摘 要：鉴于燃气行业对燃气管线信息化的迫切需要状况，我们选用国产地理信息系统平台MAPGIS开发了城市燃气管网信息系统。该系统具有基础图库管理、管网编辑、管网管理、管网运行调度、事故处理及管道工程设计等功能，查询检索手段丰富，分析功能较强，符合专业规范，有较好的三维处理能力，便于二次开发。
关键词：GIS地理信息系统 管线管理 燃气管网
一、开发城市燃气管网信息系统的紧迫性
建国五十多年来，我国的社会主义建设步伐很快，特别是改革开放以来，我国的工业化、城市化以前所未有的速度进行着，国家建设在很多方面取得了可喜的成绩。随着人民生活水平的提高和国家能源结构的调整，煤气、液化气进入千家万户，燃气作为一种高能能源，在存储、运输、使用过程中都不同程度存在一定的危险，有可能对人民群众的人身安全和财产安全造成相当大的危害，传统的效率低下的人工管理和纸介质的存储方式已无法满足现代化的管理要求，实现燃气管网管理的科学化、现代化已成为社会发展的迫切要求。运用计算机和地理信息系统(GIS)技术管理城市燃气管网系统就越来越重要。
鉴于此种状况，我们选用国产地理信息系统平台MAPGIS开发了城市燃气管网信息系统。
二、MAPGIS作为城市管网信息系统开发平台的独特优势
MAPGIS是武汉中地信息工程公司开发的GIS平台软件，也是国产GIS基础软件中产品化程度较高，应用较广的系统。相对于国内外其它产品，MAPGIS作为GIS开发平台，对于管网信息系统的开发具有独特优势。
1．MAPGIS平台功能强大齐备。
MAPGIS包括“输入”、“编辑”、“库管理”“空间分析”、“输出”以及“实用服务”六大部分16个子系统，系统总体设计、数据结构，以及数据管理、输入输出方面采用了一系列先进技术，集中了近十年图形处理软件开发的精髓，其性能达到国外工作站GIS软件水平，尤其在图形输入、编辑出版高精度图件、海量图库管理、空间分析等方面明显优于国外同类GIS软件。
2．数据模型合理，分析功能较强。
在MAPGIS中，网络主要由两类元素组成，即结点和网线。网络元素间的拓扑关系是网络的重要特性。在网络中，结点是和网线紧密联系的，网线两端是结点，结点与一条或多条网线相联系。在MAPGIS网络的空间数据库中，每条网线都有其拓扑数据，记录着与它相联系的前后结点；每个结点也有其拓扑数据，记录着与它相联系的全部网线。在用户进行网络操作的任何时候，系统都维护着这种拓扑关系的完整性。这样来组织拓扑数据冗余度小，检索和分析的速度快。
MAPGIS提供网络管理分析子系统帮助用户管理各类网状设施(如燃气管网、自来水管网、交通网、电讯网等等)，用户可以利用此子系统迅速直观地构造整个网络，建立与网络元素相关的属性数据库，可以随时对网络元素及其属性进行编辑和更新；系统提供了丰富有力的网络查询检索及分析功能，用户可用鼠标指点查询，也可输入任意条件进行检索。系统还提供网络应用中具有普遍意义的关阀搜索、最短路径、最佳路径、资源分配等功能，从而可以有效支持紧急情况处理和辅助决策。最关键的一点是，网络管理分析子系统中的几乎全部功能都包括在提供给用户的SDK(软件开发包)中，用户可以在构筑自己的系统时很方便地调用函数实现这些功能。
3．二次开发手段丰富，技术支持直接有力。
成熟实用的地理信息系统的重要标志就是它提供给用户的二次开发能力。MAPGIS提供完整的二次开发函数库，用户可以在MAPGIS平台上运用它开发面向各自领域的应用系统。MAPGIS二次开发库的实现被封装于若干动态链接库(DLL)中，独立于开发工具。无论使用VC++、VB还是BC++、Dephi…，GIS应用程序开发者在这些工具中如何调用Windows的API函数，就怎么调用这些二次开发函数。
操作系统、MAPGIS开发库及MAPGIS应用程序的相互关系
除了上述 API函数外，MAPGIS还为运用MFC(Microsoft Foundation Class)的开发者提供多个基于MFC的可重用基类，将应用程序所需的常见基本功能作了封装，开发者从这些基类下派生即自动获得了它们的全部功能，使用便利，改动灵活。
MAPGIS正在向组件化迈进，已推出图形浏览、图形编辑、图形输出、图象处理等一系列组件，这就使得二次开发更为快捷便利。
作为国产软件，MAPGIS为使用者和开发者提供完备的培训和技术支持。平台开发者对于用户的需求能够作出迅速的反馈，这也是MAPGIS的一大优势。
三、系统的总体目标及设计原则
系统是基于MAPGIS地理信息系统平台，实现对燃气管网进行计算机管理与辅助决策的大型软件系统。其目标是利用先进的计算机网络技术、地理信息系统(GIS)技术，在建立管网基础信息库的基础上，紧密结合燃气管理的业务流程，实现燃气管理的科学化和自动化。燃气公司在系统建立后就可以利用该系统进行燃气管网管理，达到用户受益、职工受益、企业受益的目标。
从长远的观点看，燃气管网管理系统将是整个城市地理信息网络的有机组成部分。因此我们所开发的系统要采用标准的、开放的结构，为进入整个城市地理信息系统提供开放的接口。
系统设计遵循以下原则：
1.实用性原则：系统应符合并满足燃气业务工作的需要，真正实现办公自动化，管理科学化。
2.可靠性原则：数据库中的所有资料应是准确可靠的，系统应有很强的容错能力和处理突发事件的能力。
3.完备性原则：即系统的各项功能及管理的各种数据应是全面、完整的。
4.科学性原则：应以软件工程的思想和方法来建立，力求系统结构的科学、合理。
5.规范性原则：符合燃气管网管理的要求，信息编码遵循行业或地方规范。
6.经济性原则：在保证各项功能完满实现的基础上，以最好的性能价格比配置系统的软、硬件。使系统尽快发挥经济效益与社会效益。
7.可扩展性和开放性原则：具有良好的接口和方便的二次开发工具，以便系统不断地扩充、求精和完善；系统在输入输出方面应具有较强的兼容性，能进行各种不同资料格式的转换。
8.可操作性原则：本系统应有良好的用户接口，用户易学易懂，操作简便、灵活。
四、系统组织结构及模块功能
燃气管网信息管理系统总体结构
(一)、地形图库管理子系统
本子系统除提供了分别对点、线、区三种图元的空间数据和图形属性进行输入和编辑的功能，以及图形表格输出的功能之外，最主要的是实现地形图建库、对图库灵活的管理和方便的数据转换。
(二)、管网输入编辑子系统
管网输入编辑子系统提供方便的网络输入的手段，构造网络拓扑关系，建立与管网元素相关的属性数据库和提供燃气管网的图形属性编辑工具。
1．属性数据输入
(1)按照燃气管网各组成成分进行属性输入。
(2)提供可视化的编辑功能。
(3)管网属性的储存和更新管理。
2．空间资料转入
对于外业探测的燃气管网空间数据用户可方便的转入利用:
(1)可由空间数据库读入；
(2)可由电子手簿直接读入；
(3)由其它格式数据转入；
(4)键盘输入。
3．管网编辑及设计
(1)对管线、管点的空间数据各种操作和编辑。
(2)对管线、管点参数和属性的编辑和统改。
(三)、管网管理子系统功能
管网管理子系统是通过一些有效的方法快速对目前的管网信息进行全面的了解和详细的分析，从而能够指导管理人员高效率正确的进行管理和抉择，另外通过提供的查询工具的各种查询方法方便的得到想要的资料和信息。
(四)、管网运行调度子系统
根据对系统本身的各类数据的计算和分析比较，找到最优的气源调度方案，并以报表的形式输出，供调度使用。
(五)、事故处理子系统
事故是指燃气管网中突发的爆管或瓦斯泄漏等。这类事故会造成较大损失。所以事故发生后及时制定事故处理方案是非常重要的。用户只需指定事故发生处，系统将能够自动搜索出需关阀门与停气用户等，并且能自动生成抢修单，制定出合理的处理方案，以便及时排除故障。
(六)、管网设计子系统
辅助设计子系统包括管道平面图轴测图生成与设计，生成管道材料统计表、设计说明，管理各类图件等。
五、系统技术特点
1.数据录入方式多种多样。
2.数据模型合理。冗余小，数据一致性有保障，能保证高效访问。
3.查询检索手段丰富。分析功能，如事故处理，最佳路径，资源分配，管网平差等等。
4.符合专业规范，靠近用户使用习惯，界面明晰友好。
5.较好的三维处理功能。
6.强大的输出功能。可按图幅输出单幅或多幅图件，也可以任意指定出图范围，可生成各种比例尺带整饰的完整图件，也可输出各类统计表格和统计图。
7.面向对象方式开发，模块化程度高，鼓励二次开发。参照MAPGIS平台的作法，我们也提供齐备的API函数供用户进行二次开发，同时提供包含全部功能的MFC可重用基类，使二次开发更为方便。
六、结论
当前，我国的能源结构正在调整，原来大量使用的燃炭已面临开采待尽的局面；电能、太阳能等新能源由于采集、存储、运输存在较大难度，在短时间内无法得到广泛的应用；而我国的天然气、石油气等可燃性气体储量丰富，储气点集中，且开采层面较低。燃气采用管道运输、罐装存储，运输费用低廉，密封存储不易挥发，受外界自然环境的干扰较小，而且燃气还具有发热量高、洁净度高的特点，使用相当方便。我国城镇人口众多，北方城市也多有燃气作日常生活和采暖使用的先例，在人民群众生活水平和生活质量日益提高的今天，民众渴望健康、舒适、安全的生活环境，政府也需要规范的、行之有效的管理手段。在未来的发展中，我们将继续努力，力求为我国城市管网信息化程度再上台阶作出更大贡献。
参考文献
1．吴信才等，MAPGIS地理信息系统参考手册，武汉中地信息工程公司，1998年5月。
2．周凤林等，城市地下管线探测技术手册，中国建筑工业出版社，1998年8月
3．田应中等，地下管线探测与信息管理，测绘出版社，1997年8月
4．潘大林等，城镇管网规划设计，广东教育出版社，1998年9月
