張金城

（天津泰達市政有限公司，天津 300457）

排水泵站（下文簡稱泵站）是城市防汛排澇系統(tǒng)的重要組成部分，也是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施。在防止城市發(fā)生洪澇災(zāi)害方面發(fā)揮著不可替代的作用。一個高效的防汛排水泵站能夠及時通過管道排出積水，從而保障了城市的健康發(fā)展與平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。近些年來，由于我國城市化進程的持續(xù)推進，城市化率越來越高，城市規(guī)模也越來越大，泵站的建設(shè)數(shù)量也隨之增長。在保障城市免受水害的同時，也逐漸暴露出一些問題，雖然在很多城市的泵站都通過智能管理系統(tǒng)進行管理，但是仍有很多泵站沒有運用統(tǒng)一的運行數(shù)據(jù)分析方法進行泵站的運行數(shù)據(jù)管理，各個泵站的運行數(shù)據(jù)記錄的格式不一致，造成泵站運營效率較低，運營信息更新滯后，導(dǎo)致泵站難以發(fā)揮正常的作用[1]；此外，還有部分泵站的運行時間較長，而它們又承擔(dān)著重要的排水任務(wù)，對這類泵站的管理也需要加強。因此，城區(qū)防汛排水泵站的建設(shè)與管理應(yīng)該保持步調(diào)一致。如何提高城區(qū)防汛排水泵站的智能化水平，已經(jīng)成為當(dāng)前市政工程建設(shè)領(lǐng)域中的一個研究熱點，受到了越來越多專家和學(xué)者的重點關(guān)注。

1 基于GIS的城區(qū)防汛排水泵站智能可視化管理系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

城區(qū)防汛排水泵站在日常運行中會產(chǎn)生種類多樣、復(fù)雜多變的運行數(shù)據(jù)。在GIS城區(qū)防汛排水泵站可視化管理系統(tǒng)中，其數(shù)據(jù)庫不僅要包括泵站中種類多樣的基礎(chǔ)運行數(shù)據(jù)（如泵站的地形圖、衛(wèi)星圖像、DEM等），還要包括城市各個泵站的空間與屬性的數(shù)據(jù)[2]。只有對所有數(shù)據(jù)進行集成化管理，才能實現(xiàn)對泵站的數(shù)據(jù)可視化顯示、查詢和分析，并為泵站的規(guī)劃設(shè)計與運行提供全面而詳細的數(shù)據(jù)支撐。

智能可視化管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)由兩部分構(gòu)成，分別為空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫。其中，空間數(shù)據(jù)庫用來儲存泵站的空間數(shù)據(jù)及地質(zhì)、地形數(shù)據(jù)；屬性數(shù)據(jù)庫用來儲存泵站內(nèi)所有機電設(shè)備的基本屬性數(shù)據(jù)和相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)。這種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫為智能可視化系統(tǒng)的建立提供了一個全面而詳細的數(shù)據(jù)體系，滿足了泵站對運行數(shù)據(jù)進行在線顯示、實時查詢與管理等多方面的管理需求。在建立數(shù)據(jù)庫的過程中主要依靠現(xiàn)有的泵站GIS數(shù)據(jù)、Excel數(shù)據(jù)、CAD數(shù)據(jù)等，通過不同的數(shù)據(jù)標準化處理方法，建立泵站運行數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)泵站運行數(shù)據(jù)的智能化、可視化、科學(xué)化管理。

數(shù)據(jù)庫是智能可視化系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)，以此為基礎(chǔ)，系統(tǒng)平臺可根據(jù)泵站運行管理的實際需求進一步擴展站名查詢、泵站運行設(shè)備屬性查詢、泵站運行狀態(tài)查詢等功能，可進行在線快速檢索查詢，查詢結(jié)果以直觀地圖或圖表的方式進行顯示。

1.2 泵站GIS數(shù)據(jù)的標準化及導(dǎo)入/導(dǎo)出

泵站GIS數(shù)據(jù)的標準化與數(shù)據(jù)的導(dǎo)入/導(dǎo)出，是實現(xiàn)泵站運行數(shù)據(jù)智能可視化管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于不同類型的數(shù)據(jù)，需要采用不同的標準化方法進行處理，并通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口發(fā)送到系統(tǒng)平臺。系統(tǒng)可接收Shape-File格式、Excel格式及CAD格式的數(shù)據(jù)。用戶首先需要對不同類型的數(shù)據(jù)進行標準化，然后建立對應(yīng)的數(shù)據(jù)映射關(guān)系[3]，在系統(tǒng)平臺中即可執(zhí)行數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，并自動建立泵站設(shè)施設(shè)備之間的拓撲關(guān)系。

1.3 泵站GIS數(shù)據(jù)的校驗與修正

泵站數(shù)據(jù)的完整性、有效性不僅關(guān)系著泵站的正常運行，同時，也關(guān)系著泵站運行數(shù)據(jù)的后期利用。因此，建立一個高效的數(shù)據(jù)校驗機制也是泵站智能可視化系統(tǒng)的重要內(nèi)容。

系統(tǒng)平臺為數(shù)據(jù)的完整性、有效性與常見的數(shù)據(jù)錯誤提供了基本的檢查與校驗功能。首先，完整性校驗功能能夠?qū)ο到y(tǒng)中GIS數(shù)據(jù)的必填內(nèi)容進行快速檢查，保證了數(shù)據(jù)的完整性；其次，為了保證數(shù)據(jù)的有效性，泵站、管線的位置與數(shù)值型數(shù)據(jù)都要在預(yù)設(shè)的正常范圍之內(nèi)，對于正常范圍之外的數(shù)據(jù)進行自動篩選；最后，系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)設(shè)的拓撲規(guī)則對泵站與上下游之間的合理性進行自動判斷。

2 基于GIS的城區(qū)防汛排水泵站智能可視化管理系統(tǒng)的應(yīng)用策略

GIS泵站智能可視化系統(tǒng)的功能模塊主要包括：泵站的屬性查詢模塊、泵站運行消息通知模塊、圖形顯示模塊、泵站運行數(shù)據(jù)下載模塊、地圖工具模塊、后臺管理模塊。

（1）泵站的屬性查詢模塊：在該模塊中，泵站的屬性數(shù)據(jù)能夠通過多種方式顯示出來。第一，可在地圖上顯示。操作人員通過鼠標點擊地圖上的某個標注點，就會出現(xiàn)一個下拉列表，在下拉列表中詳細顯示該泵站的各種屬性數(shù)據(jù)；第二，可進行列表化顯示。操作人員在數(shù)據(jù)檢索欄中輸入目標泵站的名稱，后臺數(shù)據(jù)庫就會將相關(guān)泵站數(shù)據(jù)發(fā)送到前端界面進行列表化顯示。

（2）泵站運行消息通知模塊。泵站在日常運行的過程中，會定時發(fā)送或者不定時的發(fā)送泵站的各類運行數(shù)據(jù)。操作人員可在系統(tǒng)的主界面中查看滾動的泵站運行信息通知。

（3）圖形顯示模塊。泵站的運行數(shù)據(jù)主要以直方圖、餅狀圖等顯示方式對泵站的運行數(shù)據(jù)進行直觀而詳細的展示，此外，還能夠以雷達圖的顯示方式在多個層次展示不同泵站之間的差異性，以折線圖的顯示方式直觀的展示泵站運行數(shù)據(jù)的變化趨勢，從而更全面地對泵站的各類數(shù)據(jù)進行解讀。

（4）泵站運行數(shù)據(jù)下載模塊。泵站智能可視化管理系統(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)存儲在后臺數(shù)據(jù)庫中，在進行泵站的維護與管理中，經(jīng)常需要對數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)進行導(dǎo)出，以方便相關(guān)人員進行數(shù)據(jù)的離線檢索與分析。雖然系統(tǒng)擁有數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出的功能，但是對于一些非專業(yè)人士來說還是存在一定的使用難度。因此，在系統(tǒng)平臺中加入了數(shù)據(jù)的下載模塊。操作人員可根據(jù)需要將相關(guān)的泵站運行數(shù)據(jù)下載到本地，保存格式包括PDF、CSV、Excel等。

（5）地圖工具模塊。在系統(tǒng)平臺的開發(fā)過程中，需要將泵站的位置在地圖上顯示出來，因此，系統(tǒng)平臺也擁有與地圖相關(guān)的一些操作，如地圖的縮放、編輯、定位能操作；在地圖的使用過程中，經(jīng)常需要對地圖上的距離或者面積進行測量，因此，在地圖的操作功能中，還增加了長度測量與面積計算等功能。除此之外，還可以對地圖進行截圖和保存，可用鼠標選擇需要截圖的區(qū)域并進行保存和下載。

（6）后臺管理模塊。后臺管理模塊是本站智能可視化平臺的一項基本功能。擁有該權(quán)限的人員可通過該模塊對泵站的相關(guān)運行數(shù)據(jù)及泵站的員工信息進行管理，并可設(shè)置員工的操作權(quán)限。

3 結(jié)語

隨著城市的不斷發(fā)展，城區(qū)防汛排水泵站的作用越來越重要，已經(jīng)成為很多城市的守護神。通過對泵站可視化智能管理模塊的開發(fā)、泵站設(shè)施設(shè)備運行數(shù)據(jù)的動態(tài)更新及相應(yīng)的硬件和軟件技術(shù)平臺的建設(shè)，全面提升城市防汛排水泵站的管理水平，為預(yù)防城市水害以及城市的健康運行提供可靠保障。