城市供水管信息化規(guī)劃與建設(shè)

引言：自改革開放以來，我國的城市建設(shè)處于高速發(fā)展的狀態(tài)，由此帶來的城市供水系統(tǒng)規(guī)模逐年擴(kuò)大。此種變化為供水企業(yè)帶來了更大、更好的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也向供水系統(tǒng)的管理提出了新的要求，近年來，如何提高城市供水系統(tǒng)的技術(shù)水平已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注。現(xiàn)代化的管理方式更加適應(yīng)社會(huì)對(duì)供水系統(tǒng)的需求，我國的城市供水系統(tǒng)引進(jìn)了信息化管，理建立了供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、收費(fèi)綜合管理系統(tǒng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)。

城市供水系統(tǒng)是整個(gè)城市的“大動(dòng)脈”，它關(guān)系著人們是否能夠飲用到優(yōu)質(zhì)合格的水資源。而城市供水網(wǎng)又是整個(gè)供水系統(tǒng)的核心，占據(jù)著極為重要的地位。因?yàn)槌鞘泄┧W(wǎng)基本設(shè)在地下，規(guī)模大、網(wǎng)點(diǎn)多，線路雜，這就使得僅僅靠人工無法完成工作。于此同時(shí)，城市的大發(fā)展造成了復(fù)雜的管網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)，對(duì)于要求精度和準(zhǔn)度的管網(wǎng)來說。單純的的人工操作已經(jīng)無法完成了，因此要想保障供水安全，就有必要進(jìn)行數(shù)字化的信息管理。

一、我國城市供水管的現(xiàn)狀

（一）我國水資源的供需矛盾加劇

2008年以來我國對(duì)620個(gè)城市對(duì)管網(wǎng)漏損數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，我國人均水資源是2200立方米，僅為世界平均水平的四分之一，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展和人口的增長，水資源的供需矛盾逐年加劇。

（二）全國供水管網(wǎng)漏損率上升

在我國水資源嚴(yán)重緊缺的情況下，供水管網(wǎng)的漏損率卻高達(dá)20%，致使我國的每年漏損水量將近為100億立方米。供水管網(wǎng)的嚴(yán)重漏損不僅使高品質(zhì)的水資源流失，而且還加重了水資源的二次污染幾率。無法保障供水量和安全性。

（三）原始的管理方法

我國的供水管的資料一直采用的是紙質(zhì)圖紙的管理模式，對(duì)于供水系統(tǒng)管網(wǎng)資料的維護(hù)和保存都僅僅依賴于臺(tái)賬、單據(jù)和圖紙等的記錄形式。在這種傳統(tǒng)的管理模式下，檔案資料堆放在文件柜里，有工作人員進(jìn)行掌控，主要依靠的是人工管理。陳舊的管理模式已經(jīng)無法滿足社會(huì)的需要和客戶的要求了。

二、信息化管理的內(nèi)涵

（一）信息化管理的基本定義

為了適應(yīng)時(shí)代的需要，滿足客戶的不同要求，保障城市的供水安全，我國適時(shí)的引進(jìn)了信息化的管理系統(tǒng)。城市供水管網(wǎng)的信息化建設(shè)主要是圍繞供水管網(wǎng)的信息采集、維護(hù)和利用軟硬件系統(tǒng)的過程。并在構(gòu)建進(jìn)程中逐步完善，供水管網(wǎng)在信息不斷積累的基礎(chǔ)上價(jià)值也不斷提高。

（二）信息化管理的價(jià)值

城市供水系統(tǒng)信息化管理的價(jià)值在于能夠真實(shí)的反映水量、水質(zhì)和地理空間狀態(tài)。我國的供水管系統(tǒng)一直處于不斷的更新擴(kuò)建中，而且信息化技術(shù)也在不斷的更新發(fā)展，因此信息化建設(shè)只有開始沒有結(jié)束。

（三）信息化建設(shè)的主要內(nèi)容

城市供水網(wǎng)信息化建設(shè)的主要內(nèi)容包括專業(yè)的軟硬件，基礎(chǔ)的原始數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的集成產(chǎn)品。一旦建成可以直接的服務(wù)于政府管理部門、施工部門和規(guī)劃部門，并且可以與城市的排水系統(tǒng)建立密切的聯(lián)系。城市供水系統(tǒng)的信息化建設(shè)也是現(xiàn)代化城市的重要組成部分。

三、城市供水管網(wǎng)信息化建設(shè)的發(fā)展機(jī)遇

（一）城市化的發(fā)展和信息化的普及

改革開放以來我國進(jìn)入城市化的發(fā)展階段，進(jìn)入21世紀(jì)以后，我國的城市化進(jìn)程不斷加快，信息化水平也進(jìn)入了空前的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。這就使我國的供水管網(wǎng)信息化建設(shè)提供了最佳的發(fā)展時(shí)期，為我國供水系統(tǒng)的信息化建設(shè)提供了全方位的科技人員，也建立了專門的軟件開發(fā)和咨詢服務(wù)，為信息化建設(shè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。

（二）國際上城市供水系統(tǒng)信息化建設(shè)的發(fā)展

國際上供水管網(wǎng)信息化建設(shè)的開發(fā)與研究也處于高速發(fā)展的時(shí)期，為了適應(yīng)這一發(fā)展的需求，進(jìn)行了專業(yè)的人才培養(yǎng)，專業(yè)的平臺(tái)開發(fā)，并且由此產(chǎn)生了一個(gè)新的學(xué)科“水信息學(xué)”。大力推動(dòng)了城市供水管網(wǎng)信息化建設(shè)方法的進(jìn)步和更新，國際上信息化建設(shè)的發(fā)展也為我國的信息化建設(shè)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)際的可能性經(jīng)驗(yàn)。

四、我國信息化建設(shè)面臨的新挑戰(zhàn)

（一）專業(yè)人才缺失，配套服務(wù)欠缺

國外發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)擁有了成熟的信息化管理系統(tǒng)，比如信息咨詢、軟硬件開發(fā)、集成信息管理人才培養(yǎng)等一系列的產(chǎn)業(yè)配套體系。而我國的城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)信息化建設(shè)起步晚、發(fā)展慢，目前并不是十分完善。而且，信息化建設(shè)所需要的專業(yè)人才比較少，相關(guān)的配套設(shè)施、配套服務(wù)并不完善。與發(fā)達(dá)國家在同一平臺(tái)上競爭具有挑戰(zhàn)性。

（二）供水管網(wǎng)與排水管網(wǎng)連接不融洽

我國的城市供水管網(wǎng)信息化建設(shè)早于排水管網(wǎng)信息化建設(shè)，供水管網(wǎng)信息化建設(shè)的主要目的就是提供高質(zhì)量的水資源。供水管網(wǎng)信息化建設(shè)與排水管網(wǎng)信息化建設(shè)不同步，兩者的連接性不融洽，需要進(jìn)一步的完善融合。要實(shí)現(xiàn)這一融洽的建設(shè)目標(biāo)確實(shí)具有一定的挑戰(zhàn)性。

五、城市供水管網(wǎng)信息化建設(shè)的必要條件

（一）必須保障信息質(zhì)量

盡管我國于城市排水管理系統(tǒng)管網(wǎng)建設(shè)的技術(shù)管理方面有著十分嚴(yán)格的規(guī)定，但是由于管理方式的落后等多種原因致使了大量的原始數(shù)據(jù)的丟失。建設(shè)原始數(shù)據(jù)資料規(guī)范性管理是亟須解決的問題，城市供水系統(tǒng)信息化建設(shè)的基礎(chǔ)就是可靠科學(xué)的原始資料，在建設(shè)信息化管理時(shí)，對(duì)原始信息的重要性如何強(qiáng)調(diào)都不過分。我們必須特聘專業(yè)人才，特設(shè)專業(yè)機(jī)構(gòu)收集、整合、審核原始信息資料，通過這一階段既可以節(jié)省人力物力又可以保障信息來源的科學(xué)性和可靠性。我國處于信息化管理建設(shè)的初始階段，保障信息數(shù)據(jù)的可靠完整是整個(gè)信息化建設(shè)的重中之重。

（二）專業(yè)化人才的培養(yǎng)

專業(yè)性、全方位的人才短缺是制約信息化建設(shè)的關(guān)鍵，城市供水系統(tǒng)管網(wǎng)信息化的建設(shè)設(shè)計(jì)到多個(gè)學(xué)科的交叉。而我國現(xiàn)行的教育模式培養(yǎng)的是單一化的人才，而且沒有專門的城市管網(wǎng)建設(shè)學(xué)科，符合性的人才嚴(yán)重缺失。歐美等發(fā)達(dá)國家對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行了實(shí)時(shí)性的修改，有了規(guī)范化的政府條文，也有了信息化專業(yè)人才。我國可以借鑒國外的先進(jìn)理論成果，并根據(jù)本國的實(shí)際情況，制定出符合我國信息化建設(shè)的相關(guān)規(guī)范，培養(yǎng)出適應(yīng)時(shí)代需求的人才。

六、信息化管理所需要采集的信息

城市供水系統(tǒng)管網(wǎng)信息化建設(shè)的基礎(chǔ)就是數(shù)據(jù)，那么所需要的數(shù)據(jù)類型包括靜態(tài)信息、動(dòng)態(tài)信息、統(tǒng)計(jì)信息、預(yù)測(cè)信息、管理信息和模擬計(jì)算信息。

靜態(tài)信息包括供水管網(wǎng)的物理屬性“數(shù)據(jù)庫”、空間狀態(tài)屬性“地理信息”以及供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的維護(hù)。其中的動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)主要包括描述其基本狀況的圖形數(shù)據(jù)和特殊狀況的數(shù)據(jù)，并且必須保證數(shù)據(jù)的及時(shí)備份和維護(hù)。統(tǒng)計(jì)信息包括水量水質(zhì)的變化信息、水資源漏損信息以及管理部門要求報(bào)告的信息。預(yù)測(cè)信息主要有長、短期調(diào)度預(yù)測(cè)信息和改擴(kuò)建預(yù)測(cè)信息以及漏損預(yù)測(cè)信息。管理信息包括收費(fèi)信息，事故安全處理信息，改建擴(kuò)建的信息。模擬計(jì)算信息要求信息的準(zhǔn)確性、確定性、專業(yè)性和可行性。

城市供水系統(tǒng)管網(wǎng)的信息化建設(shè)基于的是供水系統(tǒng)的日常管理，事故應(yīng)急管理以及調(diào)度運(yùn)行改擴(kuò)建管理。城市供水系統(tǒng)管網(wǎng)信息化建設(shè)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，所采集的信息既可以公開給民眾，又可以為水資源管理部門提供決策的依據(jù)。

七、城市供水管系統(tǒng)信息化建設(shè)的基本框架

供水管信息化管理是集生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)、管網(wǎng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)為一體的綜合性的信息平臺(tái)，并且在互聯(lián)網(wǎng)的支持下實(shí)現(xiàn)水資源的數(shù)據(jù)共享。城市供水系統(tǒng)信息化管理的流程是首先是收集收費(fèi)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)運(yùn)營的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；然后通過計(jì)算機(jī)模擬出城市供水管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)水利系統(tǒng)；接著將數(shù)據(jù)在相關(guān)網(wǎng)頁公布，由此對(duì)供水管網(wǎng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；最后管理者根據(jù)整合的數(shù)據(jù)信息優(yōu)化更新改造策略。

（一）城市供水管網(wǎng)的GIS系統(tǒng)

GIS系統(tǒng)是近十年正式立項(xiàng)的項(xiàng)目，根據(jù)社會(huì)和客戶的要求，供水局和供水企業(yè)采用ESRI公司的新推出的ArcGIS平臺(tái)。開始將大量原始規(guī)范化的數(shù)據(jù)錄入其中，正式應(yīng)用信息化系統(tǒng)，并取得了一定的效果，且初步建立了一些相關(guān)性的專業(yè)部門，例如營業(yè)客服部門、供水過程設(shè)計(jì)部門、資料收集審核部門以及規(guī)劃設(shè)計(jì)等部門。

新建的工程設(shè)計(jì)管理部門是通過GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地理地形的直接導(dǎo)入，在改建、擴(kuò)建供水系統(tǒng)時(shí)可是事先掌握地形的復(fù)雜多變性，節(jié)約人力、物力、財(cái)力，從而精確地指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行。

資料收集審核部門，可以將資料直接繪制在信息化系統(tǒng)中，便于保管和使用，不在進(jìn)行手工繪制，保障了資料的永久性、準(zhǔn)確性和科學(xué)性，提高了工作效率。客戶服務(wù)部門的工作人員可以在系統(tǒng)網(wǎng)站上查詢到客戶的用量，水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況，還可以清楚明了的知道斷水所波及的范圍和清單。

（二）城市供水管理系統(tǒng)信息化的營業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)

我國城市供水管理系統(tǒng)引進(jìn)的GIS系統(tǒng)，可以與各大超市，商業(yè)銀行實(shí)現(xiàn)代收代扣收費(fèi)，節(jié)約了客戶的時(shí)間，收費(fèi)網(wǎng)點(diǎn)覆蓋絕大部分城鎮(zhèn)。同時(shí)還可以在網(wǎng)上查詢?nèi)我夤軈^(qū)的用戶繳費(fèi)情況，為供水者的決策提供了可靠科學(xué)的信息數(shù)據(jù)。

在建立的信息化管理系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)之間是相互作用、相互依賴的，彼此之間為其他子系統(tǒng)提供服務(wù)，也被其他子系統(tǒng)所服務(wù)。所采集出來的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在所有的系統(tǒng)中形成了一個(gè)有效循環(huán)的整體，各個(gè)數(shù)據(jù)既可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，又可以進(jìn)行比對(duì)和參照，讓我們采集的數(shù)據(jù)更加精確，更加具有指導(dǎo)性。

八、城市供水管系統(tǒng)信息化建設(shè)的總體規(guī)劃

（一）完善GIS系統(tǒng)和子系統(tǒng)的規(guī)劃

加快基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息的錄入，信息化建設(shè)的基本框架已經(jīng)初具規(guī)模，必須進(jìn)行完善。要求必須錄入準(zhǔn)確、詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息，為以后的各種信息化使用打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。以地理信息、空間信息為基底，建立及時(shí)更新的數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)查詢、地理定位進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)，實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)的全面應(yīng)用。

（二）改善工程資料管理系統(tǒng)

以前的信息管理主要是手工的紙質(zhì)記錄，所記錄的數(shù)據(jù)一般存放在檔案柜里，是扁平的二維化管理，信息化的管理系統(tǒng)可以將圖紙立體起來，觀看三維效果的供水工程示范圖，促使城市供水系統(tǒng)檔案的規(guī)范化、數(shù)字化、自動(dòng)化、系統(tǒng)化。

（三）完善城市供水管理系統(tǒng)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)規(guī)劃

輸入事故處理數(shù)據(jù)，比如漏損數(shù)據(jù)、客戶投訴、爆管數(shù)據(jù)等事故信息，并且包含處理結(jié)果的信息數(shù)據(jù)。管理系統(tǒng)對(duì)管網(wǎng)的的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析概括整理，并對(duì)其價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。對(duì)靜態(tài)的、動(dòng)態(tài)的管道數(shù)據(jù)進(jìn)行價(jià)值評(píng)估，為制定資產(chǎn)的修復(fù)計(jì)劃提供技術(shù)支持和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

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（作者單位：山東省泰安市自來水公司）