淺析GIS系統在燃氣工程檔案數字化管理中的應用

胡京津

天然氣作為一種清潔能源越來越受到青睞，伴隨著城市的擴張，城市燃氣管道不斷延伸，逐漸形成了包含高中低壓管道、天然氣分配站、天然氣壓送機站、區域調壓站以及天然氣儲配中心組成的復雜網絡系統。燃氣管網的有效運轉不僅關系到百姓的日常生活，也是制造業獲得清潔能源的工業血管，加之天然氣易燃易爆屬性，使得天然氣輸配企業在保證穩定供氣的同時必須更加重視供氣安全。上述目標的實現有賴于燃氣管網工程檔案的有效支持。因此對于燃氣企業檔案管理部門，不僅要保證工程檔案有效歸檔，更要保證其安全高效的被利用。然而燃氣管網往往是伴隨著燃氣企業的建立發展而逐步建設的，在企業建立初期由于缺少管理經驗，對于檔案資料的收集不夠重視，往往造成管網檔案不完整甚至缺失。更有甚者在企業發展的早期，由于自身能力有限，部分燃氣企業將管網施工外包，燃氣企業自身只負責工程驗收和后期的運行工作，由于施工單位不固定使得工程竣工資料管理更加混亂，許多原始資料未能收集從而給日后的工程檔案管理利用造成了很大障礙。地理信息系統（GIS）是以收集、儲存、管理、分析并展現我們所處的空間地理分布的計算機空間數據系統，它能夠存儲海量的空間數據，通過制作空間電子地圖進行空間分析。正是由于這種屬性，使其在燃氣工程檔案管理中具有了應用的可能性，能夠幫助燃氣企業有效的管理并利用燃氣工程檔案。

一、燃氣企業工程檔案組成

燃氣企業工程檔案是燃氣管網項目在規劃立項、設計施工以及使用維護工作中形成的所有檔案資料。主要包含以下四個方面。

一是，立項規劃階段，主要包括燃氣工程規劃許可文件、立項申請文件、設計任務書、消防批復文件、安裝通知書等與燃氣工程相關的文件資料。二是，設計施工階段，主要包括實地勘測記錄、設計施工圖、材料設備出廠合格證及檢驗報告、閥門管道進場壓力試驗等各種試驗記錄，以及焊接質量檢查及探傷、耐腐蝕、絕緣措施檢驗記錄、設施設備交接、施工記錄、通氣申請報告、地下管線隱蔽部分登記等。三是，驗收竣工階段，主要包括施工監理記錄表單、竣工驗收合格報告、高中低壓燃氣管網竣工圖紙、居民小區及廠礦企業內部燃氣管網竣工圖紙等資料。尤其是竣工圖紙必須標明坐標、管道起止點、管道埋藏深度和管底標高等技術參數。四是，日常管理和維護，主要包括日常燃氣管網巡檢資料，包括燃氣管道節點數據表、管道測量節點標記、高中壓燃氣管道參數記錄、燃氣管網升級改造施工竣工圖紙 、燃氣管網搶修搶險施工記錄等資料。

二、建立燃氣管網地理信息系統（GIS）

燃氣管網地理信息系統是利用地理信息系統將記錄有燃氣管網空間位置信息和管網參數數據等信息的燃氣工程檔案進行關聯，形成整體性的燃氣管網信息庫，實現對地理空間信息、燃氣管網空間布局、燃氣管網參數及管網運轉實時數據集中統一管理和利用，從而實現燃氣工程檔案數字化信息化。其核心問題是如何將燃氣工程檔案尤其是管網圖紙檔案數字化并隨著燃氣管網的持續運營而不斷更新數據庫。其具體實現步驟如下：

1.實現工程檔案數字化信息化。現有的紙質管線圖紙檔案可采用掃描辦法先行轉化為數字格式，在掃描過程中必須注意以下幾點：首先要求使用大幅面掃描儀進行掃描;第二在掃描開始前必須對圖紙檔案進行整理保證圖紙整潔，熨平圖紙上的褶皺并拆除所有裝訂物，對于陳舊破損的圖紙必須先行塑封再進行掃描;最后掃描參數關系到圖紙信息保留的完整程度，分辨率參數越高圖像的清晰度越高圖紙信息保留的越完整，但隨之而來的是降低掃描效率以及增大每幅圖數據量加重數據庫的負擔，以我單位實際工作經驗分辨率在100dpi至200dpi足以滿足需要且能夠為數據庫承受。CAD格式的電子圖紙則采用格式轉換的方法獲取。針對早期燃氣管線工程圖紙毀損遺失的問題，則必須依靠物探方法嚴格實地測量后重新繪制圖紙，對滅失的或疑似存在錯誤的管網數據必須通過現場物探重新采集進行確認。對于燃氣管道網絡及地表地下附屬設施的測量，主要是收集其平面位置、海拔高程及其他有關屬性，必須應用高精度的衛星定位設備和地下管線探測設備結合的方式進行。

2.獲得城市地表空間基礎數據。城市空間基礎數據是燃氣管網地理信息系統（GIS）的基礎，GIS需要依靠城市空間基礎數據為背景，才能進行精細化管理。

3.認真核對數據并統一標準錄入數據。對于獲得的上述數據資料，其來源多種多樣、數據形成時間跨度大，故必須進行全面梳理方可錄入系統。首先必須制定統一的燃氣管網結構標準，其次還必須制定統一的燃氣管線測繪及竣工驗收測繪標準、燃氣管線探測工程質量控制技術標準。在錄入過程中必須將通過上述步驟獲取的所有的燃氣管網相關地理信息按照統一標準進行錄入，將實際地點物品空間坐標以及地點物品之間的相互關系進行分層，對于存疑的數據必須再次進行實地勘測，利用衛星定位等高科技手段精準定位，務必保證所錄入的數據精確。不僅要錄入管網空間坐標數據還要錄入燃氣管網的各項屬性數據，如開竣工時間、所使用的材料設備等。

4.建立燃氣地理信息系統數據庫。燃氣管網數據庫是燃氣管網地理信息系統的核心基礎。上述步驟獲得的各類數字檔案必須通過整合，依據統一標準進行相關數字圖紙的無縫拼接、分類分層編碼、數據賦值，最終形成真正意義上的統一的無縫銜接的數字化城市燃氣管網圖。

5.數據庫的日常維護更新。燃氣管網地理信息系統必須根據管網建設、更新維護而不斷升級更新，否則過時的數據不僅不能為企業生產提供幫助反而會帶來危害。燃氣管網地理信息系統必須要有燃氣管網動態更新功能，從而實現燃氣管網數據的增添、刪改以及數據審核監控，在更新過程中必須確保數字圖形和數據參數的更新同步進行，必須建立嚴格的審核工作制度確保數據更新的時效性、準確性以確保安全用氣。

三、燃氣管網地理信息系統具體應用

在燃氣管網地理信息數據庫建成后，我們可以利用其開展如下工作：

1.打印各類燃氣管網圖紙。 地理信息系統具有很強的圖像生成功能，能夠根據需要隨時生成所需區域不同比例的圖紙，并能夠根據需要添加或刪除圖層。GIS圖紙區別于CAD圖紙，它不僅可以準確標注各個燃氣設施的具體位置，更能夠準確顯示出其與參照物的相對位置，從而能夠顯著提升燃氣工程施工的效率。

2.燃氣管網設備管理。 GIS系統建立時，對于整個燃氣管網所屬的管道設備都進行了詳細的登記，包括管道設備的使用年限、材料設備生產廠商信息等。通過GIS數據庫動態管理，確保實物與數據庫相吻合，提升管理水平。

3.智能化查詢并提供事故應急處理。利用GIS系統可以迅速準確地查詢燃氣管網的任何一個節點，包括設備型號、使用年限、保養狀態，從而提升管網運營維護水平。發生燃氣事故時，可以利用燃氣管道實時監測系統準確定位漏點，并自動生成管網閥門關閉建議，精確標示暫停供氣區域范圍，提高安全供氣水平，降低因停氣造成的經濟損失。

四、結語

隨著我國經濟迅猛發展，近年來各地天然氣供應企業發展迅速。隨著供給側改革以及新基建的快速推進，對于天然氣這種清潔能源的需求將更加旺盛。提升燃氣供應企業管理水平，降低運營成本提高供氣效率是必然的選擇。燃氣管網地理信息系統以其數字化信息化特點能夠顯著提升燃氣管網運行效率。因此，依靠燃氣工程檔案建立并有效運行燃氣地理信息系統，是燃氣企業檔案管理部門當前工作的重中之重，也是顯著提升燃氣企業運營生產效率的有力舉措。

參考文獻：

[1]馮長強.地理信息系統在地緣領域中的應用與展望[J].地理與地理信息科學，2020，（3）：76-82.

[2] 車婷婷.“數字中國”布局下我國城建檔案館數字化轉型之思考[J].檔案與建設，2020（2）：35-39.

作者單位：唐山市燃氣集團有限公司