城镇燃气管道完整性管理范文
时间：2023-10-25 17:23:38
导语：如何才能写好一篇城镇燃气管道完整性管理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
目前，燃气已然成为人们日常生活中不可或缺的一部分，但是由于我国幅员辽阔，各地区的燃气储备量以及燃气开发程度均存在一定的差异，因此，对城镇的燃气管道进行建设就显得尤为重要。需要相关人员注意的是，现阶段，我国在燃气管道建设的过程中仍旧存在一定漏洞，因此，只有通过不断的学习和实践，保证完整性管理工作的顺利开展，才能达到提高燃气管道建设效率和质量的目的。
一、管道完整性的含义
管道完整性主要指的是对城市内部的管道进行管理经营的公司，在经营过程中对所在城市的管道定期展开分析，对较易出现的风险进行预测和防范，并且制定出相关的对策，以确保管道的安全性能有所提高的过程。也就是说管道的完整性管理需要从管道规划的初期开始，直至管道废弃使用为止，其中的每一个步骤、每一个环节都需要有关部门引起足够的重视[1]。而对燃气管道的完整性进行管理则更为重要，这是因为燃气属于易燃易爆危险品，一旦在建设的过程中出现安全问题，后果不堪设想，因此，在对城镇煤气管道进行完整性管理的过程中，需要有关人员做到仔细检查、科学评测，最大限度减少安全问题的发生，从而将完整性管理工作的有效性最大化进行发挥。
二、燃气管道建设中开展完整性管理的任务
（一）建立起相应的标准
在我国，针对燃气管道建设所开展的完整性管理尚且处于发展初期，因此，与之相关的法规存在一定的不足，针对这一情况，我国应该向西方发达国家学习，将先进的技术和理念进行引进，并且结合不同地区的实际情况对其进行发展和完善，从而建立起与我国国情相符合的管理标准，为我国管道完整性管理工作的高效开展奠定良好的理论基础。
（二）进行数据的采集、整理及分析
开展完整性管理的主要目的在于对燃气管道建设过程中所需的数据和资料进行分析，因此对数据进行采集和整理是非常有必要的。在完整性管理工作开展的过程中，必须要具备非常完整的数据监测体系，由相关人员对监测到数据的合理性进行分析，这样做的好处在于能够提前对建设过程中将要出现的风险进行预测，以保证建设工作的顺利进行。
（三）风险识别和评估
风险识别和评估的主要内容为对管道施工过程中事故存在的危险性进行分析，从而判定出施工过程中发生频率较高的风险，通过对风险的提前预测，最大限度减少出现安全隐患的几率，提高施工的安全性[2]。
三、燃气管道建设中开展完整性管理的措施
（一）从源头处控制风险
从源头处控制风险是保证管道完整管理的前提，在对管道进行设计的过程中，需要设计师对管道所处区域的实际情况进行仔细的调查，避免由于环境或是地质等因素的制约而影响建设工作的进程。另外，对管道所使用的材料进行检查也是非常有必要的，燃气管道与其他管道不同，一旦出现隐患就会造成极大的安全问题，因此，对材料进行检查的目的在于保证材料的安全性，同时减少采购人员由于受到利益的诱惑，而出现假公济私行为的发生。
在正式施工前，施工人员应当根据施工区域的情况对施工过程中可能出现的问题进行预测和归纳，并且整理出与之相对应的解决方案，一旦在施工的过程中出现相关的问题，可以在第一时间解决，减少危害[3]。
（二）进行管道的维护
在对城镇的燃气管道进行建设的过程中，无法避免部分老旧管道的存在，对这一部分管道进行及时的修理和维护也是非常有必要的。我国的管道建设工作具有非常悠久的历史，而大部分老旧管道却又极易被人们所忽略，从而导致检测工作的完成程度较低，这对于管道的完整性管理是非常不利的。因此，在对城镇管道进行建设时，需要工作人员对老旧管道进行检测，检测的内容包括管道参数、管架完好程度以及管道运行情况等。
（三）施工过程中逐段检测
燃气管道自身的特殊性决定了在对其进行建设的过程中具有一定的危险，因此，想要保证施工过程的绝对安全，最行之有效的方式即为将施工区域进行全方位停气，但是我国的国情决定了这种施工方式在实施的过程中会遇到很多问题，例如对人民群众的日常生活产生不便的影响，或是无法对施工过程中出现的问题进行及时的发现和解决等。所以，根据完整性管理中提出的相关要求，逐段检测的方式是现阶段最适合我国国情的燃气管道建设方式，即为“逐段施工，逐段检测”，这种施工方法的好处在于能够对管道的安全性能进行及时的检测，一旦发现管道存在漏气或是其他的损坏情况，施工人员可以在最短的时间内对其进行修复和解决，以确保施工的顺利进行。对管道进行逐段检测包含的内容较为复杂，例如管道的耐腐蚀性、是否存在缺陷以及防腐蚀性等。
（四）构建完整的管理制度和w系
完整的管理制度对于管道完整性管理工作的顺利开展是非常有必要的，在制度的构架过程中，需要相关人员结合所在区域的实际情况，根据国家出台的有关政策和规定有针对性的制定出相应的管理制度，通过对工作内容进行详细的分工和管理，达到对每一个流程的工作内容进行高效完成的目的，以此来保证管理制度的可行性[4]。除此之外，完整的管理体系也是必不可少的，将管理的制度和体系科学结合，能够在最大限度上保证管道建设工作的高效落实和最终成果，而针对完整性管理工作而言，管理制度和体系二者更是缺一不可。所以，在对城镇的燃气管道进行建设的过程中，针对完整性管理所制定的计划、培训、措施、目标等一系列内容均需要遵循科学性和统一性，除此之外，对相关的法规、文件等内容进行管理也从属于管理体系的一部分。
综上所述，我国幅员辽阔、人口众多，因此燃气的出现在很大程度上满足了我国人民日常生活的需要，但是由于燃气自身存在易燃易爆的特性，因此在进行燃气管道建设的过程中对安全性的要求极高，这就决定了完整性管理存在的意义和必须性。只有保证城镇燃气管道建设工作的安全系数，才能达到促进城镇经济发展的最终目的。
参考文献：
[1]李长飞. 城镇燃气管道建设期完整性管理研究[J]. 化学工程与装备，2016，11：56-58.
[2]文斌. 四川省输气管道安全管理现状及对策研究[D].西南交通大学，2015.
篇2
关键词：天然气；管道；风险评价；技术
中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）11-0168-02
我国现有的城镇天然气管道大多都是在二十世纪七八十年代所建立的，已经有很多的管道被腐蚀，出现破裂损坏等问题，需要进行维修或者更换，可若是对一些即将到使用年限或者是超期的管道进行更换，那不仅不经济，还是一种浪费，而进行管道风险评价，就能够对这些情况进行测定评估，给出维修、更换以及事故预防等方面的建议，这对于减少事故发生以及保护人们生命财产具有重要的作用。另外，管道风险评估还能对已经建立完成、在建和将要建立的管道进行风险评价，这对于管道事业的发展具有重要的意义。
1 风险评价技术方法
1.1 定性风险分析
定性分析主要是将系统中所存在的危险因素以及诱导事故发生的因素都找出来，根据这些因素在何种程度导致管道失效的情况，制定出相应的预防措施。这种方法是利用科学的决策和统计理论，对于所存在的风险进行感性的分析评价，然后根据相关专家所提出的观点将风险分为低、中、中高以及高风险四个评价等级。这种风险分析的方法简单快速也比较直观，可是却不能够量化事故的发生频率和后果。常用的定性分析方法包括有故障树分析法以及故障类型及影响分析法。
1.2 半定量风险分析
管道风险半定量分析法主要是将风险的数量指标作为进行分析的基础，对于管道事故发生的后果以及事故发生的概率都有一个指标，这是按照这些因素的权重值来分配的，然后运用算术法将事故的概率以及后果的严重程度指标两者结合在一起，这样就能够计算出一个相对的风险值，对于定量评价法中缺少数据的问题是一个比较好的补充。常用的半定量风险分析法中有W·K·Muhlbauer 的专家评分指标法和现在引入模糊数学的综合评价法。
1.3 定量风险分析
定量风险分析主要是利用随机变量以及随机过程对于引起管道事故发生的因素进行处理，先是约定一个具有明确物理意义的单位对于事故发生的概率以及损失的后果进行量化，计算出管道的风险值，然后才是对于结果进行分析，虽然这个过程比较复杂，可是得出的结果是比较严密的，准确度也高。进行定量风险分析，一定要先建立起完备的资料库，要能够掌握裂纹扩展以及管材腐蚀等方面的机理，建立起数据模型，计算出结果。整个风险评估结果的准确性将取决于原始数据的完整性、模型的精准性以及分析方法的合理性。得到的评价结果能够用于安全成本以及效益方面的分析，这是定性风险分析以及半定量分析法所不能够做到的，目前常用的定量风险分析方法主要是模拟仿真和概率法、结构可靠性评估等分析法。
2 管道风险评价的思考和建议
2.1 建立评价的人因分析
随着加工工艺的不断发展，设备自身可靠性也是越来越高，人的行为对于系统的安全性也具有越来越大的影响。人具有一定的情绪心理，很多事情都会因为情绪而做出不同的处理。经过相关的调查，对于燃气管道风险的分析中并没有能够将人的因素对管道风险产生的影响进行分析，可是在燃气管网的潜在风险中，风险评价人员以及管网沿线的社会人等人的行为都会对管道风险产生影响，对于风险评价的结果也就有着决定性的作用。根据相关的统计结果来看，因为人为失误而出现的天然气管道事故的发生数量占到了整个事故的80%以上，其中很大一部分的原因都是由于评价者的个人素质以及管线周边社会群体的影响，所以，一定要能够建立起人因分析，保证风险评价的科学和完整，要能够做到全面不遗漏，保证结果的准确性。
2.2 建立合理的资料筛选制度
天然气管道风险评价方案的好坏很大程度上都与研究资料的质量以及完整度有着一定的联系。在进行燃气管道风险评价之前就是要进行资料的采集和筛选，资料的好坏将后决定整个评价工作的效率和效果的好坏。资料的筛选的过程一定要能够注意资料的详细以及是否符合实际情况，这对于管道风险评价方案的选取制定以及后续的一些工作都会有较大的影响。另外，资料进行手机是所采用的方法也应该要尽量能够多渠道，通过多种方式获取，采用事业测试、现场调查或者是走访管道设计部门等等方法来会的风险评估所需要的资料，而不是为了省事，就利用单一的方法来收集资料，通常这种行为都会对风险评价结果的准确性造成严重的影响。同时，还应该注重资料的可信度和一致性，对于资料的真伪要认真的辨识，尽可能亲自去获得研究对象的最原始也是最真实的资料，让数据以及评价对象始终都保持一致，一方面能够提高燃气管道风险评价的可行性，另外对于评价结果的可信度也是一种保证。
2.3 评价方式和模型的选取分析
城市天然气管道所具有的特征与长输油气管道有着一定的差异，所以，不能够将长输油气管道风险评价的方式照搬到城镇天然气管道的风险评价。从实际情况来看，城市不同类型的燃气管道其实在本质方面也具有一定的差异，各个类型的燃气管道风险影响因素之间的关系也非常复杂，有些因素有着强烈的交互作用，同类因素之间的相互关系也不能被忽略，应该要能够对这些因素进行综合的考虑，并且采用分散赋值以及健全模型等等方法来进行风险评价。城市天然气管道在设计、施工以及运行管理等等方面都有着特有的特点，包括有城市天然气管道网结构比较复杂、设计规划以及建设需要较长的周期、管道的防护以及缺陷检测的方式等都与长输管道存在差异，所以，在选择评估方法的时候要能够来考虑被研究的管道的特征，以及要有能够获得的数据资料为基础，确定出合理的评价模型。
2.4 建立燃气管网的完整性评价和管理体系
完整的评价管理体系主要是指，管道公司根据在不断变化的天然气管道风险因素，获取完整性的信息，这些信息都是已经与专业管理相结合的管道信息，然后利用这些信息，对于管道潜在的风险因素进行持续性的识别和评价，采取相应的风险控制对策，将管道风险一直都控制在合理的能够接受的范围之内，以便能够减少以及预防管道事故的发生，保证天然气管道能够安全的运行。在完整性评价体系中包括有对管道的适用性评价、管道以及场地设施故障的诊断和资质灾害的评估等，这些不确定风险因素的评估都可以利用电子计算机技术来完成，不断提高风险评估管理体系的科学性。目前，国内对于城市天然气管道的完整性风险评估体系的建立还处于初级阶段，还需要进行进一步的研究。天然气管道基本上都是分布在居民居住区，这一与居民的生活有着较大的影响，所以一定要控制预防事故的发生，这样一来，完整性风险分析就显得特别重要了，我们应该联合相关专业人士，借鉴国外的研究成果，不断深入研究，让管道的运行管理能够更加的安全有效。
参考文献：
[1] 胡南南.城市天然气供应系统的风险评价及防范研究[D].大庆：东北石油大学，2012.
[2] 孙传青.城镇埋地燃气钢质管道建设期风险评价技术研究[D].成都：西南石油大学，2012.
[3] 赵欧，张鹏.长输天然气与城市燃气管道风险评价指标体系比较分析[J].管道技术与设备，2012，（1）.
篇3
关键词：小区住宅 燃气管道 问题 探讨
前言
随着燃气事业的不断发展，越来越多的住宅小区使用上了管道燃气，由于燃气管道大面积的敷设和投入使用，在使用过程中，随着设施老化、技术落后、管理不善等原因，管网的安全问题逐渐暴露，由此引发的火灾、爆炸、中毒事故越来越多。对小区住宅燃气管道进行系统的安全分析和评估，并科学规划管道，对于预防和减少事故的发生十分重要。
一、现代住宅建设的特点
随着生活水平的提高，人们对住宅的要求越来越挑剔，现代住宅建设越来越重视建筑立面造型，通过丰富、新颖的建筑形式，反映时代风貌和地区特色。而且，现代住宅的空间组织也丰富多样，多层、高层建筑数量增多，各种居住区组成梯级布置，形成了多层次生活空间。
但是住宅小区却面临着建设存有不足，矛盾客观存在。房产开发的工业化程度不高，很多建筑在设计未完善、手续未办好的情况下就已开工，致使施工中不断地更改设计，导致其它配套辅助工程难以适应。同时，用户的室内装修的日趋美化，又要求配套设施简洁集中，统一和谐。目前在小区建设中，由于一些体制的问题，住宅主体设计与其它专业设施、设备建设未能统一考虑。特别是燃气专业的特殊性，不容易被其它专业的设计人员所了解，经常是在主体建筑完工以后才考虑燃气设施的设计施工，从而影响总体建设的效果。针对现代城市住宅建设的这些主要特点，住宅小区燃气管道的设计应适应现代住宅建设发展的要求。
二、管材的选用
对室内燃气管道的管材宜选用钢管。也可选用铜管、不锈钢管、铝塑复合管和连接用软管。跟据现有的规范要求，采用铜管和不锈钢波纹管较适合国内的现实情况。
（一）镀锌钢管
镀锌钢管因连接方式多以螺纹连接，如在室内暗埋，存在较大安全隐患。新规范中更明确指出暗埋管不应有机械接头，所以，镀锌钢管不应用作家庭燃气管道暗敷管材。
铜管
铜管则是人们较为熟悉的材料。根据国际铜业协会（中国）提供的资料，美国、英国及澳大利亚的燃气系统已较为普遍地采用了铜管暗埋工艺。它易成型、易安装、可塑性好，而且具有较高的强度，熔点高达1083℃。在纯氧中也不会燃烧，只会阻燃，在一般火灾中不会熔化或者放出有害或有毒的气体，铜的耐蚀性也非常好，在普通居室中可能遇见的各种介质，铜几乎都很耐蚀。退火铜盘管的长度可达50m以上，可充分满足暗藏管无接口的要求。
可埋式不锈钢波纹管
选用优质不锈钢材料，设计使用寿命50年，具有补偿性，同时，可避免地震或建筑物沉降造成的燃气泄漏。长度可任选择，管体中部无接口，安装方便，是燃气管道暗埋的最优选择。
铝塑复合管
一般由中间层纵焊铝管，内外层PE（聚乙烯）以及铝管与内外层PE之间的热熔胶共挤压热复合而成。聚乙烯的化学性能稳定，在常温下不溶于任何一种有机溶剂，燃点也很高，达340℃。中间夹铝层对聚乙烯起加强作用，使管材耐压强度大大提高，并在弯曲时吸收管壁的反弹能量，使管可任意成型。管道长度可根据用户要求任意截取（一般每卷长100m～200m），其配套生产的管接头能使其与其它管材、管件，特别是镀锌管方便地连接。由铝合金和阻燃材料复合而成，管道连接采用特制工具，一次成型，施工比较方便，但价格相对最高。
三、住宅小区燃气管道的设计
（一）室外燃气系统的布置
1、确定压力级制
及时确定管道系统压力级制，对燃气工程的投资建设、运行管理、供气安全等非常重要。现在常用的居民住宅小区调压方式有户内中—低压调压、楼栋中—低压调压和区域中—低压调压三种方式。
户内中—低压调压、楼栋中—低压调压的缺点比较明显，综合考虑风险评估和经济因素，建议选择以区域中—低压集中调压为主、楼栋中—低压集中调压为辅的调压方式，谨慎采用户内中—低压分户调压的方式。只要住宅小区与调压站统一规划，例如将调压站周围的环境附以假山、建筑小品等园林艺术，既可确保调压站的安全距离，又利于使调压站外观与环境协调统一或隐蔽。
2、室外燃气管线的布置
结合住宅小区用地十分紧张，并且，各专业管线在施工时未能统一协调，随意变动性较大，先后施工的管道往往被迫重叠等问题。如何在符合《城市工程管线综合规划规范》（GB50289—1998）和《城镇燃气设计规范》（GB50028—93）的要求下，查明管道周围的障碍物及地下各种设施的分布情况，充分利用有限的地下空间，使燃气管线在住宅小区地下空间中占有合理的位置，是设计中应该注意的问题。
一般燃气管布置在人行道或慢车道下，将其与给水管相邻，以充分利用《城镇燃气设计规范》（GB50028—93）中给水管与燃气管的净距可为0.5m的规定，节省地下空间。考虑给水管上安装阀门井及施工与检修，给水管与燃气管的中心间距可取1.5m。随着科学技术的发展，管道材料、施工质量及运行管理水平的提高，安全距离可以适当缩小。
室内燃气系统的布置
1、燃气立管的布置
在进行室内燃气系统立管设计时，除必须遵守有关设计规范的要求以外，还应考虑其布置的最佳位置，做到既安全可靠，又不碍美观。但但暗设的燃气管道应符合 《城镇燃气设计规范》中的相关要求。
2、燃气表的设置
现在常用的住宅挂表方式主要有室外集中式挂表和室内分散式挂表等方式。室外集中式挂表是在住宅底层楼外靠近厨房的位置设置集中表箱。燃气引入管进入表箱后分别引支管与燃气表相连，各表后接用户支管形成管束引出表箱至各户所在楼层，并以适当高度进入厨房。集中表箱和配管往往影响建筑立面美观，而且对于冬季寒冷地区还需考虑表箱的保温，因为按《城镇燃气设计规范》（GB50028—93）的要求，家用燃气表工作环境温度应高于0°C。室内分散式挂表是将燃气表装在各户的非封闭房间内，一般安装在厨房。这种挂表方式若不作掩饰处理，会破坏厨房内墙面的完整性，影响装修效果。
针对挂表存在的问题，可做如下考虑，使其满足安全使用和建筑美观的要求。对室外集中式挂表可考虑在屋顶集中布置表箱，引入管直接去到屋顶入表箱，表后管由上而下分层铺设支管到户，各管道尽量铺设在墙槽、凹墙处、管井内，这样可减少对住宅建筑周围环境的破坏。对室内分散式挂表，可将燃气表设计于低位安装的方式，将表安装在灶下的橱柜内，但橱柜内-般通风较差，为使用安全，应设置有通风孔。也可考虑将燃气表设计在阳台上或是公共区域的管道井内，这样燃气表不在厨房内，不影响厨房的装修效果。
室内燃气管线的布置
由于燃气的相对高危险性，使其安装要求较为严格，因此它是难以协调和影响室内装饰美观的管线之一。若布置不恰当往往使得其与墙面距离过大，造成死角空间，影响家居装修。《城镇燃气设计规范》（GB50028—93）中允许燃气管道暗设，将室内管线作暗埋处理也是居室装修趋势。因此我们可以将室内管道尽量暗埋在墙面或地板内，或是将其暗设于吊顶或橱柜内，以减少明设管道的长度。管材应选用空调用铜管或燃气用铝塑复合管。
四、总结
随着住宅小区管道燃气的快速发展 ，如何确保燃气工程建设质量 ，保证居民的用气安全，维护社会的和谐稳定，已经成为燃气行业技术管理中的重中之重。因此，我们必须在设计、施工和运行的工程中避免安全隐患的存在，保证用户安全、可靠、满意地用气，使燃气工程成为真正的放心工程。
参考文献
篇4
【关键词】城市燃气管道；腐蚀因素；防腐设计
随着社会的不断发展，城市规划建设已经成为城市发展的主要方向。其中，燃气作为现代化城市建筑的三大能源之一，在城市规划建设中时是必不可少的。目前，我们在对城市燃气管道设计施工时，应和市政道路以及其他的工作一同进行工程施工设计，这不但有利于让其管道质量的保护，还方便了城市规划设计。目前，根据政府相关部门的要求，在进行管道施工设计的时候，一般都会采用钢管作为燃气的主要运输材料。但是，由于埋设在地下的钢管，在使用过程中容易受到土壤和水的影响，从而都出现电化学腐蚀的现象，这样中影响了管道的质量有着一定的影响。因此，在进行城市燃气管道施工的时候，我们要对城市燃气规定做好相应的防腐设计，从而降低周围环境对管道质量的影响。
1.腐蚀的原因
城市燃气管道在长期使用过程中，由于受到电化学作用，而引起的一种破坏。目前，燃气管道的腐蚀现象有很多种，我们根据不同情况有着不同的划分方式。就其金属腐蚀的性质不同，我们可将其分为化学腐蚀和电化学腐蚀。如果按照腐蚀部位来进行划分，我们又可分为内壁腐蚀和外壁腐蚀。下面我们就对这些腐蚀原因进行简要的介绍。
1.1内壁腐蚀
出现这种腐蚀的原因主要是因为，燃气管道在使用过程中，水在管道的内部生成了一种清水膜，从而给电化学腐蚀创造了一定的条件。在燃气的输送过程中，水和燃气中的硫化氢、二氧化碳、氧气以及其他具有腐蚀性的化合物相接触从而发生电化学腐蚀的现象。这种腐蚀现象由于出现在管道的内壁，因此很难对其进行根治，只有采用将燃气净化的方法，是燃气中的杂质达到人们的允许的条件下，才能进行很好的处理。随着科学技术的不断进步，人们采用一种合成树脂作为管道的内涂抹层，这种内涂抹层，不但可以降低管道的粗糙度，提高了管道的输气能力，还有效的防止了内部腐蚀现象发生。
1.2外壁腐蚀
这种腐蚀现象比较常见，主要因为埋地管道在电解质土壤以及水的作用下，出现各种腐蚀现象，其中包括水引起的化学腐蚀和土壤造成的电化学腐蚀。不过，在实践中我们发现，管道外壁的化学腐蚀对管道的危害不大，只是会让管道出现厚薄不均匀的情况。真正对管道造成影响的是电化学腐蚀，它极其容易使得管道表面出现凹穴，甚至会出现穿孔的现象，从而导致燃气运输出现问题。
2.钢管腐蚀速度的影响因素
影响管道腐蚀速度的主要因素有腐蚀电流的强度和腐蚀时间。因此要想对其采取相应的防腐措施，我们只有对其电流强度和腐蚀时间进行控制，才能有效的建设管道金属的损失量，从而保障管道的质量不会受到影响。
在电解质中，影响腐蚀电流强度的主要因素有土壤中存在的电阻、土壤电解质的化学结构以及阴极和阳极之间存在的间距等这些问题，都直接影响了土壤中腐蚀电流的强度。其中土壤中存在的电阻越小腐蚀电流的强度就越大，而土壤的电阻和土壤的温度和湿度以及含有熔盐浓度有关，因此我们在对腐蚀电流的强度进行控制的时候，就要根据土壤温度、湿度以及含盐率进行控制管理，以降低燃气管道受到影响。
3.埋地燃气钢管防腐的选择
目前，在工程中埋地燃气钢管的防腐较为常用的是绝缘层防腐法、 电保护防腐法。这两种方法总是同时使用，一旦绝缘层被破坏，电保护防腐法也很难奏效。管道绝缘层可以将管道与土壤隔开，并增大管道与土壤间的电阻，从而减小腐蚀电流，达到防腐目的。国内外埋地钢管所采用的防腐绝缘层种类很多，可根据土壤的腐蚀性能决定防腐绝缘等级，选用石油沥青、聚乙稀防腐胶带、环氧煤沥青、聚乙稀热塑涂层等防腐绝缘材料。
电保护防腐法是根据电化学腐蚀原理，使埋地钢管全部成为阴极区而不被腐蚀，故又称为阴极保护法，通常分为外加电源阴极保护法和牺牲阳极阴极保护法。可用两个基本参数来判断燃气钢管是否达到完全保护，即最小保护电位和最小保护电流密度。在工程中 ，燃气钢管的最小保护电位通常小于或等于-0.85V（相对于铜、硫酸铜标准电极）。最小保护电流密度值主要根据被保护金属的类别、腐蚀介质成分、相对运动速度、温度与表面涂层或阴极沉积膜性质、完整性有关的接触电阻来决定。由于上述条件不同，最小保护电流密度数值变化幅度很大，从最小几μA/m2到最大几百mA/m2外加电源阴极保护法是利用阴极保护站产生的直流电源，使管道对周围土壤造成负电位处于阴极区，以减少或防止地下管道腐蚀。为了使阴极保护站充分发挥作用 ，阴极保护站最好设置在被保护管道的中点，其保护半径R为30～40km。两个保护站同时运行时，由于阴极保护电位的迭加性，两个保护站之间的保护距离S为40～60km。城市燃气管道一般埋设在道路的人行道或绿化带内，并且道路下管线错综复杂，为了避免未受阴极保护的管道受到腐蚀 ，接地阳极与其相距至少50m，这一点在城市燃气设计中很难保证，因此，在城市燃气管道防腐设计中，基本上不采用此方法。
牺牲阳极阴极保护法在城市燃气管道设计中被普遍采用。牺牲阳极种类较多，其选择也是一个经济问题。常用的有镁阳极材料和锌阳极材料，镁阳极材料的费用约为锌阳极的两倍。镁本身激励电势较高，输出很大的电流，因此，电极消耗得快。在同样的土壤电阻率环境中，镁的消耗比锌快2.5倍，如果没有电路限制，锌阳极可提供必要保护的地方，若使用镁阳极，其费用可能是锌的5倍。
牺牲阳极种类的选择主要根据土壤电阻率、土壤含盐类型及被保护管道防腐绝缘层的状况而定。当土壤电阻率大于 10Ω·m ，选用镁合金阳极；当土壤电阻率小于10Ω·m，选用锌合金阳极。当管道防腐绝缘层电阻率确定后，牺牲阳极的保护范围随管径的增大，保护距离减小。对一定重量的阳极，增加单位重量的阳极表面积可提高电流产率；而阳极长度主要决定电流输出。
牺牲阳极多成组布置，一组2～5支或更多，阳极间距2～3m，现场测试结果表明，4支一组阳极发出的电流之和远小于单支发出电流的4倍，其原因是由于阳极电场的相互影响，多支汇流一点与管道相连必然造成电场的屏蔽，影响阳极电流的输出。建议在工程设计中采用单支分散布置，这样可消除电场的影响，使电位分布均匀。
4.结语
由此可见，城市燃气管道防腐设计在燃气运输中有着十分重要的作用，它不仅有效的保障了燃气的输送质量，还避免因为燃气泄漏给环境带来的污染，为城市规划建设奠定了扎实的基础。而且这些防腐设计方法，还给社会的发展带来了良好的经济效益和社会效益。 [科]
【参考文献】
篇5
[关键词]住宅小区；燃气设计；管道暗设
中图分类号：TU984.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0086-01
一、城市住宅小区的特点
随着经济的发展，城市化水平不断的提高，人们对住宅的要求越来越挑剔，城市住宅建设越来越重视建筑立面造型，通过丰富、新颖的建筑形式，不但反映城市风貌与地区特色。而且，城市住宅的空间组织也丰富多样，多层、高层建筑数量增多，各种居住区组成梯级布置，形成了多层次生活空间。
但是住宅小区却面临着建设存有不足，矛盾客观存在。商业地产开发的工业化程度不高，很多建筑在设计未完善、手续未办好的情况下就已开工，致使施工中不断地更改设计，导致其它配套辅助工程难以适应。同时，用户的室内装修的日趋美化，又要求配套设施简洁集中，统一和谐。现阶段，在小区建设中，由于一些体制的问题，住宅主体设计与其它专业设施、设备建设未能统一考虑。特别是燃气专业的特殊性，不容易被其它专业的设计人员所了解，经常是在主体建筑完工以后才考虑燃气设施的设计施工，从而影响总体建设的效果。针对城市住宅建设的这些主要特点，住宅小区燃气管道的设计应适应城市住宅建设发展的要求。
二、住宅小区燃气管道的设计
1.室外燃气管网的设计
室外燃气管网的布置涉及到小区的总体规划，其规划设计是一个系统复杂的过程，同时需要较强的综合专业技术知识。目前的住宅小区以高层为主，多层和别墅为辅，建筑形式追求丰富新颖，户型讲究多样人性化。以下就高层及多层共建的小区为例，结合笔者自身经验分析住宅小区室外燃气管网的布置及设计。
（1）与开发商对接，收集设计小区的相关资料。如总体规划平面图、立面图、户型图、地下管线综合规划图和给排水、供电等各专业建筑施工图等。以便预留燃气管网位置，与其他管线协调施工，确保安全距离。
（2）确定压力级制。常用的住宅调压方式主要有：户内中―低压调压、楼栋中―低压调压和区域中―低压调压三种方式。比较这三种调压方式，区域中―低压调压方式具有安全系数高、供气稳定性强的特点。且现在的住宅小区楼房分布集中，为此种调压方式提供了便利。燃气经区域调压设备调压后经低压管道进入楼前引入管入户。只要住宅小区与调压站统一规划，例如将调压站周围的环境附以假山、建筑小品等园林艺术，既可确保调压站的安全距离，又利于使调压站外观与环境协调统一或隐蔽。
（3）室外燃气管线的布置
结合住宅小区用地十分紧张，并且，各专业管线在施工时未能统一协调，随意变动性较大，先后施工的管道往往被迫重叠等问题。如何在符合相关规范的要求下，查明管道周围的障碍物及地下各种设施的分布情况，充分利用有限的地下空间，使燃气管线在住宅小区地下空间中占有合理的位置，是设计中应该注意的问题。
一般燃气管布置在人行道或慢车道下，将其与给水管相邻，以充分利用《城镇燃气设计规范》中给水管与燃气管的净距可为0.5m的规定，节省地下空间。考虑给水管上安装阀门井及施工与检修，给水管与燃气管的中心间距可取1.5m。随着科学技术的发展，管道材料、施工质量及运行管理水平的提高，安全距离可以适当缩小。
合理布置小区中低压庭院管网和楼前引入管管位。选择合适的管位，减少安全隐患，降低事故的发生。除满足规范要求外，还要综合分析该区域发展规划，地下各种管线、设施的分布情况，设置必要的阀门井和预留端口，以便抢修和维修时切断气源，并且在未来发展时减少带气作业。
（4）确定管材、管径，配置调压设备和计量设备。根据燃气管网布置图和小区居民用气量做水力计算，确定中、低压管道管径。合理的选择管道材质、调压设备型号和计量表的类型；调压器的流通能力应与其供应的燃气用户数量和类型相匹配。
2.多层室内燃气管道设计
随着社会的发展和城市生活水平的提高，住宅室内装修的要求也越来越高。从燃气工程设计的角度，可以将燃气室内设计分为户内立管明设、户内立管暗设、户外立管和户外集中挂表等形式。根据楼栋的结构不同选择合适的立管形式及挂表形式。
（1）室外集中挂表
多层用户一般采用室内厅管明设和室外集中挂表的方式。集中式挂表就是引入管从室外引出地面，在底层楼外靠近厨房的位置进入表箱，箱前安装引入管阀门。引入管进入表箱后分别引支管与燃气表相连，表前设分支阀门，表后接用户支管，各表后用户支管形成管束引出表箱，可沿建筑物外墙垂直向上敷设，也可敷设在外墙墙槽、凹墙处、管井内，至各户所在楼层后在适当高度（建议距室内地面0.3～0.6m）进入厨房。表后管可用镀锌钢管、铝塑复合管、不锈钢波纹管和塑铝管。从实际应用经验来看，镀锌钢管因易腐蚀且安装不方便而较少使用，铝塑复合管也存在强度不高、室外安装时易老化、不易固定等问题。在高层建筑可以使用不锈钢波纹管或衬不锈钢钢管，用排卡直接固定在外墙上。
（2）室内燃气管道暗设
目前，房屋建筑设计施工时已将强、弱电线路和给排水管道敷设在隔墙、梁柱内和管井内进行暗设或移至室外设置。但一直以来，室内燃气管道仍采用室内明敷方式，大大影响了装饰效果，给装修带来困难，也使室内美观大打折扣。鉴于这种情况，我们在设计室内燃气管道时，根据用户的要求，将多栋住宅楼的室内燃气立管设计采用室内暗设立管、室外立管和室外集中挂表等形式，以满足室内的装修美观要求。
3.高层建筑室内燃气管道设计
（1）室内燃气系统的布置
1）燃气立管的布置
在进行室内燃气系统立管设计时，除必须遵守有关设计规范的要求以外，还应考虑其布置的最佳位置，做到既安全可靠，又不碍美观。但暗设的燃气管道应符合相关要求。
2）燃气表的设置
现在常用的住宅挂表方式主要有室外集中式挂表和室内分散式挂表等方式。室外集中式挂表是在住宅底层楼外靠近厨房的位置设置集中表箱。燃气引入管进入表箱后分别引支管与燃气表相连，各表后接用户支管形成管束引出表箱至各户所在楼层，并以适当高度进入厨房。集中表箱和配管往往影响建筑立面美观，而且对于冬季寒冷地区还需考虑表箱的保温，因为按规范要求，家用燃气表工作环境温度应高于0°C。室内分散式挂表是将燃气表装在各户的非封闭房间内，一般安装在厨房。这种挂表方式若不作掩饰处理，会破坏厨房内墙面的完整性，影响装修效果。
针对挂表存在的问题，可做如下考虑，使其满足安全使用和建筑美观的要求。对室外集中式挂表可考虑在屋顶集中布置表箱，引入管直接去到屋顶入表箱，表后管由上而下分层铺设支管到户，各管道尽量铺设在墙槽、凹墙处、管井内，这样可减少对住宅建筑周围环境的破坏。对室内分散式挂表，可将燃气表设计于低位安装的方式，将表安装在灶下的橱柜内，但橱柜内-般通风较差，为使用安全，应设置有通风孔。也可考虑将燃气表设计在阳台上或是公共区域的管道井内，这样燃气表不在厨房内，不影响厨房的装修效果。
（2）室内燃气管线的布置
由于燃气的相对高危险性，使其安装要求较为严格，因此它是难以协调和影响室内装饰美观的管线之一。若布置不恰当往往使得其与墙面距离过大，造成死角空间，影响家居装修。《城镇燃气设计规范》中允许燃气管道暗设，将室内管线作暗埋处理也是居室装修趋势。因此我们可以将室内管道尽量暗埋在墙面或地板内，或是将其暗设于吊顶或橱柜内，以减少明设管道的长度。管材应选用空调用铜管或燃气用铝塑复合管。
篇6
北京燃气市场的室外中、低压管线及附属设备主要由用气单位投资建设，统称“用户外线工程”。“用户外线工程”涉及各行各业、千家万户，其管网分布相对分散，一旦发生燃气泄露，容易引发安全事故。“用户外线工程”前期管线建设阶段，由用户投资，通过招标确定施工单位，在以往的“用户外线工程”施工中，北京燃气由工程管理员负责工程质量控制和现场协调。随着工程数量不断增多，工程管理员人力有限，旁站不到位致使质量监管、服务不到位的情况时有发生。为加强施工过程监控，完善管理，确保工程质量和供气安全源头控制，2012年北京燃气开始引入“监理第三方”，试行“用户发展工程监理制”。由监理人员全权负责施工现场的工程质量和安全管理，工程管理员提供监督及管理服务。经过近4年的试运行，于2016年全面正式推行。严格监控工程质量：一方面，为客户安全用气提供保障；另一方面，通过抓源头、重监管，为燃气供应单位安全供气和后期管网运行打下良好基础。
2问题分析
为了更好地提升用户外线工程施工质量控制效率，从招投标、施工过程监管等环节进行了问题分析。（1）“用户外线工程”由用气单位投资建设，通过招标确定施工单位，目前低价中标、施工方以次充好的情况时有发生。（2）北京燃气“用户发展工程监理制”试运行期间发现职责不清问题，一方面，工程管理员角色转型不到位，引入“监理”后，仍与往常一样履行着工程质控和安全管理的工作；另一方面，旁站监理人员专业知识缺乏的情况普遍存在，施工现场看不出质量安全问题，监管效率低（如：在管线投入使用后，出现因焊口开裂漏气的情况）。（3）角色转型不成熟致使建设单位和施工单位有时将工程管理员和监理人员混淆在一起，甚至形成监理和工程管理员“相互推诿”或“要求不同”的不良印象。没有从根本上起到“全面加强质量控制、提升服务水平”的预期效果。（4）管线建设完成后，供气阶段其他单位随意施工挖断燃气管线的事故频发，如：实例一：2016年10月13日，昌平区龙禧二街发生中压管线破坏事件。由于施工方未经燃气供应单位核实在龙禧二街7天连锁酒店南侧使用大型机械在燃气管道上方进行挖掘作业，将燃气管线挖漏。实例二：2016年10月20日，回龙观龙锦一街发生中压管线破坏事件。因自来水井室施工，将燃气管线挖漏。两次挖漏事件中，开挖前建设单位、施工单位均未事先与燃气单位联系。实践工作中，非法占压的情况也时有发生。反映出用户和相关施工单位燃气安全意识淡薄，对我们的工作提出了新的挑战。
3加强基础管理
（1）规范施工材料购置渠道，防止工程材料以次充好为了保障施工材料的质量，防止施工单位为减少成本以次充好，影响工程质量。目前北京燃气所有用户项目均由专门供货单位严格按照材料生产和技术质量要求，审核生产厂家，按《设计施工图纸》工程量需求和技术标准，将管材、管件、阀门、调压设备、绝缘接头等配备齐全并供给建设单位，设置专项供货渠道，确保安全并及时供货。相应材料合格证均按要求放入《城市建设档案》施工文件永久保存。（2）梳理建设单位、施工单位、监理单位、设计单位和供气单位之间的关系，明确各方职责，分层管理，避免因职责不清引起的推诿、越权行为的出现。①如图1所示：建设单位与施工单位、监理单位分别签订《施工合同》、《监理合同》，施工单位负责按照《设计施工图纸》、施工规范进行施工，监理单位对施工过程进行施工监督，为建设单位服务，全权负责施工现场的工程质量和安全管理，确保建设单位权益。②供气单位负责接收办理用气报装、交底、验收相关手续，组织接线、通气作业、签订《供气合同》及后期运行管理。考虑燃气易燃易爆的特点和运行供气安全，供气单位对监理单位进行检查监督，发现工程质量问题，了解情况，由监理单位通知相关单位探讨解决方案并督促整改。（3）充分利用技术交底会，做好工作安排技术交底会上，参会各方应各尽其责，进行现场踏勘，提出问题和要求，填写《工程交底纪要》，并明确开工后各方职责：①建设单位确认进场条件；②设计单位根据工程概况明确设计意图、市政管线（水、电、暖、通信）敷设布线和气源情况；③施工单位组织落实《施工方案》编制工作；④施工过程中发现问题由监理单位牵头，协调解决；⑤工程管理员监督监理工作情况，随时提供技术咨询和指导。为了防止施工管理过程中职责不清的情况出现，参会各方在交底会上明确各自职责，并做好记录。（4）施工方和监管方要共同努力，缺一不可①强调规范施工单位内部管理的重要性施工单位处于一线，是工程实施方，其内部监管和工作要求是确保施工质量的基础保障。为确保施工合理有序、保质保量开展，施工单位应根据《设计施工图纸》、施工规范（《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ33-2005））及施工现场条件，组织编制《施工组织方案》，明确工序安排、质量目标、技术措施、安全保障、人机配备，分解工作、专人负责，由项目经理、安全员、材料员等各司其职，增强责任意识，做好自查和日常工作记录。②建议监理单位制定《旁站监理方案》，提高旁站监理效率，增强可操作性监理单位与建设单位签订《监理合同》，通过提供工程监理服务，维护建设单位权益。目前设有总监理师和旁站监理岗，形成“一名总监理师管理多名旁站监理”的管理模式。为增强监理效率，总监理师应审核《施工组织方案》，根据《设计施工图纸》、规范要求，分析工程特点，编制《旁站监理方案》，明确各个工序旁站监理要求、参考标准(如开槽时，明确人机配备，槽底、深度及放坡、土方处理，槽底清洁、平整度，遇障碍物如何处置）、安全措施要求、资质审核和监理关键点、记录要求和不确定因素报告处理程序。《旁站监理方案》由总监理工程师签字确认，形成旁站监理作业指导方案，量化管理，降低旁站监理技术难度，增强可操作性；同时总监理师依据《旁站监理方案》进行旁站工作检查、考核，既便于管理又提高工作效率。③严控监理关键环节，做好旁站监理记录监理关键环节：a.严格审核确认施工材料进场堆放情况；b.旁站监督隐蔽工程（开槽、管材外观检查、堆放、放管、焊接、固定口防腐、保护板/标识带敷设、回填土、夯实）；c.在焊接阶段，对焊工资质、作业环境、钢管焊条选择、PE管冷却环境等进行严格审核，严禁焊工违规操作；d.强度试验和严密度试验过程监控；e.全面监控射线探伤、防腐检测、电保护、PE焊接数据等由专业单位实施的作业。旁站监理记录作为监理工作的第一手资料，能全面反映旁站监理的监理内容、施工过程中发现的问题和整改要求，是旁站监理和总监理师依法行使最终签字权、进行监理工作总结的重要依据。旁站监理要结合文字、照片、录像多种形式，及时填写旁站监理记录，真实、及时、准确的记录施工进展和现场情况，建设单位、施工单位在旁站监理记录上签字，并作为原始记录存档。增强追溯性，提升责任意识。④供气单位全面做好监管、指导和宣传，为顺利验收、通气和后期运行打好基础。施工过程中工程管理员监督、抽查监理工作情况，重点监控4个关键点：a.监控引入口盲板安装情况；b.穿墙套管的材质、管径、防腐与燃气管是否匹配；c.协同管网运行人员核实接线点母管情况（如压力、管径、位置）是否与设计图纸相符；d.现场核实严密度试验到位情况。为了提高管理效率，工程管理员要求监理师随时更新、定期提交《监理报表》，注重沟通和经验总结，组织定期例会进行“工程管理员-监理”面对面沟通，共同探讨，理顺程序，解决争议问题。对典型性实例，组织实例汇编，为以后设计、监理、施工提供参考。针对管线运行阶段施工意外挖断管线事件，我们要做好以下工作：加强用户安全教育，增强用户的安全用气意识，在管线埋设附近区域进行施工开挖，提前与燃气供应单位取得联系；如通过签订《书面告知单》的方式提高建设单位安全意识；在管线附近的建、构筑物上设置醒目地下燃气设施标识，做出警示，并标明燃气联系电话。
4积极引用专业技术手段，为工程质量保驾护航
（1）钢管焊线检测燃气管网的工程质量关系着燃气安全供应和使用，为了做好施工质量控制。在燃气施工中，对于钢管焊口，我们通常采用X射线检测。燃气施工中主要使用X射线检测，原理是利用X射线通过物质衰减程度与被通过部位的材质、厚度和缺陷的性质有关的特性，使胶片感光成黑度不同的图像，专业人员进行评定并根据评定级别。焊线检测在钢管焊接完成后进行，目前，北京燃气依据GB/T12605-2008，中压须达到Ⅱ级，低压须达到Ⅲ级，所有项目要求钢管焊口100%拍片检测，监测合格后方可填埋。（2）燃气工程PE管焊接数据分析管理系统考虑到PE管焊接受施工条件、焊机质量、施工人员素质等诸多因素影响，为了实现质量跟踪管理，北京燃气引入《燃气工程PE管焊接数据分析管理系统》，对聚乙烯（PE）燃气管道工程进行综合管理，以增强工程施工质量监督、控制的管理力度和有效性。该软件系统可以详细记录和系统分析工程质量的数据，通过PE管焊接电熔、热熔数据监控，跟踪分析焊接质量，督促严格按规范操作，是确保PE管焊接质量的重要手段。同时该系统对影响工程质量的因素（包括人员、设备、材料、工艺、环境等）进行差错和优劣分析，进而提高工程质量和管理水平。（3）电火花检测北京燃气要求在下管之前和焊接完成回填之前，分别对钢制管材进行电火花检测，以确保管线防腐层完整性，为后续施工顺利进行打下基础。电火花检测的原理是利用电火花检测仪发出直流高压电，如果金属管道绝缘层过薄或存在划痕、针孔、砂眼等缺陷，就产生火花放电，报警器报警。电火花检测结果须由旁站监理记录，施工单位、建设单位签字确认。（4）钢管防腐层完整性检测和阴极保护防腐层是管道防腐的第一道防线，阴极保护是对防腐层缺陷部位的必要补充，减缓钢管腐蚀速度，能有效的保护管材，防止供气过程中管道因腐蚀漏气。阴极保护基本原理是对被保护的金属管材表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属管材的电位负于某一电位值（如-0.85V）时，腐蚀的阳极腐蚀过程就会得到有效抑制。阴极保护主要分为牺牲阳极保护法、外加电源阴极保护法和排流保护法。目前北京燃气对所有钢管材质外线管道均采用牺牲阳极保护法（如镁阳极），阴极保护工程由专业防腐公司进行施工安装维护，埋地钢质管线回填后进行100%防腐层完整性检测，出具书面报告和阴极保护工程施工竣工资料（包括施工部署、程序、技术要求、人员安排，做好自检及验收记录），放入《城市建设档案》永久保存。为增强阴极保护效率，便于管理，借鉴国外经验，建议采用外加电源阴极保护法和电位检测点远程监控。一方面，外加电源阴极保护法不需要更换阳极，后期维护更为方便，可考虑大范围推广应用。另一方面，采用电位检测点远程传输，通过网络软件平台，对远程读取数据进行实时监控并与应急系统同步，一旦管道损坏致使电压范围高于-0.85V，系统将自动报警，进而快速反应。（5）吹扫、强度试验和严密度试验埋地燃气管道施工完成后，应进行100%吹扫（流速不小于20m/s压缩空气），应按主管、支管、庭院线的顺序进行），将管道内的杂物及焊渣等吹出，避免供气后管杂物影响调压、阀门等控制元件性能，影响供气安全。强度试验用于检查材料及施工中的明显缺陷，管道回填土宜回填至管上方0.5m以上，并留出焊接口（压力P≤0.4MPa时，强度试验管道最长1000m/次），强度试验压力为管道设计压力的1.5倍，稳压后，试验持续时间1h，每半小时记压力表读数1次，无降压为合格。严密度试验用于检查管道系统有无漏气，是管道检验的重要环节。在目前北京燃气的实际操作中，设计压力小于0.01MPa时，试验压力按0.1MPa的1.15；设计压力为0.01MPa~0.4MPa时，试验压力按0.4MPa的1.15倍严格进行。使用电子数据记录仪（型号NEWLOG4）进行24h以上检测，稳压后挂表28h以上，由《管道严密性检测系统》采集数据并分析严密度试验是否合格。吹扫、强度试验和严密度试验均严格按技术要求操作并记录存档，旁站监理签字确认。
5结论和建议
本文结合工作实践，分析管理现状及存在问题，从专业化、规范化入手，通过实践调研，深化基础管理和技术分析，提出相应管理措施和技术借鉴方向。希望通过建设单位、设计单位、施工单位、监理单位和供气单位各相关单位的共同努力，积极沟通、不断总结工作经验，形成“各单位分工协作又各尽其责”的模式，不断提升用户发展工程质量控制效率。（1）基础管理中进行分层管理，各单位各尽其责，相互配合，是安全施工、确保工程质量的基础。加强基础管理是本文的重点组成部分，可操作性较强。（2）《旁站监理方案》是做好旁站监理的重要依据，从量化技术难点入手，增强可操作性，既便于管理又可提高质量监控效率。（3）重视实例汇编，并在各相关单位间进行经验共享，加强管理预防指导，从而提升用户发展工程管理效率。（4）技术支持是检验工程质量、确保后期管线运行的的重要手段，专业技术手段的应用主要由专业公司作业，应严格按要求执行。（5）为增强阴极保护效率，便于管理，建议采用外加电源阴极保护法和电位检测点远程监控，便于后期管网运行和应急反应。（6）针对管线运行阶段施工意外挖断管线事件，我们要做好以下工作：加强用户安全教育，增强用户的安全用气意识，在管线埋设附近区域进行施工开挖，提前与燃气供应单位取得联系；如通过签订《书面告知单》的方式提高建设单位安全意识；在管线附近的建、构筑物上设置醒目地下燃气设施标识，做出警示，并标明燃气联系电话。
作者:高健 杨占一 金美玲 张国勇 单位:北京市燃气集团有限责任公司第五分公司
参考文献
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关键词：燃气管网；SCADA系统；调度
中图分类号：TH138文献标识码： A
前言
国家能源科技十二五规划指出: 要积极优化能源结构，合理控制能源消费总量，推动能源生产和利用方式变革。因此，未来我国能源发展必将仍偏重保障供给为主，向科学调控能源生产和消费总量转变；资源依赖型的发展模式向科技创新驱动型的发展模式转变。从这些政策可以看出，未来我国城市能源供应体系必将是一个安全稳定、清洁高效、多元互补、智能控制的体系。建设可靠、高效、互动、成本优化的智能燃气供应系统，是发展清洁能源、节能减排、优化资源结构的战略选择。而由于燃气行业的特殊性,要求调度系统在紧急情况下能快速地作出反应,采取行动以控制紧急情况,做到安全、可靠地向用户供气。随着西气东输工程的实施,城市燃气用户大幅度增加,供气设备和管网也越来越复杂,越来越分散,给燃气管网的管理带来了新的问题。一方面要使原有的供气系统正常运行,保证用户用气和管网输配气的安全；另一方面要科学分析、预测已有用户的用气负荷和潜在用户的数量与用气负荷,合理规划设计管网系统。为加强对管网的管理及控制,提高燃气输配管网的安全性、可靠性,本文研究应用SCADA系统作为燃气管网监控、调度自动化的解决方案。
1．SCADA 系统构建
SCADA 系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，是基于计算机控制的遥测、遥讯、遥控、遥调系统，它的应用使燃气生产、输配管理更加科学化、现代化。系统具有高度的安全性，可靠性，稳定性，有多种通讯方式可选，系统硬件结构合理，模块组合方便维护，系统软件基于Windows NT/2000 平台开发，符合软件技术潮流，功能强大，界面友好，使用简便，更具有远程维护功能，系统软硬件全部模块化，扩充能力极强。SCADA 系统能为企业生产和管理提供巨大的帮助。
2、SCADA 系统设计原则
(1)先进性:系统建设应具有较高的技术起点,采用Client/Server主从分布式体系结构,选用统一的软件平台Windows2000/windows NT 操作系统,
以求最佳的性能价格比。
(2)安全可靠性:系统所选硬件设备要符合现代工业标准,应采用双机、双网、双电源,接入双通道等冗余设计结构,发生故障时可自动切换,保障系统的不间断可靠运行。系统软件平台应成熟、可靠、安全,软件开发应遵循软件工程的方法,经过充分测试使程序运行稳定可靠,方便使用,易于维护。网络和关键设备应具有双重和多重冗余,在数据库的管理上分层次,分级授权。系统应具有可靠的备份, 保证在系统故障时,能尽快地恢复系统的运行。
( 3)开放性:开放性主要体现在支撑平台和应用系统两个方面。对支撑平台而言, 选用标准化的软硬件产品, 系统中的设备应具有很好的通用性,不同厂家的产品可相互集成,系统可扩充和升级。对应用系统而言,应用系统应提供一体化支撑平台,具有模块化、网络化、接口标准化的特点,支持用户应用软件的开发,保证能和其它系统互联和无缝集成。
( 4)可扩展性: SCADA系统应具有良好的功能可扩展性,从而使系统的建设可以总体规划,分步建设,逐步扩充,逐步升级。
( 5)易用性:系统应具有简学,易懂,易于操作的用户界面,操作人员不需要很强的计算机专业知识即可使用和维护系统,同时系统软件的各功能模块以数据库为核心灵活分布在网络的各个节点上,除个别模块需要相关硬件外, 都能在任意节点机上运行,做到“即装即用”。
3．SCADA系统的总体结构
SCADA系统一般采用无线传输方式完成整个系统的数据采集和传输,使用的设备为无线电台。无线传输一般采用主从应答方式,主站利用无线网络下达命令, 从站接收到命令后,执行相应操作,产生回应。回应可以为数据,也可以为系统信息。一般地,城镇燃气公司生产过程自动化监控系统(SCA- DA)包括:监控中心系统(主站)、首站监控系统(从站)、多个调压监控系统(从站)、末站监控系统(从站)及VHF/UHF无线电台进行数据通信。系统以监控中心为中央节点,各本地监控系统为子节点组成星型网络,构成生产过程本地站监控系统与调度中心远程监控系统相结合的双层网络结构。
4．SCADA 系统的功能
4.1 实时遥测、遥信、遥视
SCADA系统能够扫描系统控制单元,对监控中心所需的多种参数进行实时监测, 使管理和调度人员能及时、准确地了解系统工况,同时通过遥控系统上主要控制设备的开启度来优化燃气管网的压力和流量等参数。还可以根据SCADA系统的需要增加遥视功能,通过控制器可以直接将各种数据(可设定)通过GPRS 网络直接发送到管理人员的手机等通讯设备上。
4.2 分析、治理实时和历史数据
SCADA系统可将采集到的实时数据在历史数据库中进行存储,同时还能监视从RTU 返回的信息,并更新链路状态,使得操作员能够监视和识别通信故障,以便确定RTU的工作状态。对采集的各类实时数据进行数据处理。对历史数据不但记录其数值,还记录其状态,表明该数据是否有效,根据其状态来确定是否参加运算。具有事故分析与记录、越限报警功能。SCADA除对各管网监控点、首末站进行实时数据采集外, 还要检验它们是否超过各自的运行极限、安全极限或设备极限, 如有越限则报警并作出相应处理。通过对操作员设置不同级别的数据使用与浏览等权限, 保证数据的安全性。SCADA系统还可实现多种曲线绘制、图表显示、报表的统计和打印等功能,方便调度人员查询了解。
4.3 泄漏报警和用气量预测
SCADA 系统一方面通过建立系统中压力与流量的数学模型, 通过数据库的积累, 逐步进行修整, 最终达到监测泄漏的目的。另一方面, 根据燃气公司多年的经验和管网运行参数数据库的建立, 结合气象信息、节假日信息等建立用气量的预测子系统, 通过管道储气量和储罐储气量制定储气和供气的预测, 并通过网络对全网的门站和储气站站等发出调度命令。
5．SCADA 系统安全
根据项目系统的实际情况，从保密性、完整性和可用性的角度出发，提出以下SCADA系统安全策略和运行管理机制、安全规章制度建设的意见，以身份鉴别、访问控制、网络隔离、数据加密等安全技术为基础的实用、高效、高度可靠的SCADA 系统整体安全体系结构实施方案。SCADA 系统安全保障体系在保证物理安全与网络运行安全的基础上，加强信息安全管理，采用相应的加密技术和设备，严格执行安全策略，确保信息在产生、存储、传递和处理过程中的保密、完整、可用和抗抵赖。
总结
针对我市燃气输配特点设计开发的SCADA 系统，在软硬件成功选型和安装实施的基础上，通过高速、稳定的传输网络，实现对各站点实时监控和综合调度，较大地提升企业信息化水平和生产管理水平，促进了企业快速发展。
参考文献:
[1］SCADA 系统架构设计［M］．北京: 机械工业出版社，2008．
篇8
关键词：金属腐蚀；管道防腐；防腐涂料；施工技术
中图分类号： TU81 文献标识码： A 文章编号：
1、引言：
城市建设和建筑业的快速发展，给排水管道使用量逐年上升。随着城镇化的发展，各地城市还要建大量的城市供水、供热等城市管道, 建筑给排水的占比也越来越高，由于金属管道腐蚀给人民造成较大损失，甚至危及人身安全，造成环境污染，为确保这些管道安全、平稳和长期运行, 就需要解决管材及防腐等技术问题, 管道防腐是很重要的方面, 各种涂料也相继出现，我国涂料（油漆）品种总数已达1000多种，管道防腐成为十分重要的课题，解决管道防腐施工存在的问题，确保管道防腐施工质量也是质量监管的重要方面。
2、管道防腐施工存在的问题
目前管理防腐施工存在的问题主要表现以下方面：
2.1 没有严格按照设计图纸及规范要求控制防腐层厚度。有的甚至用普通沥青漆代替石油沥青涂料, 防腐层厚度远远不够。特别是中小口径钢管, 由于管内壁没做好防腐, 管外壁防腐层太薄, 造成管道腐蚀。在经过下水道、排水沟时, 又没有加强防腐措施。这样, 就大大降低了埋地管道的使用寿命。
2.2、埋地钢管的防腐施工质量不理想，大部分管件、阀门的接口部位没有补做防腐处理或处理不当，玻璃丝布缠绕松散、防腐沥青漆涂刷不均匀，使用的防腐沥青牌号不正确，玻璃丝布选择不当，在施工过程损坏部位没有没有补做防腐，有的甚至留有很长的管路都没做防腐就覆土隐蔽等现象。
2.3、明装管路防锈处理存在很多问题，主要表现在：钢管下料后安装前没做表面防锈漆涂刷，或安装后没有及时补刷防锈漆，管路丝接口螺纹（消防、喷淋管路），在安装时没有涂刷白厚漆，安装后丝接口部位的管面被管钳、链钳损坏，没有及时补刷防锈底漆，有些靠墙安装的管路，由于安装前没有刷漆，安装后在靠墙一侧就很难刷上油漆，还存在安装前不刷油漆，安装后又没有及时补刷油漆，待到管路被建筑水泥沙浆污染以后，不做管面清理就刷漆等现象。
2.4、镀锌管底漆选择不当，应选用环氧富锌底漆，而不用红丹防锈漆，室外管道面漆选择不可用调和漆，而应选择醇酸磁漆。由于防腐材料选择不当，防腐层与钢管表面的粘接不良也容易引起管道腐蚀。
3、金属腐蚀分类与原理
管道腐蚀是金属在周围介质的化学、电化学作用下所引起的一种破坏。金属管道腐蚀按其性质可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，也存在少量杂散电流和微生物作用引起的管道腐蚀。
化学腐蚀是金属直接和介质接触起化学作用而引起金属离子的溶解过程。
电化学腐蚀是金属和电解质组成原电池所发生的电解过程。腐蚀反应包括一个阳极和一个阴极反应。阳极反应即阳极氧化过程是与阴极还原反应同时进行的过程。反应过程中有电流产生。金属在大气、海水、土壤及各种电解质溶液中的腐蚀均属于电化学腐蚀。
4、管道防腐施工技术措施
4.1、防腐涂料的选择
管道防腐涂料一般根据施工的管道材质、介质温度、敷设环境、使用年限等选定，同时综合考虑各种涂料的性能和优缺点。正确选择管道防腐涂料是保证管道防腐质量的前提。
4.1.1 红丹、铁红防锈漆附着力强，但防锈性差，一般用于钢管打底，锌黄、铁红酚醛底漆有良好的附着力和防锈性，可用于铝、锌合金，环氧富锌底漆附着性强，防腐性优良，耐水防锈性好，并具有阴极保护功能，可用于镀锌钢管的底漆并广泛用于船舶、桥梁等金属表面的防腐打底。
4.1.2 各色油性调和漆和酚醛调和漆可做一般室内外管道的防腐面漆，油性调和漆附着力与耐候性好，而酚醛调和漆耐候性差，醇酸调和漆性能优于其他调和漆，漆膜坚固，具有良好的室外耐久性和附着力，适用于作户外管道的面漆。
4.1.3 各色酚醛磁漆附着力强，常温干燥，适用于木质、室内金属管道面漆，各色醇酸磁漆机械强度好，耐候性比调和漆、酚醛磁漆好，能常温干燥，更适合室外金属管道使用，沥青磁漆附着力强，漆膜黑亮，耐水防潮性好，更多用于泵房及地下室金属排水管及支架面漆。
4.1.4 石油沥青和环氧煤沥青一般用于埋地金属管道防腐，过去由于石油沥青价格低，施工简单，多年来一直采用，由于老化快耐久性差，吸水率大易被细菌侵蚀，使用寿命不长。在沥青中加入环氧树脂制成的环氧煤沥青成了主流防腐涂料，环氧煤沥青涂层防腐性能好, 价格适中,有较好的耐水性，吸水率低，耐细菌侵蚀，漆膜坚硬，缺点是涂层固化时间长, 给施工带来不便。埋地管道涂层不但经历了从天然到合成，也从热塑发展到热固涂层，环氧煤沥青、胶带、PE、环氧粉末先后用于管道防腐，近来输水输气管道开始应用三层结构缠绕聚乙烯涂层,逐步大量应用聚乙烯涂层，进入管道防腐发展的新阶段。
4.1.5 聚乙烯涂料机械性能、理化指标、耐久性都很好，具有机械强度高、抗冲击好、耐久性好、无针孔、阴极保护电流低、阴极剥离性能好、耐酸耐碱性能好、污染小、适用温度范围大等优点, 是技术先进、经济合理的防腐技术。也是金属管道防腐发展方向。
4.2、防腐施工准备
4.2.1 给排水管道的防腐工程应按设计图纸及相关防腐施工规范进行施工，对进场的涂料要验核其出厂合格证明（质量合格证）或分析检验报告。涂刷防腐涂料前，被涂的管道表面必须清理干净，做到无锈、无油，无酸碱、无水、无灰尘等。
4.2.2 涂料不可随便混合使用，否则，会产生不良现象；只允许配套漆配套覆盖使用。各色涂料开启后必须搅拌均匀方能使用，否则，对各色涂料的遮盖力和漆膜性能都有影响。
4.2.3 根据选用的涂料要求，采用与涂料配套的稀释剂，调配到合适的施工粘度才能使用。涂料有单包装，也有多包装。多包装在使用时应按其规定的比例进行调配。
4.3.4 施工环境温度应在5。C以上，适宜温度宜在15－35 。C之间，相对湿度＜70%。否则，要采取冬季施工措施。场地应通风良好，无粉尘及水汽干扰，环境清洁，室外涂漆遇雨、降雾时应停止施工。
4.4、防腐工艺方法
4.4.1 根据防腐的现场及工作量采用手工涂刷或机械喷涂，先将涂料搅拌均匀，机械涂刷时稀释剂的添加量略多于手工涂刷。手工涂刷应分层涂刷，每层应往复进行，纵横交错，并保持涂料层均匀。对管子表面的涂刷，应边刷边转动管子，不得有流淌、堆积或漏刷现象。机械喷涂时喷枪的漆流应和喷漆面垂直。喷嘴的移动应均匀，速度宜保持在10-18m/min，喷嘴使用的压缩空气压力为0.2-0.4Mpa。
4.4.2 各种管道涂漆层及层厚度要求（无设计要求时）每层漆膜的厚度一般不宜超过30-40um。明装管道：无保温层的管道一般应先涂一遍防锈漆，再涂两遍面漆（调和漆或磁漆）。有保温层的管道及防结露管道，一般涂两遍防锈漆。暗装管道：刷两道防漆，且待第一道漆干透后再刷第二道漆，待第二道漆干透后再刷一遍面漆。
有色金属、不锈钢、镀锌铁皮和铝皮、镀锌铁皮保护层一般不宜涂漆，但应进行钝化处理。如果镀锌钢管表面有损坏现象，那还是要做涂漆保护。
4.4.3 埋地给排水管道防腐措施应根据土壤的腐蚀性决定。通常用土壤的导电性（电阻率）来衡量，根据不同的要求, 采用普通防腐( 刷沥青或刷沥青后缠玻璃布) 、加强防腐和特强防腐。后两种要求有多层沥青和玻璃布包层。
4.4.4 管道除锈去污后应尽快涂底漆，间隔时间不得超过8h。用于包扎的玻璃布必须烘干、清洁，包扎应无皱折，压边均匀无空白，其压边宽度为20-30mm,搭头长度为50-80mm.缠绕应平整牢固，钢管两端防腐绝缘层应做成阶梯式接荐，并留有200-250mm的光管，其外保护层聚氯乙稀工业膜要求密贴平整，待沥青冷却到100。C时方可包扎，其压边宽度不小于20-30mm,搭头长度亦为50-80mm。
涂面漆和缠玻璃布，底漆表干或打腻子后，即可涂面漆，涂刷要均匀，不得漏涂，在室温下，涂底漆与第一道面漆的间隔时间不应超过24h，加强级结构防腐层，涂第一道面漆后可缠玻璃布，玻璃布要拉紧，表面平整，无折皱和鼓包，压边宽度为20-25mm,布头搭接长度为100-150mm,玻璃布缠绕后即涂第二道面漆，要求漆量饱满，玻璃布所有网眼应灌满涂料，第二道面漆实干后，方可涂第三道面漆；特强级结构防腐层，依上述一道面漆一层玻璃布的顺序进行。在第三道面漆实干后，方可涂第四道面漆。两层玻璃的缠绕方向应相反。
检查防腐层干性的标准，表干：用手指轻触防腐层不粘手；实干：用手指推捻防腐层不移动；固化，用手指甲力刻防腐层不留痕。防腐绝缘补伤、补口应采用与主管道相同的材料结构。补伤、补口前应超出伤口200mm。
管道防腐质量检查时先进行外观检验，用目测逐根检查，表面应平整，无汽
泡、麻面、皱纹、凸瘤等缺陷，外包聚氯乙稀工业膜压边应均匀无邹褶，两端留的梯形接槎应符合要求。再进行厚度检验和连续完整性检查，可用高压电火花检漏仪检查，以不打火花为合格。最后进行粘接能力的检查。
5、成品保护
5.1 成品管外防腐层的保护
成品管在运输、吊装、搬运、安装过程中，易发生磕碰摩擦，造成外防腐层损伤。为保护管道的外防腐层，应采取相应防护措施。
5.2 成品管材存放的保护
在夏季施工时，放在室外经太阳较长时间曝晒，已防腐施工的管材就会出现脱胶起翘的现象，在施工现场很难修补好，严重影响管材的外防腐质量。因此，在夏季施工时，要合理安排材料使用计划，减少材料在施工现场的堆放时间。有条件的放入室内，放在室外的应尽量放在阴凉处且在管件上盖放草包等防护用品。
5.3 管道防腐刷油未干前要有人照看，凉干后方可进行管道堆放，堆放时应轻拿轻放，不可碰坏表面油漆，已刷有一遍面漆的管道进行保护，以免周围土建进行喷浆或抹灰时污染，一般采用纸或塑料薄膜遮盖，最后一遍面漆应在土建喷浆或抹灰后完成。
6、结语
综上所述,给排水管道作为现代城市市政供水、供热、排水管网的重要部分,管道的防腐与保温关系到管网的使用寿命、关系到环境污染的民生大计，同时还影响管道上方道路交通情况，提高给排水管道防腐技术，控制管道防腐施工质量，对于环保节能、降低污染、甚至减少道路封闭，改善城市交通，都带来重要的意义。
参考文献
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[7] 张和平. 浅谈管道防腐通病预防[J]. 山西建筑，2005.31.(1)
篇9
解决方案
二零一三年三月
目 录
一、 概述 .................................................... - 1 -
(一) 项目背景 ................................................................................................. - 1 -
(二) 某测绘企业 ............................................................................................. - 1 -
二、 建设地下综合管网管理系统的必要性 ........................ - 2 -
(一) 地下管网管理信息化的发展过程 ......................................................... - 2 -
(二) 管线管理现状 ......................................................................................... - 3 -
(三) 地下综合管网管理系统建设的必要性 ................................................. - 4 -
(四) 地下综合管网管理系统的意义和作用 ................................................. - 6 -
三、 某某管网管理系统建设总体思想 ............................ - 8 -
(一) 系统建设目标 ......................................................................................... - 8 -
(二) 系统建设任务 ......................................................................................... - 8 -
(三) 系统建设原则 ......................................................................................... - 9 -
(四) 系统设计依据 ....................................................................................... - 11 -
四、 管网管理系统的数据组织 ................................. - 12 -
(一) 数据库的组织 ....................................................................................... - 12 -
(二) 数据的组成 ........................................................................................... - 13 -
五、 系统功能设计 ........................................... - 17 -
(一) 概述 ....................................................................................................... - 17 -
(二) 信息查询功能 ....................................................................................... - 18 -
(三) 统计功能 ............................................................................................... - 19 -
(四) 三维图显示管理功能 ........................................................................... - 20 -
(五) 空间数据分析功能 ............................................................................... - 21 -
(六) 输出打印 ............................................................................................... - 26 -
(七) 系统管理 ............................................................................................... - 27 -
六、 系统运行环境设计 ....................................... - 28 -
(一) 系统运行软件环境设计 ....................................................................... - 28 -
(二) 系统运行硬件环境设计 ....................................................................... - 30 -
(三) 系统安全环境设计 ............................................................................... - 30 -
七、 系统特色 ............................................... - 34 -
(一) 管网建模自动化 ................................................................................... - 34 -
(二) 三维管网模型上的拓扑分析 ............................................................... - 34 -
(三) 方便实用性强 ....................................................................................... - 34 -
(四) 可维护、可扩展的开放性结构 ........................................................... - 35 -
八、 项目实施与管理 ......................................... - 35 -
(一) 组织与管理 ........................................................................................... - 35 -
(二) 项目质量管理 ....................................................................................... - 36 -
(三) 软件测试 ............................................................................................... - 37 - 九、
结语 ................................................... - 37 -
一、 概述
(一) 项目背景
“城市化”+“工业化”+“信息化”的三化融合是当前中国经济增长的新引擎，是当前城市发展的新主题和新动力。城市数字化、信息化程度已经成为衡量一个城市融入全球化进而提升社会经济综合实力和城市品牌形象的重要标志。
城市地下管网是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为“城市的生命线”。随着城市化的不断发展，城市地下管网的种类不断增加，传统的管线规划和管理模式已经不能适应信息时代的需要，如何建立一个信息数字化，管理科学化的城市地下管网综合管理信息系统，已成为城市地下管线规划和管理领域亟需解决的任务。
随着近年来地理信息技术、地下管线探测技术、计算机技术、三维虚拟现实技术以及信息发展在互联网和网络化应用服务等管理理念的迅速发展，设计和建设一个综合管网地理信息系统有利于城市规划、建设和管理的科学化、规范化、高效化。
某某规划建设局正是在全国及某省大力推进数字城市地理信息公共平台和行业典型示范应用、示范系统建设以及地理信息技术、三维虚拟技术、云服务等新技术不断发展的大好形势下，根据某某政务信息化建设需求和城市管线管理业务需要，提出开发建设综合地下管线应用系统的项目。
(二) 某测绘企业
1. 单位简介
某测绘企业具备高新技术企业证书、甲级测绘、地理信息系统工程资质、甲级工程勘察资质、工程设计资质、城市规划编制资质、地质灾害危险性评估资质、地质灾害治理工程勘察资质、房屋建筑工程总承包资质。
2. 技术优势
近年来，某测绘企业利用现代测绘技术生产各种测绘地理信息产品，测绘产品质量达到各级质检部门的质量监督检验要求，保证了产品质量合格率100%的预期经营目标，得到了上级主管部门和同行业界的广泛赞誉。
目前，集团除地理信息产业的硬件制造，还开展全部产业链产品生产和研发，能够提供地理信息数据获取、数据处理、数据应用服务和信息系统建设一整套完整解决方案，能够根据政府和企业及个人客户对地理信息数据和服务的个性化需求，提供规模化、差异化、定制化的地理信息数据产品、服务和应用系统，并广泛应用于国土资源调查、测绘、应急响应、地质调查、城市规划、数字城市建设、地理国情监测、环境监测与灾害管理、道路交通、电信、电力、海洋、农业、林业、水利等多个领域。
3. 人才优势
某测绘企业注重人才引进和人才培养。在人才引进方面，集团深入全国各大知名院校，招聘、签约测绘及地理信息等相关行业大学毕业生。人才培养方面，致力于技术领域前沿，适时更新集团内部的人才架构，每年都组织不同批次各级领导及专业技术人员外出参加新技术的培训和研讨，到同行企事业单位及科研院所参观学习，有力促进了集团人员专业素质的提高。通过完善的人才招聘和技术培训，完善了企业集团的人才架构和技术体系，奠定了某测绘企业在测绘地理信息产业发展的坚实基础。
二、 建设地下综合管网管理系统的必要性
(一) 地下管网管理信息化的发展过程
从国内外的发展来看，在计算机构建管网信息系统时，经历了以下几个过程。
1. 纯信息管理系统(MIS)
第一种是走管理信息系统的路子，运用数据库管理系统（MIS ），对综合管网资料整理录入，放在数据库系统中，具有常规的属性数据管理功能，如录入、修
改、查询等。这种方式可有效管理综合管网属性数据和资料，便于查询分类，但不具备管理图形能力，不能对空间数据进行检索和分析。
2. MIS 与图形相结合
第二种是MIS 与图形相结合，但仍使用MIS 来存放和处理属性数据，图形则另外通过图形系统（如AutoCAD ）来录入，以文件形式单独存储。这种方案只是把MIS 的思路简单扩展到图形数据上，属性数据和图形数据分离，彼此不相关联，图形本身所蕴涵的丰富信息不能被系统自动识别、提取和利用。
3. 管网地理信息系统
综合管网信息和与之相关的地形、环境信息从根本上是地理信息。地理信息具有空间定位、数据量巨大、信息载体多的特点，由于传统的MIS 的数据主要针对简单对象，因此其管理的概念和方法很难有效管理和分析复杂的地理信息。地理信息系统是一种管理和研究空间位置和属性数据的信息系统。它对空间数据或属性数据进行分析处理，研究各种空间实体及相互关系，根据实际需求，通过多种因素综合分析，适时提供多种空间和动态的地理信息，满足人们对空间信息的要求，并借助特有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策、动态模拟和统计分析等服务。GIS 技术将地理信息相关的空间位置、属性特征进行统一管理，按一种全新的方式组织和使用地理信息。由于GIS 技术的不断发展以及它所具有的特点和优点，采用地理信息系统来真正实现综合管网的空间数据、属性数据、拓扑关系的一体化管理，已成为构建综合管网信息系统的必由之路。
(二) 管线管理现状
我国城市地下管线管理一直比较薄弱，不少城市存在地下管线分布情况不明，管线档案资料不完整、不准确、不规范，资料分散保管，城市建设施工缺少系统的管线档案资料可供查询利用，造成城市建设管线事故不断发生。管线事故引起国务院领导的高度重视，多次指示加强城市地下管线的管理工作。建设部为此作了大量的技术和法规建设工作，2003年修定颁布了新的《城市地下管线探测技术规程》（CJJ61-2003），2004年以建办档[2004]39文下发了《全国城建档案信息
化建设规划与实施纲要》，2004年以建办档[2004]42号文下发了《关于加强地下管线档案信息管理的通知》，2005年以部令136号了《城市地下管线工程档案管理办法》。在建设部的积极领导和指导下，城市地下管线普查、探测和信息化工作正在全国迅速展开。
据不完全统计，2000年至2006年我国开展城市地下管线信息系统的城市（区）数量总计为127个，平均每年约21个。到2006年为止，全国约有30%的城市开展了城市地下管线信息化工作。GDP 排名前30位的城市，有25个已经建立信息系统，占总数的83%。
根据专业机构的调研数据，我国绝大多数城市的城市级管网和区域性管网普遍存在着线路老化、满负荷使用、管理混乱、应急处理能力差等问题，突然表现如下：
1) 各种管线（给水、排水、电力、电信、燃气、热力、有线电视等）的图
纸和档案越来越多，查询不方便，工作效率低；
2) 种种原因，造成管线的竣工图纸不完整或不准确；
3) 图档的更新和归档不能作到迅速及时，遗漏、破损、老化、信息重复等
问题较多；
4) 库存管理信息资源利用率低，且不方便；
5) 城市多种地下管线设施资料的综合利用困难，易造成某种管线施工时，
损坏其它管线，在紧急灾害事件发生时，无法同时提供多种、多幅管线
资料，造成调度、指挥、决策迟缓；
6) 大部分管线的适时信息（如压力、流量、温度等）不能集中显示，未实
现管线与设备的远程控制，发生事故时反应缓慢。
(三) 地下综合管网管理系统建设的必要性
随着经济的发展、城市规模的扩大和现代化程度的不断提高，作为城市生命线的地下管网也越来越庞大、密集，其种类也越来越繁多。自来水管道、煤气管道、排污管道、电缆线等在城市的整个地下纵横交错，通向四面八方。
从城市建设规划决策层角度出发，决策者需要在宏观上对城市地下管网系统的建设和运营情况等综合指标有一个全面的了解；对于地下管网工程的设计、施工以及管理人员来讲，实现地下管网资料管理的全面化和自动化，才能更好的提高工作效率。
1. 未来城市的发展需要城市管线数字化
在城市化的进程日益加快的今天，运用科学、整体、系统的思维来营造现代化城市已成为时展的必然。如何充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术，将城市的各种信息资源进行数据融合，提高信息综合应用潜力，是当前的一个紧迫任务。可以说，城市数字化是城市未来的发展方向，而城市数字化离不开城市管、线、网数字化，城市管线数字化是城市数字化最为重要的组成部分。
2. 是提高工作效率和城市规划管理水平的需要
在过去相当长的一段时间，依靠传统方式“人工活地图”管理城市管、线、网等基础设施，发挥了一定的作用，但是随着科学技术的发展和城市建设速度的加快，“人工活地图”已经远不能适应建设形势发展的要求，为了满足城市发展的需要建立综合地下管线信息系统。综合地下管线信息系统是GIS 技术在市政管线中的综合应用，是将反映城市管线现状、规划、变迁的空间数据以及描述这些空间特性数据，通过计算机进行输入、存贮、查询、统计、分析、输出的一门综合性空间信息系统，它是在GIS 技术高度发展和城市科学研究对信息数据处理的技术手段要求不断提高的前提下产生的。
3. 为改善城市居住环境提供辅助决策
目前，我国城市的污水处理率还比较低，部分污水经由城市雨水管道直接排入河道，影响了城市的水环境。挖掘排水管线的污染源和排出口关联信息，配合外业污染源调查工作，可为城市河道和湖泊的污染源评价和截污纳管工作提供决策数据依据，为改善城市的水体环境做出贡献。
4. 为城市应急事件提供辅助决策
可以建立瞬时雨量——道路（低洼地）——排水管道排水能力的关系模型，分析全市已有排水管道的缺陷，为管道改造提供依据；分析易积水区域；与天气预报结合，根据预报的瞬时雨量对可能的积水区域进行预警。同样，可建立燃气管道爆炸——扩散模型，在出现紧急事故时，可以根据模型分析随着时间的推移，事故的影响范围、影响人数等，为救援工作提供科学指导。
5. 为城市安全管理提供辅助决策
建设燃气地下管线的安全诊断、评估系统，依据评价模型，根据影响燃气管道安全的各个因素值，评价各段管道的安全等级，包括管道的安全评价、阀门的安全评价、楼栋管的安全评价以及区域评价。评价结果可视化分析。
6. 与业务系统融合，提高政府工作效率
实现对地下管线工程档案的接收、整理、鉴定、统计、保管、利用和保密工作，提高城建档案管理机构的工作效率。由于数据源一致，可以很方便的实现产品质量的可追溯性，也降低了建库的成本。
(四) 地下综合管网管理系统的意义和作用
1. 产生经济效益、社会效益和环境效益
通过开展地下管线信息化建设，为消除管线信息“孤岛”、实现信息共享做了有益尝试，为数字城市建设提供地下管线信息提供了保障的作用。可以减少管线事故发生，降低管道漏损率，避免重复建设等；地下管线信息化建设改善了城市地下管线信息管理分散，管线信息不完整，数据标准不统一的现象，规范、统一了城市地下管线信息的管理，从而可以做到地下管线数据的动态管理和最大限度的资源共享。
2. 改变传统的管理方式，提高工作效率和管理水平
地下管线信息化建设实现了管线信息的数字化与信息化管理，促进了城市地
下管线管理的科学化、规范化，可以提高城市现代化管理水平，增强城市应急和防灾减灾能力，改善城市投资环境，提高城市竞争力，加强城市可持续发展等具有重要的意义。
3. 提供准确数据，有利支持决策分析
通过开展地下管线信息化建设可为城市规划、建设和管理提供详细、准确的地下管网信息，有助于优化城市地下管网设计，为政府决策提供准确可靠的依据等。
4. 为搭建地下管线安全预警决策的平台提供基本条件
城市地下管线信息化工作，为及时依据准确的管线相关信息，制定应急抢险方案，满足防灾和应付突发性重大事故的需要等提供了条件，对保证城市地下管线安全运行具有重要意义。
5. 信息化管理，使应用更快捷方便
1) 缩小了管线信息的存储空间
一个城镇管线纸介质图纸可多达数十吨。存放数间房屋，而用信息系统仅用若干磁盘或光盘就可存放全部信息，体积仅及一个小纸盒。
2) 大大提高了查询检索速度
利用信息系统查询某一区域，某一地点或某种特征的管线信息仅需几秒钟，这是利用人工查找难以比拟的。
3) 提高了管线管理水平
信息系统既可以查阅局部地区管线的各种细节，又可浏览区域管线的宏观分布；既可研究单种管线情况，又可了解各种管线的整体分布关系；既可用以指导工程施工，又可用来作新区规划或管线设计，使管理工作得心应手。
4) 提高了决策的科学性和合理性
管线信息便于传输，适于一次建设，多家共享。使用网络工具来优化资料调配，作各种应急处理，提高了决策的科学性与准确性。 三、 某某管网管理系统建设总体思想 (一)
系统建设目标
城市基础地里数据库是城市规划、建设和管理的基础数据资源，也是城市其它管理部门、行业及公众地理信息应用的基础资源。基础地理信息数据库平台的建立和有效运转，是其它专业应用系统能否坚实、可靠建立与运行的基础保障。地下管线是城市最重要的基础设施之一，是城市赖以生存的“生命线”。城市综合地下管线应用系统是城市地理信息平台建设的重要组成部分。
项目总体目标：应用地理信息、三维虚拟、一体化管线探测等先进技术，建立数字城市基础地理信息数据库，实现城市基础地理信息资源的集中管理、统一服务；建立基础地理数据库系统，形成政府，行业部门等地理信息互联互通和共享应用，为城市规划、国土、城建、交通、水利、公安、环保等各政府部门提供科学、准确、及时的地理空间信息服务，为城市发展战略决策分析、制定规划、应急响应及实施一切重大战略举措提供所必需的基础信息平台和技术支撑；建设城市综合地下管线数据库，实现城市综合管线与专业管线信息的分布式共享交换和一体化组织；建立综合管线应用系统，为城市管线的规划、施工及运行管理、城市地上地下空间统一开发利用提供完整的管线信息服务，规避管线事故频繁风险，降低各类事故的经济损失，为城市建设、预警防灾、应急抢险提供辅助决策支持。 (二)
系统建设任务
利用现代地理信息技术整合城市信息资源，促进城市地理信息资源的统筹开发与利用，为城市科学管理与决策提供支撑，对于提升城市软实力、推进经济结构调整、增强可持续发展后劲将产生积极的推动作用。项目建设综合内容可归纳为“一库、一平台、一应用、一环境”，即一套城市基础地理信息数据库、一套数字城市基础地理信息管理系统平台、一项城市综合地下管网应用系统、一套运行支撑环境。
其主要任务包括：
1、建立城市多尺度、多类型基础地理空间数据库体系，丰富城市建设部门、尤其是掌握地理信息资源的部门之间有效的基础地理信息共建共享机制，逐步建成包括大地测量控制、地形、地貌、地名、交通、水系、境界、地名地址、城市三维模型等基本地理要素信息的基础地理信息数据库体系。利用现有的某某数字化地形图测绘工程可为数字城市建设提供现势性、精度高的300平方公里的1：2000地形图，300平方公里的1：2000数字正射影像图等基础地理数据，完善基础地理信息数据库体系。
2、开发数字城市基础地理信息信息管理系统，支持多类型、海量的地理数据管理与分析，建立分工明确、相互配合的长效基础地理信息数据获取和更新机制，不断提高基础地理信息的现势性。
3、城市基础地理信息数据库的基础上，由规划建设局牵头，整合已有的综合管线和专业管线信息，建成统一的、权威的、标准的城市综合地下管线数据库和综合地下管线应用系统。推动数字城市基础地理信息数据库公共平台的广泛应用，确立和强化数字城市基础地理数据库的权威性和唯一性，避免重复投入，杜绝随意建设，确保基础地理信息平台在政府相关部门充分利用。
4、建立支撑数据库与系统建设和运行所需的服务器、工作站、GIS 平台、数据库平台等软硬件基础设施、网络环境及支持环境。 (三)
系统建设原则
1. 先进性与实用性相结合的原则
在保证系统整体结构、操作系统平台、软件平台、开发平台、应用功能等方面总体先进的前提下，尽可能采用实用成熟的技术，促进项目的建设成功。 2. 安全性与易用性相结合的原则
在保证系统安全的前提下，充分考虑实际运行和操作的简单化、标准化。
3. 前瞻性与经济性相结合的原则
系统设计时在设备容量、计算机性能、软件平台指标等方面应有适当的超前量，以延长系统的生命周期。同时要把握好系统设备的性能价格比，注重经济实用。
4. 基础性与应用性相结合的原则
系统的基础性工作是为了更好地为应用服务，系统的应用服务也需要一个坚实的基础保障，在落实基础性的工作的同时，应用要及时跟上。 5. 通用性与特色性相结合的原则
应该尽量采用目前通行的、成熟的和具有普遍推广价值的技术和解决方案，有利于技术交流，避免走不必要的技术弯路，也有利于项目成果的推广和应用。同时，在具体应用上，特别是在一些关键技术和创新点上应该结合本系统的具体要求和某某城市信息办的具体情况、具有特色。 6. 规范性与开放性相结合的原则
系统的建设要严格按照国家、地方和行业的有关标准与规范，如空间数据分层与管线缓冲区、数据质量与元数据标准等。在没有标准与规范的情况下，要参照国家、地方和行业的相关标准与规范，制订相应的标准与规范。系统的分析、设计、实现和测试要严格按照软件工程标准和规范。 7. 全局性与可扩展性相结合的原则
在把握全局性的基础上，要实现城市地下管网资源（硬件、软件、网络和数据）的应用，使系统能在管理与决策中真正地发挥作用，从而进一步提高管理与决策的效率、质量和水平。
为了确保整个系统的可持续发展，还应具有较强的可扩展性。当出现机构调整、变动、业务内容与流程变更等情况时，能方便地进行系统流程和功能的调整，以适应各种具体需求的变化；系统还要能够方便地进行管理与维护，软、硬件的
升级不影响正常运作，系统功能、结构以及数据库可方便地扩展。 8. 高性能和稳定性相结合的原则
在系统设计、开发和应用时，应从系统结构、技术措施、软硬件平台、技术服务和维护响应能力等方面综合考虑，确保系统较高的性能，如在网络环境下对空间图形的多用户并发操作要具有较高的稳定性和响应速度，综合考虑确保系统应用中最低的故障率，确保系统的良好运行。
一方面，系统应具有一定的容错功能，保证系统的长期正常运转；另一方面，系统必须有足够的健壮性，在发生意外的软、硬件故障等情况下，能够很好的处理并给出错误报告，并且能够得到及时的恢复，减少不必要的损失。 9. 安全性和保密性原则
系统要有使用权限控制，对数据要有加密措施。要注重安全意识，严格执行各级政府颁布的安全和保密规定，建立严格的信息公开审查制度，保证系统和信息的安全。
要防止数据库的非法使用、随意扩散和遭受破坏，应采取一定的措施，如规定数据使用权限，定义用户级别、采用上机口令等，限制非法用户进入系统；在数据输出时采取查询日志方式记录输出日期、时间、数据内容、图件张数。建立“磁盘镜象”等数据安全保障措施，实行“运行日志制度”等。 (四)
系统设计依据
系统设计主要依据规范与标准：
1) CJJ61—2004《城市地下管线探测技术规程》 2) GB/T7929—1995《1:500 1:1000 1:2000地形图图示》 3) GB/T13989—1992《国家基本比例尺地形图分幅与编号》 4) GB/T17798—1999《地球空间数据交换格式》 5) GB/T18315—2001《数字地形图系列和基本要求》
6) GB/T15967—1995《1:500 1:1000 1:2000地形图航空测量数字化测图规
范》
7) GB/T18316—2001《数字测绘产品检查验收规定级质量评定》 8) GB/T17278—1998《数字地形图产品模式》 9) GB/T2312《信息交换汉字编码字符集基本集》 10) GB/T2660—1999《中华人民共和国行政区划代码》
11) GB/T 16260-1996 信息技术软件产品评价质量特性及其使用指南，相关
国际标准 ISO/IEC 9126:1991
12) GB/T 15697-1995 信息处理按记录组处理顺序文卷的程序流程，相关国
际标准 ISO 6593:1985
13) GB/T 15538-1995 软件工程标准分类法
14) GB/T 15535-1995 信息处理单命中判定表规范，相关国际标准 ISO
5806:1984
15) GB/T 15532-1995 计算机软件单元测试 四、 管网管理系统的数据组织
作为一个区县级别的空间数据库，某某综合地下管线数据库必须面对不同的用户或应用群体，系统的主要需求表现在各类数据的快速检索查询、数据的更新与维护以及数据的安全等等多个方面，所以必须对数据库中的数据进行合理的组织和分类来满足上述需求。 (一)
数据库的组织
数据库中的数据按照格式可以分为空间数据和属性数据。在数据库的逻辑设计中，对于这两种不同格式的数据分别组织：
1. 空间数据
空间数据的逻辑组织
2. 属性数据
属性数据的逻辑组织
(二)
数据的组成
综合地下管线信息系统的数据组成包括地下管线数据和基础地形图两个部分。
1. 地下管线图组成
（1） 地下管线信息系统的管线空间数据模型
1)
管点的定义：
✓ 一般探测点（位置点）
✓ 特征点（依管线种类不同而异，如给水有：弯头、三通、四通
等）
✓ 附属物点（依管线种类不同而异，如给水窨井、消防检、阀门
等） ✓ 时间点
2) 一条管线的定义：
按管线连接关系以下列管线点为管线的起点和终点：
✓ 特征点（三通、四通、人孔）
✓ 附属物（阀门、消防栓、窨井、接线箱、污水篦、手孔、上杆） ✓ 变径点 ✓ 变材点 ✓ 埋设年代变化点 ✓ 权属单位变化点 ✓ 报建案号变化点 ✓ 时间点
（2） 地下管线信息系统的管线属性数据模型 1) 管点属性表 字段 1 2 3 4 5 6 7
字段名 Exp_No Map_No S_Code X Y Surf_H Feature
类 型 Text(8) Text(4) Number(2) Number(10,2) Number(10,2) Number(6,2) Text(8)
中 文 意 义 物 探 点 号 图 上 点 号 点符号代码 X 坐 标 Y 坐 标 地 面 高 程 特 征
备注 测区内唯一识别码 1:500图幅内唯一识
别码
8 Subsid Text(8) 附 属 物
当Exp_No为偏心井
9 OFFSET TEXT(10) 偏心井位 时，填入偏心井盖中
心点号
位移后的图上
10
MAPNO_
X
Number(10,2)
点号的位置X
坐标 位移后的图上
11
MAPNO_
Y
Number(10,2)
点号的位置Y
坐标
按测量坐标系 按测量坐标系
2) 管线属性表 字段 1 2 3
字段名 S_Point E_Point S_Deep
类 型 Text(10) Text(10) Number(7,2)
中 文 意 义 起点物探点号 连接方向 起点埋深
备注 终点物探点号 雨污排水管注管底
埋深 雨污排水管注管底
埋深
直埋 1-矩形管沟2-6
D_Type
Number(1)
埋设类型
园形管沟 3-拱形管沟 4-人防 5-管块 6-套管 7-其它
7 8 9 10
D_S Mdate B_Code Line_Styl
e
Text(15) Long Date Text(10) Number(1)
管径 建 设 年 代 权属单位代码 线 型
直径或宽X 高
0-非空管 1-空管 2-井内连线
4 5
E_Deep Material
Number(7,2) Text(8)
终点埋深 材 质
11 12 13 14 15 16 17 18
Cab_Coun
t V oltage Pressure Hole_Num Hole_Use
d D_DIA Road FlowDirec
t MEMO Link_code
Text(10) Text(10) Text(10) Text(10) Text(10) Text(10) Number (3) Number (1)
电缆条数 电压值 压力值 孔 数 占用孔数 套管尺寸 路名代码 排水流向
高压 中压 低压 列孔数X 行孔数
￠100/铁塑/灰
0—起点到终点、1—
终点到起点 工业、热力、给水等流体类型或内容 与管沟表同
19 20
TEXT(20) TEXT(21)
备注 管沟连接码
2. 管线数据分类
根据技术规程管线的数据可分成9大类：
管 类 给水 排水 燃气 电力 电信 电视 广播 热力 工业管道
管点 JSpoint PSpoint RQpoint DLpoint DXpoint TVpoint GBpoint RLpoint GYpoint
管线 JSline PSline RQline DLline DXline TVline GBline RLline GYline
管线注记 JStext PStext RQtext DLtext DXtext TVtext GBtext RLtext GYtext
每个大类下面分成几个小类，下面以排水管线为例来说明：
管 类
管点
管线
管线注记
雨污合流 雨水 污水
3. 基础地形图
HSpoint YSpoint WSpoint
HSline YSline WSline
HStext YStext WStext
基础地形数据含有政区、居民地、交通与管网、水系及水利工程设施、地貌、地名、测量控制点等内容。它既包括以矢量结构描述的带有拓扑关系的空间信息又包括以关系结构描述的属性信息。用数字地形信息可进行长度、面积量算和各种空间分析，如：最佳路径分析、缓冲区建立、图形叠加分析等。数字地形数据库全面反映数据库覆盖范围内自然地理条件和社会经济状况，它用于建设规划、资源管理、投资环境分析、商业布局等各方面，可作为人口、资源、环境、交通、报警等各专业信息系统建立的空间定位基础。
本系统根据综合地下管线信息系统本身的特点，对基础地形图进行以下分类，
五、
系统功能设计 (一)
概述
某某三维管网信息系统主要包括信息查询功能、统计功能、三维图显示管理功能、空间数据分析功能、输出打印功能和系统管理等功能。具体功能如下：
(二) 信息查询功能
信息查询功能主要根据用户提供的条件和信息，系统能快速准确的查询到相的管线数据，并对查询到的数据进行进一步处理。主要有：点选取查询、矩形选取查询、多边形选取查询、缓冲区查询、属性条件组合查询，空间条件查询等查询功能，在特殊的图库管理查询中，还包括有按图号查询、按道路名查询、按测区查询、按地名查询、按索引查询、按坐标查询显示管线图等，并可对查询结果突出显示。
系统还具有多样的查询定位手段，通过鼠标地图查询（点击查询、各种范围查询等），组合条件查询及统计分析，多种快捷定位（语义定位、工作区定位、鹰眼定位、坐标定位、对象定位等）等，可以实现对图形数据和属性数据的查询。
1. 实现图数及数图查询
即可在图形目标上进行查询并将查询结果以新图表示，同时检索出相应属性库；也可以根据属性进行任意复杂程度的逻辑查询，并将查询结果以图形方式表示。具体可分为：管线线状信息查询；检修管网、阀门等特殊结点查询；管线断面信息查询；参考点位图查询；指定点重新生成点位图；图元量算(指定区域内点数、指定管线长度、指定点间距等)
2. 管道资料查询
可按口径、压力级别、影响范围、故障类别、调压器类型、维修日期、管龄和材质等进行查询；
3. 阀门资料查询
可按阀门编号、维修日期等进行查询；
4. 调压器资料查询
可按调压器编号、类型、维修日期等进行查询；
5. 历史资料查询
可查询改建前的管道、阀门、调压器等资料；
6. 规划资料信息查询
如规划新的煤气管网等。
7. 量测、信息显示和动态标注
系统支持任意两点间的管线长度计算或任意区域面积的计算，通过鼠标的移动就可轻松实现，同时还显示管线的主要信息。可随意选择颜色进行自由注释、标注任意点坐标、管点属性及两点的距离等。
(三) 统计功能
统计功能对当前已入库的空间数据进行分类统计功能，主要包括管线长度统计、管线点类型统计、综合统计、区域统计、分类统计、条件统计等统计功能。用户可以根据系统提供的统计条件对满足条件的管线点的数据进行分类统计，并打印输出统计结果的图表。
1. 按修建年代统计(阀门、管线、节点) 输出报表
阀门、管线、节点图层中包含有修建年代字段，用户指定某个建设年代范围，在此范围内的管点个数，和管线长度进行统计，统计结果按照管类进行区分显示，如自来水管类、燃气管类。同时还可以将统计结果以直观图形式输出显示。
2. 按管线阀门统计输出报表
按照管线类别对阀门数量和类型进行个数统计，统计结果按照管类进行区分显示，如自来水管类、燃气管类。同时还可以将统计结果以直观图形式输出显示。
3. 按报废日期统计(阀门、管线、节点) 输出报表
首先用户设置管线或者阀门等设备的使用年限，根据公式：使用年限 + 建设年代 = 报废日期。其次用户指定报废日期，超过此日期的管点、管线进行统计，并将超期的设备在地图中进行高亮显示，统计结果包括管点个数和管线长度，最后将统计结果以报表的形式输出。
4. 统计阀门、管线、节点维修记录、时间、次数输出报表
用户对某个设备进行更新，系统自动记录设备的维修历史，包括维修时间、次数等信息，并进行统计操作，最后能将统计结果以报表的形式输出。
(四) 三维图显示管理功能
1. 三维显示
三维图显示功能用户通过划定三维管线显示区域，选择当前范围内可视管线数据，系统将自动该范围内的管线三维模型展现出来，使地表呈现塌陷或透明的模式（如上图所示），使隐藏在的三维管线显露出来。用户可以从不同视角来浏览管线，能进行放大缩小和旋转等功能，并可以查询管线的属性数据信息，而且能在三维图上进行简单分析，可以对管线进行垂直径距分析提供直观的判断工具。
2. 三维空间量算
提供了多种空间量算功能，在三维场景中精确测量空间点之间的距离、三维空间高度、地表面积、任意多个空间点围成区域的面积等。
(五) 空间数据分析功能
管线的空间数据分析功能主要是对已入库的管线数据根据当前的业界标准对管线的现状进行分析。主要包括管线事故的影响区域分析、管线交叉路口分析、管线的连通性分析、以及管线的水平径距分析、垂直径距计算等分析功能。具备地上、地面、地下、三维纵模断面自动生成功能，如下图所示。
1. 爆管分析
鼠标点击爆管管线位置，显示受影响的管段区域，给出关阀方案，显示所有应关闭的阀门，输出关阀报表，关阀图和因关阀影响停水的重要用户信息。通过管爆分析功能，可以快速找出距管道爆裂处阀门，以便及时关闭，降低事故引起的损失。
2. 缓冲分析
在一个中心点, 搜索任意范围内所需要的目标。例如以一个大楼为中心, 搜索500米范围内可用的消防栓。
3. 预警分析
假定一些数据进行模拟演示, 判断管线是否会发生故障，例如:以雨水管线为例, 假定降水量的大小进行模拟, 可以判断出雨水管线是否会发生堵塞。
4. 连通性分析
对管网进行一定程度的模拟仿真分析，显示当前管网的连接情况和供水状态，可以制定管网中任意两节点，能计算出两节点是不能连通，并可给出最短路径。可模拟开、关阀门。
5. 剖面分析功能
管线数据的剖面分析功能主要分为横断面分析和纵断面分析功能。用户绘制剖面线获得剖面线与当前管线的交叉点。系统对交叉点处横断面进行分析处理，并生成横断面图和断面分析的成果表数据，可以打印、输出；纵断面分析是对管线数据的纵截面进行分析处理，并生成纵断面图和断面分析的成果表数据，并可以打印、输出。
（1） 三维剖面显示
（2） 横断面分析
根据断面下的情况，生成截面管径、地面高程、管顶高程、埋深等信息，显示横断面图时，使地面线（道路断面）更符合现实，能清晰显示侧右线、绿化带、隔离带等。生成或打印断面时，可以分别定义横、纵向的比例，并在图上标注比例，横断面图的生成增加类似于CAD 中的标注功能，即直接指定图上空的区域后将断面图生成在图上。
（3） 纵剖面分析
指定分析管线，以几何图表的形式显示出分析管线的纵剖面区域，并列表显示纵剖面区域管线的相关属性，按照国家标准设定显示内容。
6. 地面开挖模拟
针对地下管网管理过程中经常出现的地面开挖问题，三维管网系统提供了任意区域的地面开挖模拟，设置开挖深度和边界范围，三维地形自动塌陷，暴露出地下管网的分布情况，为施工提供决策支持。
(六) 输出打印
系统提供向其他平台的输出转换功能。如转出为AutoCAD 的dxf 格式，MapInfo 的MIF 格式等，并且可以输出以下图片和报表资料：大比例尺基础地形图，综合管网图及专业管线图、各种专题图、各种成果表、放大图等，并可以按照任意区域输出图形。
1. 打印输出
对于指定区域内任何管理者的感兴趣信息，系统都能够以“所见即所得”方式将其打印输出。
2. 文本输出
主要是统计报表，即属性数据的输出和建立在空间统计和分析基础上的统计分析结果的输出。
3. 报表生成
包括：管线统计表、阀门统计表、管网附属设施统计表、阀门跟踪记录卡、阀门维护工作单、维修工作单、管线设施信息表等
(七) 系统管理
1. 系统管理
系统提供灵活的用户管理机制，可创建、编辑、删除系统组和用户，并可定义用户权限。应用系统按功能分类，可定制各系统的使用用户。
日志管理（用户登录、修改某些重要数据的记录）提供可靠的多级管理安全机制，对重要的数据进行自动备份。
2. 安全管理
用户登录和用户合法性检查:用户输入用户名和密码后，在用户信息库中查找有无此用户及用户密码是否正确。
用户权限检测 ：在系统中有一个用户功能权限检测模块, 用户每进入一个界面前, 系统会自动调用该功能模块, 据用户权限数据库的内容对每个功能控件的状态进行设置(使能或不能) 。
3. 用户权限管理
✓ 增加用户
✓ 删除用户
✓ 设置用户权限
✓ 修改用户权限
用户管理器
六、 系统运行环境设计
(一) 系统运行软件环境设计
1. 操作系统选择
从安全可靠性能、使用维护方便程度、可集成扩展性以及应用开发支持等方面考虑，服务器及客户机操作系统采用Windows 系列产品，其特点如下：
（1） 丰富的Web 解决方案
Windows 2000 Advanced Server在从文件打印到高级行业应用程序服务的全部服务中都集成了Internet 技术。因为Internet Information Server（IIS ）完全集成在操作系统中，所以Windows 2000 Server可以让企业用户更有效地使用Web 共享信息、创建Web 商业应用程序，并将Windows 2000 Server操作系统的功能带入到Web 世界中。
（2） Internet/Intranet配置可伸缩性
在Windows Advanced Server中利用最新的8路SMP 服务器按比例扩大，获取更高处理能力。在Windows Advanced Server中使用英特尔公司的PAE （物理地址扩展）技术实现了8GB 随机存储器支持，通过使用更大的内存容量，可以改善系统性能并处理最苛刻的应用程序。IIS 通过限制Web 应用程序或站点可以使
用的CPU 时间量，可以确保其他网站或非Web 应用程序有更多可用的处理器时间，因而有更好的性能。通过对1GB 网络的支持，Windows 2000 Advanced Server在高性能网络上提供了高性能处理。更大的吞吐率无需增加网络带宽即可提升性能。
（3） 对最新安全标准的支持
Windows 2000 Advanced Server和IIS 使用最新标准建立安全的内联网、外联网和Internet 站点，这些标准包括：56位和128位SSL/TLS、IPSec 、Server Gated Cryptography （服务器门控加密技术）、摘要验证、Kerberos v5验证和Fortezza 。
（4） 高可靠性
1）内核方式写保护：有助于防止错误代码干扰系统运行。
2）Windows 文件保护：防止新安装的软件替换重要的系统文件。
3）驱动程序证书：识别出那些已经通过Windows 硬件质量实验室测试的设备驱动程序，如果用户企图安装无证书驱动程序，系统将给出警告。
4）IIS 应用程序保护：应用程序保护将Web 应用程序和Web 服务器的运行隔离开来，从而有效地防止某应用程序导致整个Web 服务器的崩溃。
（5） 更高的服务器和网络可用性
1）群集服务：双节点群集服务提供了对关键应用的硬件或软件故障的容错性，这些关键应用包括数据库、知识管理、ERP 及文件打印服务。
2）网络负载平衡（NLB ）：在Web 或终端服务服务器组中，一旦某服务器出现硬件或软件故障，NLB 技术将在10秒内自动在剩余的服务器中重新分配工作负载。
3）分布式文件系统（DFS ）：在一个网络上创建多个文件服务器和文件服务器共享的单个分级视图。DFS 可以让用户更方便地定位文件，并通过在分布式服务器上保持多个文件副本的方法提高可用性。
2. 数据库平台
目前市场上关系型数据产品主要有：Oracle 公司的Oracle 11g、Microsoft 公司的SQL Server2000、IBM 公司的DB2等。该系统运行涉及大量数据管理能力、同时要求对空间数据存储的支持能力等，同时又要求方便管理，所以拟采用Oracle 企业版或SQL Server2003作为数据库平台。
3. 系统开发平台
系统采用基于微软的.NET 框架，利用C#与ASP .NET 进行开发。
(二) 系统运行硬件环境设计
硬件环境设计主要针对数据库和应用服务器而言。
硬件设备应具备出色的数据处理能力及可扩展性，采用先进的监控、冗余、容错等技术。
存储、备份设备。增强数据存储及备份能力，根据数据存储数量及其增长情况，适当增加盘阵、磁带机、光盘刻录机等。
配备加密机和防火墙等设备，加强数据的安全性。
通过配置网络存储环境，实现集中的存储管理。
进一步，应配置远程的备份网络存储环境和应用环境，实现数据和应用的异地容灾。
(三) 系统安全环境设计
网络计算机系统的安全不是孤立某一方面的安全问题，而是一个安全体系，一般包括物理安全、网络安全、系统安全、应用安全和数据安全等多个层次。
1. 物理安全
保证计算机信息系统各种设备的物理安全是保障整个网络系统安全的前提。物理安全是保护计算机网络设备、设施以及其它媒体免遭地震、水灾、火灾等环
境事故以及人为操作失误或错误及各种计算机犯罪行为导致的破坏过程。它主要包括三个方面：
（1） 环境安全
对系统所在环境的安全保护，如区域保护和灾难保护；（参见国家标准GB50173－93《电子计算机机房设计规范》、国标GB2887－89《计算站场地技术条件》、GB9361－88《计算站场地安全要求》
（2） 设备安全
设备安全主要包括设备的防盗、防毁、防电磁信息辐射泄漏、抗电磁干扰及电源保护等，保证整个系统的高可用性；主要服务器、网络设备、UPS 设备、主要线路冗余备份。
（3） 媒体安全
包括媒体数据的安全及媒体本身的安全，对主机房及重要信息存储、收发部门进行屏蔽处理。
2. 操作系统安全
目前的操作系统或应用系统无论是Windows 还是其它任何商用UNIX 操作系统，其开发厂商必然有其后门。而且系统本身必定存在安全漏洞。这些" 后门" 或安全漏洞都将存在重大安全隐患。系统的安全程度跟对其进行安全配置及系统的应用面有很大关系，操作系统如果没有采用相应的安全配置，则其是漏洞百出，掌握一般攻击技术的人都可能入侵得手。
对于操作系统的安全防范可以采取如下策略：尽量采用安全性较高的网络操作系统并进行必要的安全配置、关闭一些起不常用却存在安全隐患的应用、对一些保存有用户信息及其口令的关键文件使用权限进行严格限制；加强口令字的使用，并及时给系统打补丁、系统内部的相互调用不对外公开。填补安全漏洞，关闭一些不常用的服务，禁止开放一些不常用而又比较敏感的端口等，那么入侵者要成功进行内部网是不容易，这需要相当高的技术水平及相当长时间。通过配备操作系统安全扫描系统对操作系统进行安全性扫描，发现其中存在的安全漏洞，
并有针对性地进行对网络设备重新配置或升级。
3. 应用系统安全
在应用系统安全上，在应用系统开发过程中，应注意在以下方面加强系统安全：加强登录身份认证，确保用户使用的合法性；并严格限制登录者的操作权限，将其完成的操作限制在最小的范围内；对重要信息的修改/变更要充分利用应用系统本身的日志功能，对用户所访问的信息做记录，为事后审查提供依据。
4. 防火墙方案
防火墙是实现网络安全最基本、最经济、最有效的安全措施之一。防火墙通过制定严格的安全策略实现内外网络或内部网络不同信任域之间的隔离与访问控制。并且防火墙可以实现单向或双向控制，对一些高层协议实现较细粒的访问控制。
5. 通信保密方案
数据的机密性与完整性，主要是为了保护在网上传送的涉及秘密的信息，经过配备加密设备，使得在网上传送的数据是密文形式，而不是明文。鉴于网络分布较广，网点较多，而且可能采用DDN 、FR 等多种通讯线路。建议采用网络层加密设备（VPN ），VPN 是网络加密机，是实现端至端的加密，即一个网点只需配备一台VPN 加密机。根据具体策略，来保护内部敏感信息的机密性、真实性及完整性。
6. 入侵检测方案
利用防火墙并经过严格配置，可以阻止各种不安全访问通过防火墙，从而降低安全风险。但是，网络安全不可能完全依靠防火墙单一产品来实现，网络安全是个整体的，必须配相应的安全产品，作为防火墙的必要补充。入侵检测系统就是最好的安全产品，入侵检测系统是根据已有的、最新的攻击手段的信息代码对进出网段的所有操作行为进行实时监控、记录，并按制定的策略实行响应（阻断、报警、发送E-mail ）。从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。入侵检测系统一般
包括控制台和探测器（网络引擎）。控制台用作制定及管理所有探测器（网络引擎）。探测器（网络引擎）用作监听进出网络的访问行为，根据控制台的指令执行相应行为。由于探测器采取的是监听不是过滤数据包，因此，入侵检测系统的应用不会对网络系统性能造成多大影响。
7. 漏洞扫描系统
网络扫描系统可以对网络中所有部件（Web 站点，防火墙，路由器，TCP/IP及相关协议服务）进行攻击性扫描、分析和评估，发现并报告系统存在的弱点和漏洞，评估安全风险，建议补救措施。
系统扫描系统可以对网络系统中的所有操作系统进行安全性扫描，检测操作系统存在的安全漏洞，并产生报表，以供分析；还会针对具体安全漏洞提出补救措施。
实施漏洞扫描方案可以采取购买漏洞扫描软件并经常更新漏洞知识库，定期对系统和网络进行扫描；
8. 防病毒方案
关于整个网络的防病毒解决方案，要考虑以下几个方面：要有全球病毒检测网；随时提供病毒资料及杀毒补丁下载；自动分发功能，易于快速更新；实时监控，具有免疫功能等。建议采用高级防病毒套件，这些防病毒套件为用户的网络提供全面、完善的防病毒解决方案，采用服务器/客户端体系架构, 对用户的网络实施从服务器到工作站客户端的全方位的防病毒保护。可以防止各种引导型病毒、文件型病毒、宏病毒、传播速度快且破坏性很大的蠕虫病毒等进入内部网，阻止不怀好意的Java 、ActiveX 小程序等攻击内部网络系统。
9. 数据存储方案
磁带存贮系统是所有存贮介质中单位存贮信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的存贮介质；磁盘阵列由多个磁盘驱动器组成，由主机(利用阵列卡) 或自带控制器进行控制，提供大容量的存贮能力和较高的数据访问速率，是实现企
业存贮的主力设备；光盘库具有容量大、换盘速度快、支持跨盘检索、支持网络无缝数据刻录等。利用这些存贮介质可以大大提高数据的存贮能力和安全性。
网络存贮技术也是提高数据存贮安全的有效手段之一，且目前在各种企业级存贮方案中被广泛采用。NAS(网络直边存贮) 是基于局域网LAN 的存贮，它占据LAN 上的一个结点，通过局域网代替总线数据传输；SAN(存域网) 是一种独立于服务器所在的LAN 之外的处成体系的具有无限存贮能力的高速存储网络，采用高速光纤通道作为传输媒体，以FC(光通道) 加iSCSI 作为存贮访问协议，将服务器和存贮设备连接成单独的网络子系统，实现共享存贮的目标。
10. 安全管理制度
制定健全的安全管理体制将是网络安全得以实现的重要保证。省厅根据自身的实际情况，制定如安全操作流程、安全事故的奖罚制度以及对任命安全管理人员的考查等。构建安全管理平台，组成安全管理子网，安装集中统一的安全管理软件，如病毒软件管理系统、网络设备管理系统以及网络安全设备统管理软件。通过安全管理平台实现全网的安全管理，将会降彽很多因为无意的人为因素而造成的风险。
七、 系统特色
(一) 管网建模自动化
管线的竣工资料或者探测的结果大多是二维矢量线数据，系统根据二维数据的平面坐标、埋深、管径等数据批量生成三维管线模型，关联属性数据库，并且提取管线之间拓扑关系，自动生成弯头。
(二) 三维管网模型上的拓扑分析
完全摆脱对二维管网数据的依赖，直接在三维管网模型上进行拓扑分析，彻底解决三维数据模型无法进行拓扑分析的技术难题。为关阀分析、连通性分析、事故影响范围分析等提供技术支撑.
(三) 方便实用性强
最大程度地满足城市管网管理是系统建设的根本目标，是本系统设计的基本
出发点。做到易于使用、便于系统管理、数据更新简便和系统升级容易，具有优化的系统结构和完善的数据库系统，以及友好的用户界面。系统从切实的必需的功能出发，不追求大而全的当前功能，而是实现切实的必要的功能，使每个实现的功能能用、好用、用户喜欢用，减少用户学习的时间。同时也为将来的扩展留下足够的接口，逐步完善，持续发展。
(四) 可维护、可扩展的开放性结构
真正实现集管线规划与管理为一体，可对各类管线进行快速方便的查询、定位与统计，制出标准的管线剖面图；具有故障定位、关阀方案、最佳路径、最短路径等管网分析功能；可实现管网的自动标注、自动捕点，自动提示安全间距，并能显示及打印精美标准的管线图与三维管线图。极大的简便工作人员的操作管理，同时能提供辅助决策支持。
八、 项目实施与管理
(一) 组织与管理
为了顺利地进行项目的开发，我公司将以项目组的形式进行开发，由项目领导小组进行协调和配合，拟定详细周密的开发计划、合理地调配人力、全权负责项目的开展。
根据软件工程的要求和实施管理项目的经验，确定本项目按照如下图所示的项目管理机构编制组建。
项目管理机构图
（1） 项目总负责
由信息中心高级管理人员公司总经理组成，进行项目的宏观管理、协调等工作。
（2） 技术委员会
由经验丰富的从专家组成。能够指导项目的执行、解决项目实施过程中的关键问题。
（3） 项目经理
负责项目管理，协调，审核项目开发进展情况；对项目中存在的问题作出决策，解决项目中出现的重大问题。负责项目质量管理，按制订的标准及控制手段执行进度管理、风险管理和变更管理及数据标准化工作。
（4） 研发经理
负责组织整个项目的开发、技术设计及方案、文档的编制及审核，协助项目经理全面负责工程的技术及管理，系统指导开展有关技术开发的工作。
（5） 系统研发
负责系统的各模块程序设计及集成方案设计、接口方案设计等工作。
（6） 软件测试
负责软件的测试工作，编写系统测试报告。
为保证系统的顺利进行，以上设立的项目管理机构中，未经甲方的建议或许可，项目经理不变更。
(二) 项目质量管理
1. 软件开发质量标准的确定
质量的测定是相对标准而言的。软件成果质量标准可以分为系统功能标准与系统运行标准两部分。
（1）软件功能标准由系统总体设计确定，因此，用户需求模型的质量水平
是功能开发质量的基础。为了确保需求建模质量，采取以下措施：
✓ 制定用户需求调研大纲；
✓ 制定并严格遵守调研规范，其中包括调研提纲通知预约、访谈记录与
用户确认、业务需求分析报告确认等；
✓ 收集并仔细研究各项与管线管理有关的政策法规；
✓ 以需求分析报告为基础开展系统总体设计；
✓ 系统总体设计由项目组成员初审，再专家对设计书进行审定。
（2）对于应用软件的运行质量标准，可以用以下一组技术指标表征：
✓ 系统采用的关键技术的先进性；
✓ 专业应用模型符合行业规范；
✓ 系统的安全性与稳定性指标。
2. 软件质量保障措施
严格按照ISO9000和CMM3质量体系认证工作，这两项认证对于本项目开发具有现实的指导意义；
乙方的项目人员均具有良好的业务训练和工程实践经验。
(三) 软件测试
测试是系统最后一个检验过程，也是非常重要的一个环节。我公司派遣独立于开发的项目测试组，保证测试过程的相对独立性和有效性，达到了合同所要求的技术要求和性能要求，满足用户需求。
九、 结语
系统根据各专业管线的特点并结合专业数据分析模型进行了模型整理，设计了面向决策的分析功能，如爆管分析、断面分析、抢险分析、三维动态显示等。为有关部门提供决策分析的数据依据。
系统充分结合了互联网InterNet 技术，构建系统的BS 模型，使得管理部门能够利用互联网技术实现资源共享，通过本系统的公共服务子系统实现了三维管线信息的互联网查询浏览。
系统完善的维护功能实现了系统的编辑维护，利用ArcGIS 的版本的控制功能实现了基于增量的历史数据库管理，使用户可以查询任意时期的管线数据，增加了图形数据的持续性。
