基于GIS的城市智慧排水管理系统研究
与应用
摘要：现代城市污水系统包括截洪沟、河道、明渠、污水截流井、污水管网、污水泵站、城市污水处理厂等，庞大的污水系统需要借助信息化技术来提升管理效果，本文基于GIS技术构建城市排水信息化智慧管理系统，保障城市污水设施安全稳定运行，为生态环境、经济活动、居民生活和健康提供基础条件。
关键词：GIS；智慧排水管理系统；研究 一、GIS系统简介
按照统一坐标系统、统一数据标准、统一数据质量和统一平台的管理要求，以基础地理数据为底图，排水设施数据为核心，在空间上叠加排水设施现状、规划、改造、建设、运行、维护等管理数据，形成排水设施“一张图”数据库。按照排水设施“一张图”数据库管理、维护和应用的要求，建立排水设施基础信息平台，实现对排水设施和相关业务数据的集中管理与维护，为排水设施资产管理、巡检养护、工程建设、在线监测、智慧调度、大数据决策分析展示、公众服务等提供数据支撑和技术保障，有效提升排水设施管理的现代化水平。在此基础上开发应用服务接口，为业务应用平台、公共服务平台和其它应用系统提供数据服务、功能服务和应用服务，实现数据统一管理、信息内外共享。
二、基于GIS的智慧排水综合信息管理系统设计
基于GIS的智慧排水综合信息管理系统是以污水设施为基础、通讯系统为保障、计算机网络系统为依托、一体化信息平台为核心、远程控制为手段的排水监控一体化管理系统，整合连云港市主城区排水户、污水管网、泵站、污水处理厂等相关数据，通过地理信息系统（GIS）技术，负责对场景空间信息数据进行统一管理。通过直观的图像或矢量数据（用三维态势仿真地图来描写）为搜索引擎，让管理人员在一个真实的环境中进行信息的管理、检索、查询、分析和应用，为
各种应用提供统一的可视化多元空间基础信息服务，提升对排水户、污水管网、泵站、检查井、污水处理厂及其它相关附属设施的智能管控水平。
技术路线图
三、基于GIS的智慧排水综合信息管理系统主要功能
基于GIS的管息系统，建设连云港市城市智慧排水管理平台，包含管息GIS系统、SCADA监测系统、在线监测系统、设备管理系统、工程管理系统、城镇排水户信息系统、城镇污水处理厂监管系统、外勤系统、GPS车辆定位系统、应急指挥系统、综合办公系统、安防系统、数据统计分析系统、污水设施电子沙盘展示系统等十四大功能模块。基于大数据分析的辅助决策等功能模块，从而形成完整的排水综合信息管理平台，实现“厂、站、网、户”四位一体智能化管理，成为连云港市区排水信息化的一个重要支撑点。
1）GIS系统
GIS系统以GIS地图的方式，将排水应用管理平台的各专栏信息与连云港市行政区划地理信息相结合，形成一张完整的连云港市主城区智慧污水管网图，以方便调度中心的管理人员以及二级调度人员，可以实时、完整的管理与监控排水设施运行生产状况。GIS排水外勤管理平台包含管网数据信息、工单管理模块、管网巡检任务分配、管网养护、外勤人员管理、统计分析模块。实现了从对外勤人员进行轨迹监控到管网巡检、发现问题事件上报、事件转工单、派单、维修过
程、维修完成等一系列过程进行管理，实现了排水管网运维数据化，提高了管网运维的管理水平。
2）SCADA系统
SCADA监测系统集成排水泵站、污水处理厂、窨井、河道等监测点，通过排水“一张图”核心数据库的建设，将连云港市主城区空间基础信息和排水数据信息有机地结合。实时采集监测21座污水提升泵站、4座污水处理厂的液位、进水流量、水泵启停状态等主要生产运行数据，远程实时监控和调度泵站运行情况。
3）在线监测系统
在线监测系统共六大模块：在线水位监测、泵站水质监测、泵站运行监测、污水处理厂在线监测、报表数据统计、报警管理等。实时反映管网窨井和市区河道的液位情况，及时掌握各泵站进水水质的变化，格栅前后液位、瞬时流量、泵启停状态等实时运行数据，采集污水处理厂的进出水流量、水质指标等。对监测发现的异常现象，通过弹窗和声音实时报警，并发送维修工单至管理人员手机APP，确保故障及时排除。通过报表查询展示窨井水位、水质分析，污水泵站以及污水处理厂历史运行数据和河道历史水位数据等。
4）工程管理系统
工程管理系统涵盖了储备项目、在建项目以及已完工项目，详细收录每个项目从工程前期准备、施工招标、合同签订、工程施工、工程预验收、工程验收、结算审计至最终的工程移交项目建设全过程信息，实现项目每个阶段信息全覆盖以及工程建设与档案收集整理同步推进，为及时更新完善城市污水设施GIS系统提供有力保障。
5）城镇排水户信息系统
城镇排水户管理系统能够全方位展示排水户地理位置信息、排水户分布情况、排水户周边污水系统等。系统内容包括排水户名称、编号、所属行业、发证日期、排水地理信息位置、排口位置、排口数量、排水量、建筑面积、所在道路、所在区域地理位置等信息。可根据不同行业特点、规模、排水性质、污染物指标及预
处理设施情况，实现对排水户分类管理。管理人员通过手机APP终端，现场指导排水户研究制定污水排口接入市政管网方案。
6）GPS车辆定位系统
对负责4座污水处理厂的污泥运送的8台运输车辆分别安装GPS定位系统以进行车辆管理，建立了GPS车辆定位系统。该系统基于GPS定位技术和GIS地理信息技术研发而成，管理者登录平台即可清楚了解外出车辆活动状况。旨在通过监控污泥运送车的行车路线、经停地点等信息督促司机将污泥运送至制定的污泥填埋中心进行处置。对司机有耳提面命的警醒效果，行程路线有迹可循，久而久之形成了良好的职业工作习惯。
7）应急管理系统
该系统由应急管理机构、应急预案、应急物资管理、应急事件处置、应急值班管理五部分组成。通过应急物资管理子系统可以实时查看各单位应急物资仓库位置以及应急物资清单；应急事件处置子系统具备应急事件上传、查看应急事件发生地理位置、基本情况、处理处置状态以及应急事件处理处置结果等功能；应急值班管理子系统主要用于随时掌握节假日、汛期等关键时期各单位值班值守人员到岗情况，方便应急联系，初步实现了应急事件信息数据化管理。
结束语
平台功能设计与开发是排水设施地理信息系统建设的工作重点，也是排水管理信息化的工作重点。通过排水设施地理信息系统功能设计、平台开发与应用，推动排水管理精细化、决策科学化，基于GIS技术城市排水信息化管理系统研究发现：
1）基于GIS联合使用GPS精确定位、CCTV检测等多种数字化技术实现污水管网数字化，管网泵站运维制度化、流程化；
2）利用GIS系统可以有效地提高管理效率，更加直观地展现整个城市污水系统的工作状态，及时发现问题，解决问题。
3）应用城市排水智慧管理系统，实现污水泵站无人化值守，降低了设备运行能耗和维护成本，提升了污水设施管理决策效率，经济、社会效益显著。
4）随着国家对环境保护的重视程度不断提升，加强和提升城市污水设施管理水平势在必行，连云港市城市智慧排水管理系统的建成，有效促进了排水信息化建设，为推动智慧城市建设和发展贡献了绵薄之力。
参考文献
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