基于GIS的地下管道安全管理系统的研究
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摘要
地下管道是一个地区、城市或大型石化企业重要的基础设施，担负着供热、供气、供水等功能。由于影响地下管道安全运行的因素很多，管理十分困难，地下管道安全事故时有发生。如何建立科学的地下管道安全管理模式，研究开发相应的信息系统，准确、快速地查询地下管道各种技术信息，为科学管理与事故紧急处理提供决策依据，是急需解决的重大工程问题。本文采用地理信息系统(GIS，Geographical Information System)技术研究开发了地下管道安全管理信息系统，包括：
1) 在研究分析地下管道主要失效模式的基础上，建立了地下管道的故障树模型，并以此模型为基础开发了地下管道可能失效模式分析器，用户可根据某一地下管道检测检查结果定量或定性地推理出该地下管道的主要失效模式和管理的重点内容与部位。
2) 研究分析了地下管道管理模式，并根据地下管道信息管理要求进行了基于GIS的地下管道安全管理系统的需求分析、总体结构设计和子系统功能设计。
3) 设计了地下管道空间数据概念模型和组织模型，建立了合理、高效的空间数据库；并研究了地下管道空间数据库与安全管理信息属性数据库之间的接口，使地理信息能无缝的与地下管道安全管理数据库进行系统集成。
4) 以ARCGIS提供的Mapobject组件为二次开发工具，开发实现了地下管道安全管理系统。系统图文联动，能基本满足了地下管道管理部门综合查询与维护要求。
Underground pipe networks are the important infrastructure in one region , urban and lager petrifaction enterprise, which has many fuctions, including .offering heat,gas and water Because so many factors affect safety running of underground pipe networks , which causes management difficult and occurs safety accident of underground pipe networks occasionally. It's a urgent problem in engineering of how to build safety management of underground pipe networks and develop corresponding information system, which can quickly query various information of underground pipe networks and offer help of decision making for science management and dealing with urgent accident.. This dissertation has developed safety management of underground pipe networks by using GIS(Geographical Information System) technology., including:
1) Based on analyzing main invalid mode of underground pipes, this dissertation has built fault tree model and developed a analyzer by using this possible invalid mode, which can be used to get main invalid mode of underground pipes and important management parts qualitatively and quantificationally, according to the result of surveying some underground pipes
2) This dissertation has analyzed management mode of underground pipes. According to requirement of information management for underground pipes, this dissertation has also analyzed requirement analysis of system, designed overall construct and subsystem fuctions.
3) Designing conception model of space data and organization model for underground pipes, building highly effective and reasonable space database. This dissertation has studied the interface between space database of underground pipes and information property database of safety management, which made system integration between GIS and data of safety management without any barrier.
4) By using developing tools of Mapobject offered by ARCGIS, it has developed safety management of underground pipes.. This system is a linkage of map and letter and generally satisfies demand of synthesis query and maintenance of management departments of underground pipes.
1) 在研究分析地下管道主要失效模式的基础上，建立了地下管道的故障树模型，并以此模型为基础开发了地下管道可能失效模式分析器，用户可根据某一地下管道检测检查结果定量或定性地推理出该地下管道的主要失效模式和管理的重点内容与部位。
2) 研究分析了地下管道管理模式，并根据地下管道信息管理要求进行了基于GIS的地下管道安全管理系统的需求分析、总体结构设计和子系统功能设计。
3) 设计了地下管道空间数据概念模型和组织模型，建立了合理、高效的空间数据库；并研究了地下管道空间数据库与安全管理信息属性数据库之间的接口，使地理信息能无缝的与地下管道安全管理数据库进行系统集成。
4) 以ARCGIS提供的Mapobject组件为二次开发工具，开发实现了地下管道安全管理系统。系统图文联动，能基本满足了地下管道管理部门综合查询与维护要求。
Underground pipe networks are the important infrastructure in one region , urban and lager petrifaction enterprise, which has many fuctions, including .offering heat,gas and water Because so many factors affect safety running of underground pipe networks , which causes management difficult and occurs safety accident of underground pipe networks occasionally. It's a urgent problem in engineering of how to build safety management of underground pipe networks and develop corresponding information system, which can quickly query various information of underground pipe networks and offer help of decision making for science management and dealing with urgent accident.. This dissertation has developed safety management of underground pipe networks by using GIS(Geographical Information System) technology., including:
1) Based on analyzing main invalid mode of underground pipes, this dissertation has built fault tree model and developed a analyzer by using this possible invalid mode, which can be used to get main invalid mode of underground pipes and important management parts qualitatively and quantificationally, according to the result of surveying some underground pipes
2) This dissertation has analyzed management mode of underground pipes. According to requirement of information management for underground pipes, this dissertation has also analyzed requirement analysis of system, designed overall construct and subsystem fuctions.
3) Designing conception model of space data and organization model for underground pipes, building highly effective and reasonable space database. This dissertation has studied the interface between space database of underground pipes and information property database of safety management, which made system integration between GIS and data of safety management without any barrier.
4) By using developing tools of Mapobject offered by ARCGIS, it has developed safety management of underground pipes.. This system is a linkage of map and letter and generally satisfies demand of synthesis query and maintenance of management departments of underground pipes.
引文
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[2]朱宏，浅谈地下管道总图管理，本溪冶金高等专科学校学报，2000，3
[3]陈述彭，鲁学军，周成虎，地理信息系统导论，北京：科学出版社，1999，P1
[4]J.M.Piworwar 1990, E.F.LeDrew, "integration of Spatial Data in Vector and Raster Formats in a Geographic Information Enviroment." , IJGIS, Vol.4 No.4 1990
[5]姚娜，GIS、MapInfo与MapBasic学习教程，北京大学出版社，2000，P11
[6]王信义，陈庆林，压力容器制造安全技术及质量管理，中国劳动出版社，1991
[7]沈松泉，黄振仁，顾竟成，压力管道安全技术，东南大学出版社，2000，P275—313
[8]费宏伟，徐善诚，压力管道的临检工作，圧力容器，2002年
[9][美]防务系统管理学院，风险分析与管理指南，1999，P26
[10][美]e．j．亨利，可靠性工程与风险分析，P23—125
[11]顾祥柏，石油化工安全分析方法及应用，化学工业出版社，2001年
[12]袁榕，关卫和，杨铁成，在用城镇埋地燃气管道腐蚀、泄漏、缺陷检测和风险评价技术的进展，压力容器，2002年8期
[13]祁世芳，王东，工业管线安全评估模式的比较与分析，钢结构，2002年第4期
[14]United States Office of Pipeline Safety, Pipeline Statistics, http://ops.dot.gov
[15]API581 Risk-Based Inspection, ASME B31.8s Managing System Integrity of Gas Pipelines
[16]ASME B31.8s Managing System Integrity of Gas Pipelines
[17]宋怀亮，输气管线故障的产生原因及预防方法管道技术与设备，1996年04期
[18]廖柯熹，姚安林，张淮鑫，天然气管线失效故障树分析，天然气工业，2001年02期
[19]董玉华，高惠临，周敬恩，冯耀荣，霍春勇，长输管线失效状况模糊故障分析方法，石油学报，2002年04期
[20][美]W·E·维齐利，故障树手册，原子能出版社，1987
[21][日]综合安全工程学研究所，井上威恭，故障树分析安全工程学，机械工业出版礼，1989
[22]贾焰，王志英，知识库系统原理与技术，国防科技人学出版社，1993年
[23]高佳，黄祥瑞，沈祖培，一种新的编码故障树事故分析法，核动力工程，2001年第8期
[24]赵瑞清，王晖，邱涤虹，知识表示与推理，气象出版社，1991年
[25]严蔚敏，吴伟民，数据结构，清华大学出版社，1999年
[26]吴信才，地理信息系统设计与实现，电子工业出版社，2002，P23—68
[27]颜涯，邵佩英，吴平，基于SDE的城市规划管理信息系统，北京科技大学学报，2001．12， vol．23 no．6
[28]魏祖宽，金洪然，利用ActiveX技术的Web—enabled C／S地理信息系统的设计和实现，计算机工程与应用，1999，4
[29]毛锋，沈小华，艾丽双，ArcGIS 8开发与实践，科学出版社，2002，P236—276
[30]宋扬，李见为，曾航，钟建，基于组件式地理信息系统的二次开发， 重庆大学学报，2000年6期
[31]张超，地理信息系统实习教程，高等教育出版社，2000，P55—81
[32]Benmis .k., Ravid. B, ATopological Storage Model for Extensible GIS. Auot-Carto 10 , Geograph, USA, 1991
[33]萨师煊，王珊，数据库系统概论，高等教育出版社，2001，P172—178
[34]Thomas Devogele, On spatial database integration, Geographical Information Science, 1998, 12(4)
[35]龚健雅，面向对象集成化空间数据库管理系统的设计与实现，武汉测绘科技大学学报，2000年8期
[36]向怀坤，武文波，丁继新，GIS支持下的城市地下管道信息系统研究，北京工业大学学报，1999．9，Vol25 No3
[37]谭斌，地下管道数据模型的建立与应用，四川测绘，2001年1期
[38]黄洪程，陈江，祝勇仁，企业地下管道管理系统开发的初步研究，测绘科学，2003年3期
[39]李爱勤，大型GIS地理数据库的无缝组织，地理信息世界，1998年1期
[40]GB／T 14395-93，《城市地理要素．城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线编码结构规则》
[41]ESRI Corporation, Arclnfo Professional User's Guide, 2000
[42]ESRI Corporation, MapObject2.0 reference, 2000
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