽象、分类、继承、聚合、封装等等。
这使得软件开发者能更有效地思考问题，并以其他人也能看得懂的方式把自己的
认识表达出来。
3.3开发工具和开发环境的选择
采用ArcGIS系统产品ArcEngine和ArcGISServer为开发平台、ArcSDE为
空间数据引擎，Oracle为数据库管理软件。
配置方案说明：
1、本系统针对企业级GIS应用。ArcSDE同时支持UNIX和NT服务器，
服务器是整个系统的核心，从系统的稳定性、可靠性以及易用性考虑，建议采用
NT服务器。
2、该配置的优势是支持海量数据管理，支持多用户高效并发访问，有效地
3、能满足数据编辑、高级空间分析等功能。如：由于管线设施、管道管理
解决企业地理数据库中的版本冲突等问题，数据存储更加安全有效。
系统将采用三层结构（C/S/S和B/S/S），客户端采用桌面和浏览器的方式，
设备通讯采用无线GPRS方式，应用服务器采用ArcGIS系列平台，数据库服务器
采用Oracle关系型数据库，构建以管理服务为中心，和供水管网远程监控设备
实现物物相联的无线远程通信网，形成覆盖全县供水管网的分布式远程监控和管
理的系统。
系统的网络结构图如下：
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管理中心
各职能部门 | 监控管理 | 打印机 | 投影仪 |
水司局域网
通讯平台 | UPS 电源 | INTERNET | 服务器 |
计算机 |
网络
GPRS
网络
监测终端 |
|
监测终端 | |
| | | |
| | | |
| PH 值、浊度、余氯等 |
| 噪声记录仪 |
压力或流量计 | |||
流量或压力监测点 | 水质监测点 | 漏水监测点 |
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3.5数据保密安全设计
首先，基于系统功能实现的需要，需要打通SCADA网络和办公网络，实现管线系统调取SCADA网络数据的需求。再者，管线系统所运行数据涉及商业秘密，为保障SCADA网络和管线系统的数据保密安全，需要设计一套相对安全的配套措施已保障以上两点的安全需求。
结合等级保护、BMB-17和BMB-20，给出了保密解决方案拓扑图：
SCADA网络
前置数据库
服务器
单向网闸
用户终端区
存储阵列应用服务器
管线系统
数据库服务器 手持GPS
备份服务器磁带库
备份系统
图3.1拓扑图
1、在SCADA网络前端设立前置数据库服务器，把SCADA网络中需要推送给管线系统的数据先同步至前置数据库服务器，再通过单向数据库同步网闸实现数 最大限度保据由SCADA网络向管线系统的指定服务器单向同步，
数据只出不进，障SCADA网络的数据保密安全。
2、在服务器区的前端配置一台高端千兆防火墙，通过细颗粒的访问控制规则，实现允许合法的用户终端访问管线系统和规管系统、拒绝非法终端访问服务器区的安全目的，最大限度保障服务器区（管线系统、规管系统）的数据安全和系统安全。
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3、配置备份服务器、磁带库、专业备份软件，实现对管线系统和规管系统
数据库的定时容灾备份。
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4数据库设计
4.1总体设计
供水地下管网数据库的建立，是将基础地形数据库及供水管网数据库通过整
理、处理、建库、质检等一系列过程，按照统一的数据标准及规范体系，集中到
统一平台，形成长泰县的两大子库体，城市基础地形数据库和供水管网数据库，
从而为更好的管理城市工程管网数据提供强大的数据来源，为城市供水工程管线
的规划审批管理工作提供业务支撑。
供水地下管网数据库采用集中式存储的方式，即管网数据与地形图数据集中
存储、几何图形和属性数据集中存储。数据库是基于目前比较流行的商业化数据
库Oracle作为数据存储平台，以ESRI公司的ArcSDE作为空间数据引擎进行设
库中的数据能实时进行更新升级。本次项目分为两大库体城市基础地形图数据计的。在数据库设计过程中，应充分考虑建库完成后的数据更新机制，确保数据
图数据库。供水管网数据库集合供水管网数据集分别存储和管理供水专业管网数
据，各管网数据要素集中分别包括管线现状数据和管线历史数据，这些数据按管
线类型和要素几何类型分别存储于不同的要素类中。
本项目的数据库设计主要包括以下几个部分：
管网数据库逻辑设计
管网数据库物理设计
4.2空间数据库设计
空间数据库设计的合理性，将直接影响到整个数据库的管理方式、读取效率、
使用性能等。地下管线空间数据库是在充分考虑源数据的内容、精度的基础上，
结合信息系统建设需求和数据特点进行设计的。空间数据库采用集中式存储的方
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
式，即管网数据与地形图数据集中存储、几何图形和属性数据集中存储。数据库是基于目前比较流行的商业化数据库Oracle作为数据存储平台，以ESRI公司的ArcSDE作为空间数据引擎进行设计的。在数据库设计过程中，应充分考虑建库完成后的数据更新机制，确保数据库中的数据能实时进行更新升级。
4.2.1数学基础设计
基础空间数据和地下管网数据的坐标系统及高程基础保持一致，使二者能准确叠加，实现有机统一。
4.2.2数据管理模型设计
数据管理模型采用目前比较先进的GeoDatabase空间数据库管理模型。它是一种开放的、面向对象的、多用户、空间无缝的数据组织管理模型。该模型将空
编辑操作。
间数据按照其空间关系特点和几何形状类型进行存储，支持长事务处理和多用户
数据采用连续无缝的要素类（即数据层）方式存储，并将专业管网数据和地
形图数据分别存储于不同的要素集中。
供水管网数据集存储从管线权属单位获取的专业管网数据，各管网数据要素集中分别包括管线现状数据和管线历史数据，这些数据按管线类型和要素几何类型分别存储于不同的要素类中。
地形图数据要素集中，则按照要素类型（国家标准分类）和几何类型分别将数据存储于不同的要素类中。
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要素类1
供水管线数 | 要素类2 |
…
要素类n管线空间数据库
要素类1
地形数据集 要素类2
…
要素类n
图4.1管线空间数据库结构
4.3数据结构设计
4.3.1 基础地形数据结构设计
参照国家标准GB/T 17160—1997《1：500、1：1000、1：2000地形图数字
化规范》的分层要求，再根据要素的几何类型进行细分层，根据实际应用需要设
置的TraCl图层，用于存储道路中心线数据；设置MapInd图层，用于存储
图幅索引数据；设置TerCt图层，用于存储等高线数据；设置Units图层，用于
存储各主要单位特征点、关键单位点；设置Doorplate图层，用于存储楼门牌信
息；设置Anno图层，用于存储所有的注记数据，通过设置属性来区分其注记类
型。
4.3.2供水管网数据结构设计
与自来水公司专业人员讨论建立供水地下管线信息化的部分标准规范。因此，
原则上管网数据结构设计应严格遵循相关标准规范中的数据设计。当已有的标准
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规范中未进行明确规定或设计时，将采用下述管网数据结构设计方案。
4.3.2.1数据分层设计
管网数据分层是按管线类别进行分层，供水管网分两个图层分别用于存储管
线段和管线点的数据。详细分层可以如下表所示：
表4-1：管网数据分层设计
NO | 图层名称 | 管线类别 | 内容 |
1 | JSLine | 给水 | 管线段属性数据表 |
2 | JSPoint | 管线点属性数据表 |
4.3.2.2管线属性数据
1、管线点
属性名称 JSPOINT 给水
4 特征△
5附属物△
6 型号△
7 规格△
8 材质△
9井底深
10 x坐标 △
11 y坐标 △
12 角度 △
13 地面高程 △
14 管理单位 △
15 建设年代 △
16 点符号编码 △
17 道路名称 △
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18 | 图幅号 | △ |
19 | 图元标识码 | △ |
2、管线段
管线类别 给水
属性名称 JSLINE
1 管线子类 △
2 管线编码 △
3 起始物探点号 △
4 终止物探点号 △
5 起始埋深 △
6 终止埋深 △
7 埋设方式 △
8 材质 △
9 管径/断面尺寸 △
10接口形式
11
12
21 线型码△
22道路名称△
23 图元标识码△
4.4配置数据结构设计
配置数据是系统运行时需要的数据，存储于DBMS中，主要包括系统程序
的控制数据、显示配置数据和数据之间的关系。系统数据结构设计严格按照一定
的结构原则和命名原则进行设计。
4.4.1 结构原则
1、与程序流程有关的状态信息使用域进行和定义，不允许最终用户修
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改定义。
2、用户可修改的状态列表信息，用数据表来定义，一经创建后，用户只可
修改名称，不能修改代码，修改后的名称与原名称应代表相同的意义。
3、用户采用列表录入的文字信息，在一个统一的“系统信息”表中定义，用
户可任意创建和修改。用此种方法录入的信息，录入的信息与选择列表不存在约
束关系，列表只是作为文字录入的一种辅助手段。
4、辅助编码表应至少有两列—代码和名称。只有在名称非常稳定的情况下
才可以不使用代码。使用编码表的好处是在应用程序界面中，不同的地方出现同
一种数据的录入（如录入数据或查询过滤条件）时只需定义一次选择列表，不会
出现两处冲突的现象，方便编程。
4.4.2命名原则
1、以用户提供的相关作业标准和相关标准为依据，进行命名；
2、表和视图命名原则；
3、列命名规则；
4.4.3数据结构
下面，根据系统的一般功能需求，例举在系统设计过程中可能的数据表结构
样式。实际的表结构设计，将会在进行完详细的系统调研和需求分析后组织专家
进行讨论后，按照数据库设计标准和原则进行设计。
表4-2：NNUPIS_USERS：
No | 字段名 | 字段类型 | 字段宽度 | 中文意义 | 备注 |
1 | ID | 文本 | 15 | 用户的ID | |
2 | NAME | 文本 | 50 | 用户的名字 | |
3 | PASSWORD | 文本 | 50 | 用户的密码下载 | 高清 |
4 | SEX | 文本 | 1 | 用户的性别 | |
5 | DESCRIPT | 文本 | 200 | 用户的描述无水 | 印 |
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6 | UNIT | 文本 | 50 | 用户所在的单位 | |
7 | DEPARTMENT | 文本 | 50 | 用户所在的部门 | |
8 | PARENT_ID | 文本 | 15 | 用户所属角色的标 | |
9 | CREATE_TIME | 日期型 | 10 | 记录创建时间识 | |
表4-3：NNUPIS_USERGROUP：
No | 字段名 | 字段类型 | 字段宽度 | 中文意义 | 备注 |
1 | ID | 文本 | 15 | 角色的ID 号 | |
2 | NAME | 文本 | 50 | 角色的名字 | |
3 | DESCRIPT | 文本 | 200 | 用户的描述 | |
4 | CREATE_TIME | 日期型 | 10 | 记录创建时间 | |
表4-4：NNUPIS_PURVIEW：
|
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5数据处理与入库
5.1任务概述
数据建库工作的主要任务是以“数字准，情况明，责任清”为宗旨，对长泰
县的现有的供水地下管网数据进行检查、处理、入库。对基础参考数据（基础地
形图）、供水管网数据等进行统一整合，形成统一格式、统一空间参照、样式、
图例、统一数据分类和编码标准的供水管网数据库。为今后城市信息化建设，实
现各类信息共享，消除信息孤岛打下坚实的基础。
5.2技术路线
库（供水管网空间数据库）集成”、“空间与属性数据有采用“先制定规范，后实施建库”“先分库（基础地形数据库）建设，后总
机结合”的技术路线，利用专业GIS应用软件与Office、MSAccess等应用软件
作，最终建成集管网数据与基础地形数据、空间数据和非空间数据为一体的共享
型数据库。数据库模型采用ArcGIS的Geodatabase空间数据库模型，实现数据
的全面管理。
5.3建库流程
供水地下管线系统数据建库是将公司现有的供水地下管线现有的成果输入
数据库，并进行数据预处理、检查、纠错和处理，形成具有拓扑关系的地下管线
点数据表和线数据表。一般而言，一个城市的供水地下管网数据量大，涉及的数
据项也多，数据预处理工序比较复杂。在数据建库过程中主要的流程有：依据测
量的原始记录进行数据库结构设计；入库的数据检查，以确保入库的数据与现场
探测的数据一致；经过软件检查出的数据错误应查明原因，必要时到现场进行复
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核，并将复核结果在数据库中改正；数据经过改正后应重新用软件进行检查；数
据入库后进行接边处理。
原始数据 技术规程
数据分析不合格
管线数据标准
入库检查
合格 合格
数据
管线数据处理 地形图数据处理 建库规范 质
管线成图 量 分层整理 要素整理
提取
数据整合
检
查拓扑检查 修正 属性整理地形图相关国 家标准规范
数据入库
图5.1数据建库流程图
5.3.1供水管网数据处理流程
管网数据入库主要经过以下流程：
1、管网CAD数据检查
管线CAD数据逻辑检查主要是为了在生成管线图形之前保证数据的准确性、
正确性，是管网数据建库的基础工作。逻辑检查的内容主要包括数据类型检查、
数据逻辑性检查、表属性结构检查、数据填写规范等，例如：供水管线CAD数
据及属性字段类型是否按规范要求进行设置；管网的属性结构是否与规范一致；
管线段的长度是否超出规定要求；设备管线点的坐标是否与在相应的图幅范围内；
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
数据填写是否符合规范的要求表结构检查；管线点号、管线段编码的唯一性检查；
管线拓扑关系检查；重复记录检查；孤立管线点检查等等。对于检查不通过的成
果数据将反馈给相关探测单位进行校对、修改。
2、生成管线图形
由于制图过程中存在误差是在所难免的，而对于存在误差的邻边管线，通过
程序实现自动检查是可望而不可及的。因此，为了保证最终成果数据的正确性，
必须通过人工手动辅助接边处理。为了提高人工手动辅助接边的工作效率，将管
线探测成果数据先转换为图形对象，从而实现可视化编辑处理。可通过目前比较
成熟的GIS应用软件——ArcGIS的相关功能，利用供水管网CAD中的坐标信息，
生成相应的管线点、管线段等图形对象。
3、供水管网图形检查、接边处理
利用ArcGIS应用软件的地图显示、编辑、修改等功能，对生成的管线图形
各接边处的管线错位、无法接边等问题，通过对其进行手动接边处理，保证各管
进行接边处的可视化检查、接边处理。通过生成的图形对象，可以方便地识别出
为了使管网数据能为系统的各类查询、分析功能提供良好的数据基础，必须
建立相应的拓扑关系，包括供水管网的网络拓扑、几何拓扑关系等。可利用
ArcGIS的建立拓扑关系的功能，为供水管网建立相应的拓扑关系。
5.3.2数据入库
利用ArcCatalog通过ArcSDE数据引擎，将经过处理的管网数据和基础地形
数据导入到Oracle数据库中，形成一个有机的数据库集合。
1、建立数据库：在数据入库前必须保证数据的正确性、完整性、精确性；
并根据系统设计建立Geodatabase数据库，建立对应的要素集，并进行新建要素
集的地图范围和坐标系统设置，确保与成果数据的坐标系统一致且能完全存放所
有的成果数据；
2、数据导入：按照一类要素的一类几何特征对应Geodatabase的一个要素
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类的方式进行导入，保证各要素类的名称不重复（相同）； |
3、数据库检查：对入库完成的数据与入库前的数据进行对比检查，确保
全部数据已经入库；
4、建立网络拓扑：要对需进行网络分析的供水管网和地形图要素建立对
应的网络拓扑。网络拓扑建立过程中，对于需同时进行网络分析的多类要素必须
只建立一个网络拓扑。例如：对于排水类管线在分析时一般要求结合分析，所以
建立网络拓扑时，应将各排水类管线（如污水、雨水、雨污合流等管线）结合在
一起建立一个网络拓扑。
5、注册版本：注册版本是为了实现管线空间数据库的版本化管理，保证
数据安全的一种举措。根据系统设计的要求为数据库中的所有数据建立相应的一
个或多个版本，使数据库在支持多用户编辑、更新时不至于产生冲突。
5.3.3地图整饰
佳的视觉效果，必须对它们进行符号化处理以及叠加显示、动态标注、分级显示管网数据和基础地形数据入库完成后，为使其整体美观、便于应用，达到最
等配置。
间的各类要素的某个属性（该属性必须能确保唯一）相对应，通过系统功能进行
链接控制实现动态符号化。在技术设计时，应根据相关图示规范建立相应的符号
库。
叠加显示是对数据库中所有图层的上下关系进行合理的排序，避免发生地图
要素压盖、无法显示等情况。
动态标注是为了提高系统的运行速度，提高地图显示的整洁性而采用的一种
地图要素注记手段。通过动态标注可避免注记之间的压盖所造成的图面混乱，当
地图显示比例尺不足以承担太多的内容时，将根据实际地图显示空间的大小自动
实现注记的取舍。并可根据用户的实际需求设置不同样式的标注。
不同显示比例尺下所能承载的地理信息量是有限的，一旦超出其承载量，将
使地图要素无法看清或无法分辩，使其应用效果大打折扣。为此，采用分级显示
的办法来实现地图要素合理显示，即根据不同显示比例尺设置合理的显示内容，
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保证整体幅面的整洁和美观。
5.4供水管网数据动态更新
城市建设的迅速发展带来地下管线不断变化，地下管线不同于地面建筑，敷设覆土后就难以直接了解其详细情况，为此只有实行管线竣工测量，实现管线动由于供水管网项目工程周期较长，态管理，才能保证管网数据的现势性和准确性。
管线探测过的区域可能会出现新建管线，如果等工程完成以后再实行竣工测量，就会形成管网数据空白。为此，应充分重视如何进行管线动态管理的课题，为项目完成后实现管网数据的动态更新奠定基础。数据的动态更新需要从行规及规章制度建设、管理建立以及项目实施过程中从技术层面充分考虑并层层落实。
5.4.1行规与规章制度建设
供水地下管网动态更新管理的立法工作要经过一定的程序，需要经历较长的
线项目开展竣工测量、档案报送的内容、程序及要求等作出明确的规定，为实现
地下管线动态管理提供了有力的法律保障。
5.4.2管理建立
为了配合地下管线动态更新管理相关行规的顺利实施，确保实现管线动态管理，建立相应的管理，对地下管线工作进行规范化管理。例如制定类似《长泰县供水地下管线工程管理办法》的制度，对管线规划、报批、施工、竣工测量、成果提交等业务流程及其相关手续、文档等进一步明确规定，为管线动态更新管理提供支持。
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5.4.3技术层面实现
上述各项措施，只是为数据的动态更新提供了保证，最终还是要靠技术手段
来实现。技术层面上，在供水地下管网数据库结构设计时，充分考虑地下管网数
据动态更新管理的需要，通过增加新建管线与已建管线的连接信息字段，设计动
态更新数据导入、审批、入库等一系列与动态更新业务流程相对应的系统功能，
实现多种途径的供水管网数据的动态更新管理和管网数据的自动拼接处理。
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6系统功能设计
结合长泰县供水地下管息化建设的具体情况，以及城市管线信息化建设
的专业特点，采用先进的计算机网络技术、GIS技术、大型数据库管理技术，构
架集中管理、分散控制的体系结构，实现城市管线资源的高效管理和科学统计分
析，建立一个实用、安全、可靠、综合、高效的城市供水管网系统,旨在对城市
供水管网相关数据进行综合管理，并通过完善的数据更新与交换机制实现数据的
动态更新与维护,同时相关组件封装成SDK，为其它单位提供二次开发接口，系
统包含供水管网地理信息系统（GIS）和供水管网远程数据采集与监控系统（SCADA）
两个子系统，系统将从管网数据管理、设备管理、数据查询统计、应急处置、应
用分析、供水运行调度、分区计量等方面研发供水管息化系统。
6.1 供水管网地理信息系统（GIS）
信息统计、数据监理查错、数据更新入库以及数据输出等功能；以及包括管网
设备的信息管理、管网设备日常维护管理、应急事故辅助决策分析以及数据空间
分析等功能。为长泰县的供水地下管网数据及相关设备信息的管理、更新和维护
工作，提供全面、可靠的系统功能。
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6.1.1管网数据管理功能
系统提供完整的管网数据管理功能，用于实现供水管网数据的动态管理，系
6.1.1.1供水数据入库
系统提供EXCEL、CAD等多种格式数据的叠加导入。导入的数据将被存储在
临时数据库中进行数据质量检查，只有通过检查的数据才可以存入系统数据库。
数据检查的内容包括数据的规范性、完整性、逻辑合理性、拓扑关系等方面共100
余项，可以大大提高数据的质量。
6.1.1.1.1CAD数据导入功能
系统管理员把按图幅、任选坐标范围区域的CAD格式地形图数据转成GIS格
式数据，并导入到空间数据库，同时可以按照用户任意选定的范围进行新旧替换；
系统将根据转换数据的属性信息与中心数据库的图层数据进行匹配接边处理，最
终把生成的地形数据合并到中心数据库当中。
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6.1.1.1.2Excel成果表导入功能
这一功能用于将通过检查的Excel成果表数据导入到临时库中，以等待系统
管理员完成数据审批操作。系统将根据管线点的属性信息生成管线点的空间数据，
再根据管线与管线点的连接关系生成管线的空间数据。
6.1.1.1.3数据监理查错功能
监理查错功能实现了对数据的查错处理，是对管线图形和属性数据进行全面
检查，通过程序直接对数据中数据的完整性、规范性和逻辑性进行检查，对于管
线图形数据，设计多种条件计算逻辑查错功能，使得能够快捷、明确地指出探测
数据的信息遗漏、对应关系查错等问题，并输出错误信息。
系统提供参数设置功能，用户可以对地面高程、管线长度、管线端点埋深、
排水管起点终点落差等进行设置，通过参数设置来确定逻辑查错功能，系统参考
参数的设置来进行查错。
图6.2监理查错条件设置示意图
系统首先要在数据的完整性和规范性方面对要导入的数据进行检查，如果发
现不符合的项，系统将根据错误信息提示修正Access表或Excel表，并再次执行“监
理查错”。
如果未发现错误，系统会把数据导入到数据库中的临时表中，以供系统进行
第二阶段的检查：拓扑关系检查和一致性检查。拓扑关系检查将检查数据的拓扑
数据是否完整和管线的连通性；而一致性检查功能将协助用户检查管线的属性和
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属性表中的数据是否一致。当上面的检查都未发现错误，系统将对数据进行最终
入库。
如果发现数据的错误，可根据错误的类型定位到具体的错误原因或错误位置，
以便用户进行错误的纠正。
图6.3监理查错示意图
6.1.1.2数据管理
数据管理工作将会贯穿数据导入至数据删除的整个数据生命周期，主要工作
包括数据入库时的数据库更新、数据自动接边，数据维护期间的数据库备份、数
据库恢复、数据库版本控制等。
6.1.1.2.1 数据更新入库处理功能
数据管理员将已通过监理查错后的管网数据导入到管线空间临时数据库中，
生成临时空间数据，再通过数据合并功能将处理后的空间数据导入到系统的空间
数据库中。管网数据入库施行批量作业，用户可同时选择目录下的所有探测成果
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数据进行批量入库。
重点重线，或者由于测量误差，本来相连接的管线没有接上。管线的自动接边是
实现对管线的重点重线数据的空间拓扑关系的检查，在入库的过程中实现管线的
自动接边处理，并可以对自定义的管线坐标接边容限值的处理，从而实现在入库
时，对允许新入库的管网数据，在坐标接边容限值允许的范围内，实现管线的容
差自动接边处理。
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管线图幅接边处理
图6.2管线图幅接边处理示意图
6.1.1.2.3数据备份
综合管线管理员对系统的数据库进行备份操作，可以备份整个数据库，也可
以只备份数据库中的一个或者多个表。
图6.3数据库备份示意图
6.1.1.2.4数据恢复
供水管网管理员对系统的数据库进行还原恢复操作，可以恢复整个数据库到
以前的备份状态，也可以只恢复数据库中的一个或者多个表。
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6.1.1.2.5数据库版本控制
通过使用ArcSDE的访问方式，ESRI的多用户Geodatabase数据库模型支持
多种大型的数据库平台，这些数据库类型包括IBMDB2，Informix，Oracle和SQL
Server。在这些大型DBMS的支持下，Geodatabase可采用多线程连接方式，为
多个用户提供并发、安全、可靠的访问机制。在数据库更新方法中，ESRI引入
了版本管理的概念。用户在对数据库进行编辑时，不用对数据库进行锁定，而是
由ArcSDE为其建立“增量记录”，即版本。任何用户对数据的操作都可以在各
自生成的“版本”上进行，并不用关心其他用户是不是也在对同一数据进行操作。
在并发事务结束提交数据时，系统将自动对数据的一致性进行检查。如果没有冲
突，就直接更新数据；如果遇到冲突，再交互解决冲突，从而大大提高了并发操
作的效率。
系统提供数据编辑功能，可以实现对供水管网数据的编辑录入，同时可以对6.1.1.3数据编辑录入
6.1.1.3.1矢量数据编辑
提供管线及管点的增加、管线及管点的修改、管线的截断、管线顶点或管线
点的捕捉、管线点及管线的属性数据编辑、管线合并等功能。
用户在编辑的过程中，不必对管点的物探点号和图上点号进行处理，也不必
对管线的连接关系进行处理。系统的编辑功能将对管点的物探点号和指定图幅的
图上点号，根据一定规则进行唯一性检查和处理，并对相关管线进行拓扑关系的
检查和处理。
6.1.1.3.1.1管线及管线点的增加功能
管线管理员可以在权限控制范围内的图层中移动管线及管线点目标，设置所
选管线或管线点的符号样式。
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6.1.1.3.1.2管线及管线点的修改功能
用户可以在权限控制范围内的图层中移动管线及管线点目标，设置某一类型
管线或管线点的符号样式。
图6.4管线及管线点修改示意图
对于管线，可以移动其顶点的位置。
管理员可以在权限控制范围内的图层中删除管线及管线点目标。系统根据管6.1.1.3.1.3管线及管线点的删除功能
管理员可以在权限控制范围内的图层中进行管线截断操作。用户在管线上选
定一个截断点，系统可以将该管线由这一点截断成两个管线段，系统在管线截断
时，同时对管线图形和管线属性信息进行修改。
6.1.1.3.1.5管线顶点或管线点的捕捉功能
为方便用户的管线编辑操作，系统实现了编辑时的管线点捕捉功能。通过设
置一定的捕捉半径，用户可在编辑时迅速捕捉到要进行编辑操作的点或线的顶点。
6.1.1.3.1.6管线点及管线的属性数据编辑功能
可以实现对管线点及管线的属性数据进行增加、修改、删除的操作。
6.1.1.3.1.7管线合并功能
用户选择两条连续管线进行合并，合并完毕后弹出管线属性添加窗口。
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6.1.1.3.2样式符号设置功能
系统可以实现对地形图、管线或管线点符号样式的新增或修改功能。用户可
以根据自己的需要调整各类要素的表现方式。
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图6.6符号编辑
6.1.1.4供水专题数据输出
6.1.1.4.1数据输出
系统提供划定矩形区域数据导出、划定任意区域数据导出、指定坐标区域数
据导出、指定图幅区域数据导出、选择集区域数据导出、数据转换、矩形区域打
印、多边形区域打印、缓冲区打印、任意标准图幅打印、自定义打印等功能。
6.1.1.4.1.1划定矩形区域数据导出功能
管理员通过系统矩形选择工具，在地图窗口中划定矩形区域，并选择所要导
出的管线或地形图图层和导出的数据格式，进行矩形区域的管线或地形图数据导
出功能。 |
|
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6.1.1.4.1.2划定任意区域数据导出功能
图数据导出功能。
6.1.1.4.1.3指定坐标区域数据导出功能
管理员通过输入X、Y坐标的上限和下限，进行指定坐标区域的管线或地形图数据导出功能。
6.1.1.4.1.4指定图幅区域数据导出功能
管理员通过选择或输入指定的图幅号，并选择所要导出的管线或地形图图层和导出的数据格式，可进行指定图幅区域的管线或地形图数据导出功能。
6.1.1.4.1.5选择集区域数据导出功能
用户通过选择工具或其它查询方法生成的选择集，并选择所要导出的管线或地形图图层和导出的数据格式，进行选择集区域的管线或地形图数据导出功能。
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6.1.1.4.2数据转换功能
系统提供辅助的数据转换功能模块，用户可对不同格式的空间数据进行格式转换。通过数据转换功能，保证系统与其他系统之间的数据共享使用。
系统可以进行多种数据格式之间的转换，其中包括SHP-〉MIF、SHP-〉DXF、SHP-〉E00、MIF-〉SHP等。
6.1.1.4.3地图打印设置功能
用户可以根据需要选择打印方式。
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图6.9打印方式选择示意图
（指北针）和刻度尺，并可以对打印输出图进行放大、缩小、漫游或按指定比例
用户可以通过扯旗工具在打印输出图上进行扯旗操作，还可添加风玫瑰图
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图6.10管网数据打印输出示意图
6.1.1.4.3.1.1 矩形区域打印功能
用户在权限范围内通过系统矩形选择工具，在地图窗口中划定矩形区域，并
选择所要导出的管线或地形图图层和导出的数据格式，进行矩形区域的地图打印
功能。
6.1.1.4.3.1.2 多边形区域打印功能
用户在权限范围内通过系统多边形选择工具，在地图窗口中划定矩形区域，
并选择所要导出的管线或地形图图层和导出的数据格式，进行多边形区域的地图
打印功能。
6.1.1.4.3.1.3 缓冲区打印功能
径，进行坐标的缓冲区域的地图打印功能。
用户在权限范围内通过输入某一点的X、Y坐标和以该点为中心的缓冲区半
6.1.1.4.3.1.4
图打印功能。
6.1.1.4.3.1.5 自定义打印功能
用户在权限范围内通过输入X、Y坐标的上限和下限，可以进行对这一坐标
范围内地图的打印功能。
6.1.1.5设备多媒体数据管理
系统实现多媒体数据的存储和管理，提供取水口、水厂、阀门、水表、检查
井、排污口等重要管网设施的现场照片等多媒体数据与该设施的空间数据关联功
能，实现管网设备的全方位管理。
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6.1.2管网设备管理功能
结合供水管网设备的整个生命周期进行管理，系统可以对处于规划、设计、施工、投运、维护、计划报废、报废等各阶段管线进行综合管理，用户可以根据需要随时查看处于任何阶段的供水管网设备。
6.1.2.1设备库管理
在本系统数据库中，不同类型的设备靠其编码前的种类代码区分，并分别存放于不同的数据层中。系统中存储有各设备的历史管理信息，包括供水管道隐患提示、供水设施的检修记录及事故报告、抢修人员的出警记录、操作记录及故障历史、相关故障处理方法等，并提供这些信息的查询和统计操作功能。
6.1.2.2设备查找
通过设置中心点位置和缓冲区半径，在某一特定区域内查找符合要求的管线
要素。
针对供水管网日常管理工作的需要，需提供下列功能支持。
6.1.3.1查询功能
针对供水管网段、阀门、检修井等管网设备，提供空间数据和属性信息间的双向查询功能，用户可以通过选中某一设备查看其属性信息，也可以通过选择合适的查询方式并填写属性值来查找符合条件的设备。
6.1.3.1.1点选择查询功能功能
由图形到属性的查询方式，通过点击选择图形使该图形处于选中状态，高亮
显示，显示其对操作用户开放的属性信息和图形信息。
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6.1.3.1.2矩形查询功能
用户可以使用矩形选择工具选择在选择区域内所有可选择的图层。
6.1.3.1.3多边形查询功能
用户可以使用任意多边形选择工具选择在选择区域内所有可选择的图层。
6.1.3.1.4清除选择功能
清除当前系统对要素的选择。
6.1.3.1.5按图幅号查询功能
定图幅号定位到该图幅上的所有管线。
用户输入要查询的图层和图幅号，系统根据用户选择的管线类别，通过所指
图6.11 按图号查询显示管线示意图
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6.1.3.1.6按道路名查询功能
用户选择图层类别和道路名，系统可进行模糊查询道路数据库，确定道路名
后，系统将快速定位并高亮显示该道路上满足查询条件的所有管线。
6.1.3.1.7按交叉路查询功能
用户输入要查询的图层类别和两条道路名，系统将分析计算出这两条道路的
交叉路口点指定缓冲区范围内满足条件的所有管线。
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6.1.3.1.8按属性查询功能 图6.13按交叉路口查询显示管线示意图
统将快速查询定位并高亮显示满足条件的所有管线。
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图6.14自定义查询示意图
6.1.3.2统计功能
是整个供水管网，也可以是用户划定的某一区域。
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6.1.3.2.1按管线材质统计功能
6.1.3.2.2按管线管径统计功能
先指定要统计的图层，再选择统计条件（管径），进行长度统计。系统将以图或表的方式显示统计结果。
6.1.3.2.3统计结果输出功能
统计的结果可以以Excel表格或专题图的形式输出。系统提供的专题图种类丰富，包括直方图、饼图、折线图等，并且每种专题图还可专门再定制，调整其大小、颜色等特征。生成的专题图可以打印输出。
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6.1.4管网维护功能
中的管网数据进行维护，使其与管网埋设的现状保持一致。
6.1.4.1设备信息管理
通过在管网图上属性信息窗口，实现供水管网设备信息的管理功能。
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6.1.4.2设备维修信息管理 |
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6.1.5应急处理功能
系统提供管线事故处理的一系列相关功能，包括爆管事故分析、二次关阀、停水区域分析、预案管理、应急指挥等。
6.1.5.1爆管事故分析
针对给水管线爆管事故，提供具有针对性的分析功能，首先给出初步关阀方案，若存在阀门失灵等情况，可以进而生成二次关阀方案。同时，可以根据分析得到的关阀方案，分析受影响的用户范围，并在当前管线图上展示。
图6.16爆管分析
6.1.5.2二次关阀
对于生成的关阀方案若存在阀门失灵等情况，可以进而生成二次关阀方案，二次关阀方案也会在在当前管线图上闪烁显示，并同时输出阀门关制表。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
6.1.5.3停水区域分析
根据分析生成的关阀方案，可以进一步分析得到将会停水的区域，并在当前
管线图上以红色区域框出，并提供受影响区域相关信息并生成报表。
图6.17停水区域分析
6.1.5.4预案管理
系统可以根据用户设定的参数，模拟管线事故的发生和应急处理工作。通过
事故演练，可以发现现有应急预案的不足，及时修正预案，为今后的事故处理提
供保障。
6.1.5.5应急指挥
在供水管网事故发生时，系统可以提供应急工作的指挥调度功能，根据当前
事故情况，生成应急处置方案，并将调度方案发送至各应急车辆的车载终端上，
提高应急车辆指挥效率，有效减少事故的损失。
6.1.6 决策分析功能
系统提供一系列空间分析功能，可以有效帮助用户直观的查看某一位置处供
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水管网的空间分布情况。
6.1.6.1剖面分析
可以对供水管网所在位置进行横断面和纵断面分析，以剖面图的形式表现管线与周围地物间的空间关系。
横剖面分析：管线管理员通过横剖面分析工具，在与管线的相交方向划定一相交直线，并选择所要生成的管线图层，可生成相交点管线的横剖面分析图，并可以打印输出断面图件和相交点的属性信息。
图6.18横断面
纵剖面分析：具有权限的用户使用纵断面分析工具在图上选中需要分析的管线要素，系统会沿该管线方向生成剖面图，用于帮助用户了解该管线和道路面间
的空间位置关系。
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6.1.6.2净距分析
可以通过水平净距和垂直净距的计算，判断供水管网埋设方式的合理性。
垂直净距分析：通过系统选择工具选择管线上的某一点位置，系统功能将根
据当前位置，计算它敷设的指标数据，其中包含计算与其它管线之间的垂直净距。
水平净距分析：用户可以选中两条管线，系统可以通过计算得出两条管线间
的水平净距。
6.1.6.3连通分析
通过空间分析，判断用户所选两管段间是否连通。若连通，则给出连通路径。
若未连通，系统将通过管线闪烁的方式进行提醒。
6.1.6.4消防栓检索
针对火灾事故，根据事故发生点位置，通过设置最近距离检索或设置搜索数
帮助。
员进行事故处理。
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6.1.7.1实时水力在线模拟
系统通过各个监测站点的监测数据（包括压力、瞬时流量），以及供水管网GIS
空间数据（管点高程、管径大小、摩擦因子、损失系统等管线相关参数），管理
人员可实时动态的在线模拟管网的运行状态，分析计算出各个管网节点或末梢管
点的压力和瞬时流量。并可分析出各管段的实时水流方向。为供水管道设计施工，
提供更加科学有效的辅助设计支持。
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6.1.7.2实时流量等值线分析
据，在已知各个管网节点的模拟分布瞬时流量，系统根据克里金插值算法，生成
系统通过实时采集的各个监测站点的瞬时流量，生成整个供水管网的模型数
整个供水管网的流量等值线分布图。通过流量分布图，系统管理人员可以一目了
然的知道，
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6.1.7.3实时压力等值线分析
系统通过实时采集的各个监测站点的管道压力，生成整个供水管网的模型数
据，在已知各个管网节点的模拟分布压力数据，系统根据克里金插值算法，生成
整个供水管网的压力等值线分布图。通过压力分布图，系统管理人员可以一目了
然的知道，各个供区的压力分布情况，为调度人员的供水提供更加合理的技
术指标和决策参考。
6.1.8系统管理功能
这一类功能可以帮助系统管理员对系统进行管理，主要包括用户管理和系统
配置管理两部分功能。
在用户管理方面，可以实现用户资料的管理和用户权限的管理，这一功能和
日志审计功能的结合，可以有效的做好数据的保密工作。
系统配置管理可以从图层显示、信息标注、文件目录选择等方面完成系统的
参数设置。
第页
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6.1.8.1用户管理
6.1.8.1.1用户管理功能
系统管理员可以增加、修改、删除用户，设置用户的密码，可以设置用户所属角色。并可以在用户所属角色的权限范围内设定用户的具体权限。
图6.20用户管理示意图
6.1.8.1.2用户组管理功能
系统管理员可以管理用户组，并对用户组权限进行配置。打开用户组管理画面，显示已有用户组和权限配置清单树，可以对现有用户组进行权限重新配置，也可以删除、增加用户组。
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图6.21用户组管理
6.1.8.1.3权限管理功能
1、权限对象的分类
权限管理包括权限对象的维护和权限对象的分配两方面的工作。
系统管理员可以设定某一角色或用户对数据操作的权限，包括用户对某一图
层或某一区域范围数据的显示、查看、编辑、输出和数据导入等的权限。
（2）功能权限
这是指用户对系统的各项功能是否有权使用。
2、权限管理
为了提供权限管理的效率，数据库的权限管理工作分两个阶段进行：权限提
取和用户授权。
权限提取工作是将系统的权限分为若干方面，每一方面又可分为若干权限范
围。如数据库的访问权限可以分为数据层和区域范围两个方面，每一方面的权限
范围又包括查看、编辑、分析等权限范围。权限分类结束后，根据系统用户的需
求设定一系列权限组合。
用户授权工作中，系统管理员按权限提取的结果将各角色进行分类，对每一
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
类进行批量授权。然后系统管理员可以对每一类用户或角色中的特例进行权限调
整。
用户在登录状态时可以修改自身的登录密码。
图6.23 修改密码示意图
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6.1.8.1.5日志审计功能
审计信息记录每个用户的所有操作信息，系统管理员能对各种操作进行分类查询，随时了解用户是在哪台计算机、用什么用户名登录到本系统并做了哪些操作等。
6.1.8.2系统配置管理
6.1.8.2.1金字塔显示设置功能
管理员可以通过系统的金字塔设置功能用来设定图层显示的最大比例和最小比例、标注显示的最大比例和最小比例、标注字体以及标注表达式。同时也可以设置图层打开时的索引顺序。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
6.1.8.2.2图层标注设置功能
图形信息标注包括图层标注、修改标注和标注参数设置。分别实现对图层进
行标注、修改已有的图层标注、设置地图标注的显示方式和策略等功能。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
图6.26图形信息标注示意图
6.1.8.2.3目录参数设置功能
等。
用户可设置导入文件默认目录、临时备份的默认目录
图6.27目录参数设置
6.2供水管网远程数据采集与监控系统（SCADA）
由于城市供水地理位置分散，采集、控制功能要求稳定，安全性要求较高。
供水管网远程采集与监控系统可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实
现管网压力、出入流量等的数据实时采集以及对各水厂出水量的控制，便于及时
了解及控制远端生产运行情况，降低故障率，缩短检修时间，减少停水次数。各
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
管网监测点的数据采集终端可自动采集管道压力、流量、水质等实时数据，并将
信息传输到自来水公司的调度中心，调度中心通过对传输回来的数据进行分析，
可找到出故障的地点，从而当一个远端出现故障时，能在最短的时间内解决问题。
系统将采用B/S结构，通过Internet互连网和GPRS网络在线实时获得整个
供水系统的运行状态信息，包括各水厂运行状态信息和管网运行状态信息，并可
发出指令控制各水厂运行及对管网上的重要阀门进行远程。为保证整个城市
的供水量、供水水压、供水水质（浊度、余氯、PH）的要求，实现对供水系统
的水源、水库、水厂、泵站、水池及其管网水压、水量、水质（浊度、余氯、
PH）等监测点进行数据采集，并对采集回来的管网运行数据进行分析展示、查
询统计以及报表输出等，为用户提供一个直观、简单、实用的信息服务平台。
6.2.1监测信息查询功能
为了能更加方便、直观的查看管网各监测点的实时数据信息。用户通过在供6.2.1.1GIS监测信息展示
点击操作，
操作功能，如放大地图、缩小地图、前一视图、下一视图、漫游和全图显示等工
具。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
6.2.1.2实时信息展示
系统每三分钟（可调）从各监测点获取最新的监测数据，并以列表的方式直
观展示各监测点的运行数据（瞬时流量、管道压力、水质等）、工作状态及告警
等信息；方便于全屏显示、或背投大屏显示功能。
6.2.1.3历史信息查询
用户可通过查询功能，查询历史各时间点的监测数据，以及站点的告警信息。
并可以将查询的数据信息结果导出生成Excel数据表。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
6.2.2数据统计分析功能
6.2.2.1监测信息数据统计
用户可根据需要，按自定义时段，日期，月份进行监测数据信息的统计功能，
统计各监测点相关监测数据（如管道压力、流量等）的最大峰值、最大峰值发生
时间，最小峰值，最小峰值发生时间，以及平均值、累计值等统计信息。
6.2.2.2流量压力分析
通过流量压力分析图可以更直观的把实时监测数据通过图表的方式展现出
来。用户可根据需要查询某个监控点某个时段的压力、流量的变化曲线。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
6.2.2.3实时信息统计
的实时信息数据（如：瞬时流量、累计流量、管道压力等），并以图表更加直观用户可通过实时信息统计图，选择多个需要比对的监控点，实时查看监控点
的方式展示监控点的数据信息。
6.2.2.4时期信息分析
用户可通过时期信息分析功能，对选择的多个监控点的监测数据（如瞬时
流量、管道压力、累计流量等）按照某个时期（时段、日期、月份）等方式进行
第页
智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
分类分析统计，系统将以多条曲线的方式，展示各个监控点在不同时期的变化情
况。为用户判断管网运行状况是否有异常和规律，作出更加有效、合理的数据分
析支撑。
6.2.2.5告警信息统计
6.2.3 分区计量分析功能
系统通过GIS 管理方式，对整个城市的供水管网进行区域化、网格化管理划
第 65 页
智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
分，可根据管网的服务面积、管网长度，将供水区划分为多个可计量区域。并利
用无线通信实时传输流量、压力、水质和漏损等数据，从而能够及时、准确地掌
握各计量区的管网运行情况，为优化供水管理提供了科学依据。
6.2.3.1供水分区计量 |
6.2.3.2分区回收率分析
用户可按给定的时间周期（如月份、年份等），对各个供区的供水量进行分
类统计，以及对供区内的的用户抄表数据进行统计，进而可分析统计出各个供区
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
的供水回收率，系统将以树形结构的方式进行展现输出，更加的直现、简便。
6.2.4系统管理功能
6.2.4.1站点信息管理
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
6.2.4.2参数信息管理
通过参数信息管理，系统管理员可配置所系统所要监测的实时数据，如：压
力、流量、瞬时流量、余氯等信息。结合现场设备安装规定，可配置采集设备的
通道号、字节数、小数位数、显示单位以及在图表中显示的显示宽度等参数信息。
通过监控参数配置，系统管理员可配置各个监测点所要采集的参数及告警限
定参数（如：告警上下限定值、是否告警），以及可配置各个告警参数的告警时
段（如每星期各个时段的不同告警界限值）。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
6.2.4.4用户告警配置
通过用户告警配置，系统管理员可配置维护人员所管理的监测点对应关系，监测点一旦发生告警，维护人员就能及时的收到短信或在系统上及时的接收到通信息。
系统管理员可以增加、修改、删除用户管理信息（用户名，手机号等信息），
并可设置用户的密码，以及用户的系统操作权限。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
6.2.4.6登录日志
登录日志是记录每个用户的登录信息，系统管理员能对各个用户的登录情
况进行分类查询，随时了解用户是在哪台计算机、哪个客户端IP、用什么网络
登录到本系统，并显示用户是否登录成功的状态信息。
|
哪些操作等。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
7系统集成设计
7.1设计原则
系统集成设计将主要基于以下设计原则：
规范性：遵循或参照国家及地方文件标准，及国际上其他先进的安
全标准。
实用性：坚持以需求为导向，以应用促发展，贴近用户的需求，满足实
际业务开展的要求。
先进性：立足先进的技术，构建先进的应用，要求系统着眼点要高，不
仅能够满足当前业务的要求，而且要能不断适应政务信息化最新发展方
向和趋向。在方案中，无论在硬件产品选择上、应用产品设计和技术路
稳定性：系统应选择成熟、稳定、先进的操作系统、数据库、网络协议
线、架构等方面上，都充分考虑先进性。
等，采用高可用性技术，保证系统的稳定性。
可管理性：系统的使用及管理以简便、易于操作、方便实用为准则，保
证系统具有高可管理性，降低系统管理和维护成本。
7.2系统软硬件配置
|
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
| | 浊度传感器 | 台 | 1 |
低功耗电磁流量计（DN100） | 台 | 6 | ||
低功耗电磁流量计（DN150） | 台 | 8 | ||
低功耗电磁流量计（DN200） | 台 | 6 | ||
低功耗电磁流量计（DN250） | 台 | 8 | ||
低功耗电磁流量计（DN400） | 台 | 5 | ||
3 | 调度室硬件设备配置 | 高性能主流服务器 | 台 | 1 |
普通PC台式机 | 台 | 2 | ||
4 | 调度室软件平台配置 | Windows Server 2012 R2 | 套 | 1 |
| 套 | 1 | ||
GIS系统软件平台（ArcGIS10.3） | 套 | 1 | ||
供水管网地理信息(GIS)系统开发 | 项 | 1 | ||
管网与地形图CAD数据处理与建库 | 项 | 1 | ||
供水管网远程监控（SCADA）系统开发 | 项 | 1 | ||
管网地理信息系统多媒体发布接口开发 | 项 | 1 | ||
5 | www. | 仪表井开挖施工 | 处 | 33 |
采集设备安装施工 | 座 | 33 |
7.2.1主要终端产品介绍
7.2.1.1微功耗远程测控终端
1、产品说明
本产品是集成了模拟信号采集、过程IO控制和无线数据通信于一体的高性能测控装置，可以直接接入标准变送器信号或仪表输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等，是小规模过程信号实施无线测控的最佳手段。远程测控终端产品支持的数据存储空间，容量高达16Mbits。选用该产品用户可享用一系列的附加优势，例如减少数据传输量，降低硬件成本，也减少了安装和维护的
成本。它是各种工业应用的理想解决方案。
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
2、产品特点
微功耗：远程测控终端产品采用电池供电，休眠电流低于50uA，通信平均功耗不高于50mA，按5分钟采集一次数据，1小时上报一次数据，工作时间不低于3年。
全防水设计：远程测控终端产品具备IP68等级防护能力，长期浸泡在水 中，能够正常工作。
兼容性：远程测控终端产品能够兼容标准MODBUS-RTU通信规约，可以接入各种型号的流量计，同时远程测控终端产品能够接入机械式脉冲水表，支持单脉冲、双脉冲、三脉冲采集，具备逆流、强磁干扰告警功能。
模拟量信号采集接口：远程测控终端产品自带模拟量采集接口，可以采集 压力、水位等传感器的输出信号。
远程测控终端产品可以分别设定采集存储周期和上报周期，采定时功能：
集周期可以精确到秒，上报周期可以精确到分钟。
多种工作方式：远程测控终端产品可设置为休眠模式或实时在线模式，休
眠模式下远程测控终端产品根据设置的周期定时采集存储数据和定时上 报数据，实时在线模式除了支持定时采集和定时上报外可以支持服务器主
便现场调试与设置。
蓝牙通信功能：远程测控终端产品自带蓝牙模块，可以用手机APP对远程 测控终端产品进行调试和设置。
：远程测控终端产品采用采集传输一体化设计，内置2G/3G移一体化设计
动通信模块，直接与系统服务器通信。
电源输出功能：远程测控终端产品能够向外输出电源，给压力、水位传感 器等设备供电，输出电压5V、12V、24V等多种规格可选。
：远程测控终端产品具有监测电池电压，工作温度、湿度功环境告警功能
能，并且具备设备工作异常告警功能。
3、技术参数
|
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
分辨率 | 12bit |
输入通道 | 2 |
输入隔离 | 300VDC |
开关量输入 | |
脉冲输入 | 4 |
脉冲计数 | 有 |
存储记忆 | |
存储方式 | 16Mbits FLASH |
时钟 | |
工业时钟 | 有 |
下行通讯接口 | |
接口类型 | 1 路RS485 |
通信速率 | 1200～115200BPS |
通信协议 | MODBUS-RTU 协议 |
上行通信接口 | |
GSM/短消息 | 支持 |
2G/3G 无线通信 | 有 |
通信协议 | 自主协议 |
| |
| |
限定温度 | -30℃～+75℃ |
湿度范围 | 0～95%，非冷凝 |
供电电源 | |
工作电压 | 6～17.8VDC |
休眠功耗 | 50uA@12VDC |
采集功耗 | 10mA@12VDC |
通信功耗 | 50mA@12VDC |
电池规格 | 19Ah@14.4VDC |
电源输出接口 | |
输出电压 | 5V 或12V |
输出电流 | 1A |
输出控制 | 带控制 |
机械尺寸 | |
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
长x 宽x 高 | 229x179x69mm（不含接口） |
防护等级 | |
防护等级 | IP68 |
7.2.1.2压力变送器
1、产品说明
本产品采用高精度隔离型扩散硅传感器组件，通过高可靠性的放大电路，将被测介质的表压或绝压转换为4～20mADC标准电信号。高质量的传感器、精湛的全焊接封装技术以及完善的装配工艺确保了变送器的高质量和优良性能。本产品有多种接口形式和多种引线方式，能够最大限度地满足客户的需要，特别适用于与各种设备配套使用。
2、产品特点
全焊接结构，坚固耐用不锈钢隔离膜片，适用范围广
抗射频、抗电磁干扰
本质安全防爆(可选)
性能价格比高
3、技术参数
技术指标 | |
最大过载 | 最大量程的 2 倍 |
测量介质 | 与316 不锈钢兼容的各种液体、气体或蒸气 |
输 出 | 4～20mADC（两线制） |
工作电压 | 14～36VDC（二线制）标准24VDC±5%，纹波小于1％ |
工作温度 | -10～+70℃（标准补偿） |
负载电阻 | （4～20mADC） |
性能指标 | |
负载影响 | 可忽略不计 |
温度影响 | 最大量程的±1.5%FS(0.25 级)；±3%FS(0.5 级) |
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
稳 定 性 | ±0.25%/年(0.25 级) |
膜片材料 | 316 不锈钢 |
外壳材料 | 304 |
过程接口 | M20×1.5 外螺纹 |
接线方式 | 电缆线（默认长度为1m）、航空插头（RS765-4P）、Hirschmann 接头（赫斯曼接头） |
防爆标志 | ExibⅡCT6（本质安全防爆型） |
重 量 | 约0.2Kg～0.3Kg |
7.2.1.3电磁流量计
1、产品说明
本产品是由传感器和转换器两部分构成，基于法拉第电磁感应定律进行工作，
用来测量导电性的液体或两相介质，要求其电导率一般应大于5μS/cm（自来水
原本的电导率约100-500μS/cm），可用来测量封闭管道中导电流体的体积流量。
工农业生产工艺过程中的流量测量和控制。
广泛应用于给水排水、水利灌溉、水处理、环保污水测控、造纸、医药、食品等
2、产品特点
测量管内无阻流件，压损小，直管段要求低；
公称通径DN10-DN2000覆盖范围宽，衬里和电极有多种选择，能满足测量
多种导电流体的要
求；
转换器采用可编程频率低频矩形波励磁，提高了流量测量的稳定性，功率
损耗小；
转换器采用16位嵌入式微处理器，全数字处理，运算速度快，抗干扰能
力强，测量可靠，精
确度高，流量测量范围度可达15：1；
高清晰度背光LCD显示，全汉字菜单操作，使用方便，操作简单，易学易
懂；
具有RS485 或RS232 数字通讯信号输出；
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
具有电导率测量功能，可以判别传感器是否空管，具有自检与自诊断功能；可用于相应的防爆场合。
3、技术参数
技术指标 | |
口 径 | DN10～DN2000 |
电极材料 | 316、Hb、Hc、Ti、Ta、Pt |
内衬材料 | PTFE、PFA、F46、氯丁橡胶、聚氨脂 |
介 质 | 导电性液体（含固液两相体） |
测量误差 | ±0.3%、 ±0.5%、±1.0%流量（按口径分） |
介质导电率 | ＞5μS/cm（水＞20μS/cm） |
连接法兰 | 国标GB9115 或根据用户要求 |
介质温度 | 一体型-10℃～+ 60℃、分体型-10℃～+ 150℃ |
额定压力 | 0.6MPa～4.0MPa（按口径分） |
防护等级 | IP65、IP67、IP68（分体式） |
转换器外型 | 一体式、分体式 |
输出信号 | 4～20mA 输出、频率/脉冲输出 |
通 讯 | RS485，RS232 |
应 用 | 酸、碱、给排水、食品、纸浆、矿浆等 |
显 示 | 流速、流量、百分比、累计流量、故障报警等 |
1、产品说明
本产品适用于饮用水、废水以及工业循环冷却水等加氯消毒过程中的余（总）
测量；饮用水管网余（总）氯浓度的监测。
2、产品特点
可以检测余氯或总氯
利用内置曲线校正
自动浊度、自动色度补偿；自动诊断
一套试剂供仪器自动运行30天
分析周期2.5分钟
可以和自动加氯泵联机，实现自动加氯
可用于无人值守的监测站3、技术参数
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
技术指标 | |
测量范围 | 0-5mg/L 余氯或总氯 |
准确度 | ±5%或±0.035mg/L 按Cl2 计，取较大者 |
测量精度 | ±5%或±0.005mg/L 按Cl2 计，取较大者 |
最低监测限 | 0.035mg/L |
样品温度 | 5-40℃ |
模拟输出 | 4-20mA，在0-5mg/L 范围内可以任意设定 |
警报设定 | 可选两个浓度报警，每一个报警都配有一个SPDT 继电器，5A，230VAC |
仪器尺寸 | 42×32×18cm |
7.2.1.5浊度传感器
1、产品说明
本产品适用于自来水厂、滤前、滤后、沉淀和出水厂的浊度监测；市政管网
水质监测；工业过程水质监测，循环冷却水，活性炭过滤器出水、膜过滤出水
等。2、产品特点
重现性好，不受样品流速和压力的影响
采用0 和20NTU两点校正法 — 推荐的校正方法
也可以通过对比单点校准（1-40NTU任意一点校准）
测量单位：NTU；同时多种辅助测量单位显示：FTU，TE/F，mg/L
USEPA（美国环保局）认可的方法
3、技术参数
技术指标 | |
量程 | 0.0001-9.9999; 10.000-99.999NTU; 自动选择量程 |
准确度 | 10-40NTU 时，读数的± 2%或± 0.02, 取大者；40-100NTU 时，读数的±5% |
重现性 | 优于读数的±1.05 或±0.002，取大者 |
响应时间 | 步进响应，初始响应为1 分钟，间隔响应15 秒 |
信号平均 | 6, 30, 60, 90 秒用户可选，用户默认为30 秒 |
样品流速 | 200-750ml/min |
工作温度 | 对于单传感器系统为0-50℃，对于多用户传感器系统为 |
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
| 0-40℃ |
样品温度 | 0-50℃ |
模拟输出 | 0/4 — 20mA 可选，对应0-100NTU 范围内编程 |
继电器 | 3 只SPDT，230VAC,5A；可设定点报警 |
电源要求 | 100-230VAC,50/60Hz，自动选择；40VA |
进水管道 | 1/4"NPT 内螺纹，1/4"压缩配件（提供） |
排水管道 | 1/2"NPT 内螺纹，1/2"软管（提供） |
数字通讯 | MODBUS/RS485，MODBUS/RS232，LonWorks 协议（可选） |
标准方法 | 标准方法2130B，USEPA180.1，HACH 方法8195 |
外壳 | NEMA-4X/IP66 控制器 |
尺寸 | 浊度仪：2×305×406mm |
7.3现场安装示意图
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
8项目进度安排
根据系统开发的工作要求，计划用八个月时间，完成系统建设。
1、2016 年1月——2016 年2月，组织项目评审，确定项目承建
单位，正式启动项目建设；
2、2016年2 月——2016年3 月，进行项目需求调研和需求分析；
3、2016年3 月——2016年6月，进行系统设计、功能开发、编
码和系统测试；
5、2016年3 月——2016年7月，完成设备采购、软硬件安装部
署，联调测试；
6、系统联调测试完成后进行系统初验，初验通过，系统进入试
运行；
8、2016年9月，组织专家进行系统评审，完成系统验收。表8-1项目实施进度一览表
阶段 | 时间 | 1 | 2 | 3 | 4 | 项目启动后（月） | 9 | 10 | 11 | 12 | |||
5 | 6 | 7 | 8 | ||||||||||
项目启动
需求分析
系统设计
软件开发
系统集成
人员培训 |
|
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
项目验收
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
9项目经费预算
本项目建设充分利用自来水公司现有软硬件平台。项目经费预算
包含本项目系统运行的现场信息采集、监测传感等硬件、软件系统平
台、软件系统研发，以及现场安装施工调试等费用预算。
表9-1项目经费预算表
单位：元
序号 | 名称 | 单价 | 数量 | 总价 | ||
1 | 供水管网远程测控箱 | 6000 | 33 | 198000 | ||
2 | 压力传感器 | 2100 | 33 | 69300 | ||
3 |
| 网 | 1 | 31000 | ||
4 | 浊度传感器 | | 1 | 28000 | ||
w | | o | c | | ||
w | | | | | ||
7 | 低功耗电磁流量计（DN200） | 6250 | 6 | 37500 | ||
8 | 低功耗电磁流量计（DN250） | 8400 | 8 | 67200 | ||
9 | 低功耗电磁流量计（DN400） | 11000 | 5 | 55000 | ||
10 | GIS 系统软件平台（ArcGIS10.3） | 150000 | 1 | 150000 | ||
11 | 供水管网地理信息(GIS)系统开发 | 150000 | 1 | 150000 | ||
12 | 管网与地形图CAD 数据处理与建库 | 10000 | 1 | 10000 | ||
13 | 供水管网远程监控（SCADA）系统开发 | 30000 | 1 | 30000 | ||
14 | 管网地理信息系统多媒体发布接口开发 | 5000 | 下1 | 高清5000 |
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智慧水务供水管网远程监测系统建设方案
15 | 仪表井开挖施工 | 1000 | 33 | 33000 |
16 | 采集设备安装施工 | 100 | 33 | 3300 |
17 | 仪表安装施工及调试 | 250 | 33 | 8250 |
18 | 调度室软件平台部署 | 5000 | 1 | 5000 |
总 计 | 952250 | |||
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