專利名稱：應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及到一種在市政、城市規(guī)劃及測繪等行業(yè)進行綜合管線數(shù)據(jù)資源動態(tài)智 能建模與處理管理的方法，尤其是為了更好的管理和處理城市管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)資源，包括非 空間數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)模型，對傳統(tǒng)建模和處理方法進行了優(yōu)化和抽象化設計的方法， 具體地說是一種應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外比較流行的空間數(shù)據(jù)建模方法主要是采用第三方GIS平臺軟件進 行建庫，只解決了空間數(shù)據(jù)的以文件或數(shù)據(jù)庫方式的存儲問題(比如采用AutodeskMap/ ArcGis/Mapinfo等平臺)，即建好庫的空間數(shù)據(jù)沒有對這種復雜的關(guān)系進行自動識別和判 斷的能力。所以當用戶需要實施一個基礎空間數(shù)據(jù)模型的管理信息系統(tǒng)時，除了根據(jù)GIS 平臺軟件創(chuàng)建基本的圖層外，要實現(xiàn)復雜的空間關(guān)系等高級功能，比如對矢量圖層以及之 間建立約束關(guān)系、空間關(guān)系；就需要使用平臺的接口進行二次開發(fā)實現(xiàn)，這本身就增加了客 戶解決方案的時間成本和財務成本；而且后續(xù)維護還需要投入技術(shù)服務成本進行升級更 新。當前的空間數(shù)據(jù)建模方法只是利用了目前關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)表的基本特性， 支持基本的數(shù)據(jù)類型和空間幾何類型；與系統(tǒng)業(yè)務功能及外部服務不能靈活的建立接口關(guān) 系。不能滿足客戶空間數(shù)據(jù)資源管理的需要。管線網(wǎng)絡處理一般包括斷面處理、連通處理、 爆管處理等，常規(guī)的處理方法一般是只考慮網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，回路情況等，很少從空間包含關(guān) 系等管網(wǎng)業(yè)務實際情況來綜合考慮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)建模方法中的單一性、數(shù)據(jù)模型管理以及二次開發(fā)的復 雜性的問題，提出的一種能比較好地解決城市基礎信息資源建模，特別是市政、規(guī)劃及測繪 等行業(yè)中應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理方法，它包括以下 步驟步驟一建立城市綜合管線業(yè)務模型；步驟二 建立城市綜合管線各業(yè)務模型之間的關(guān)系步驟三建立城市綜合管線系統(tǒng)中綜合管線業(yè)務模型數(shù)據(jù)模板所述的綜合管線 業(yè)務模型數(shù)據(jù)模板用于批量生成綜合管線業(yè)務模型對象數(shù)據(jù)，該綜合管線數(shù)據(jù)模板包括若 干個具有相關(guān)關(guān)系的業(yè)務模型的屬性，這些屬性在模板中批量輸入或自動從關(guān)聯(lián)對象拷 貝；步驟四建立綜合管線各業(yè)務模型的索引、代碼綜合管線的各業(yè)務模型均具有
5唯一識別或分類特征的索引或代碼，各業(yè)務模型以前綴加自動序列編號，來自動生成該唯 一屬性值，其中前綴為若干屬性的組合，包括具有相關(guān)關(guān)系的幾何基本模型的屬性；步驟五建立綜合管線各業(yè)務模型的符號化動態(tài)關(guān)系包括主要要素和子要素， 以及要素變化的條件的設定，主要要素的符號化即指對幾何線段顏色、粗細的區(qū)分，對幾何 面的邊框顏色、邊框粗細，填充顏色，透明度的區(qū)分；其中主要要素是對綜合管線各業(yè)務模型對象的渲染，控制基本模型對象在地圖上 的顯示樣式；綜合管線基本模型的空間幾何類型包含點、線和面，對應到地圖上則顯示樣式 為幾何線段和幾何面；子要素由主要要素擴展而來，一個主要要素附加多個子要素；即每個綜合管線業(yè) 務模型都定義了多個空間幾何類型為點的標簽對象，它存在于綜合管線對象附近，實現(xiàn)地 圖上對綜合管線業(yè)務模型對象的標注；步驟六建立綜合管線各業(yè)務模型服務接口模塊該服務接口包括管線資源服務 接口，模型信息服務接口，模型編輯服務接口，網(wǎng)絡關(guān)系服務接口，模型定義服務接口，動態(tài) 符號化服務接口，模型業(yè)務信息服務接口，網(wǎng)絡運行情況服務接口 ；步驟七_ 一 在八種綜合管線對象基本模型的內(nèi)部均開放如步驟六所述的服務接 口，在主流CAD/GIS客戶端平臺上，通過Web Services調(diào)用上述服務接口，進行綜合管線設 計與信息維護、空間查詢和專題處理；顯示解析結(jié)果數(shù)據(jù)；步驟七-二 綜合管線系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲處理方法管線網(wǎng)絡處理包括斷面處理、連通 處理和爆管處理，根據(jù)網(wǎng)絡節(jié)點即管線井、網(wǎng)絡連接線即管線的空間分布情況，以及采用多 次遞歸的方法來統(tǒng)計要檢索的各綜合管線業(yè)務模型狀態(tài)信息。本發(fā)明的步驟一中，綜合管線系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)資源包括各種形狀、尺寸規(guī)格的污水 管線、雨水管線、一般閥門井、儀表設施、排水泵站、溢水閥門、滲水閥門、污水處理廠；所述 的綜合管線業(yè)務模型對象包括污水管線，雨水管線，管線井信息，一般管線井設施，排水泵 站，溢水閥門井，滲水閥門井，污水入口點，污水處理廠，排水區(qū)域污水管線為各種市政污水管線信息，包括生活、工業(yè)污水管線，主要屬性有排水系 統(tǒng)、材料、長度、直徑、起始高程、埋深和鋪筑年份的業(yè)務屬性，空間幾何類型為線或多線段， 包括帶弧的線段；雨水管線為城市雨水管線信息，主要包括有排水系統(tǒng)、材料、長度、直徑、起始高 程、埋深、建設年份的業(yè)務屬性，空間幾何類型為線或多線段，包括帶弧的線段；管線井信息為所有管線井設施的公共屬性信息，包括材料、形狀、地理坐標、高程、 建設年份的業(yè)務屬性，不保存空間幾何數(shù)據(jù)，空間幾何類型為無幾何；一般管線井設施為一般的管線井設施信息，包括排水系統(tǒng)、長度、直徑、起始高程、 鋪筑年份的業(yè)務屬性，空間幾何類型為點；排水泵站為泵站閥門設備信息，包括高水位、低水位、壓力、最大容積的業(yè)務屬性， 空間幾何類型為點；溢水閥門井為溢水閥門設備信息，包括水位、流量、頻度的業(yè)務屬性，空間幾何類 型為線或多線段，包括帶弧的線段；滲水閥門井為滲水閥門設備信息，包括水位、流量、頻度、滲水控制面積、寬度、長 度的業(yè)務屬性，空間幾何類型為線或多線段，包括孤島和帶多段弧的線段為邊界的復雜面對象；污水入口點是連接其他進戶管線的緩沖點，包括類別、建設年份、距離、流量限額 的業(yè)務屬性，空間幾何類型為點；污水處理廠為污水處理廠的屬性、幾何信息，包括占地面積、長度、寬度、建設年份 的業(yè)務屬性，空間幾何類型為面或多面，包括孤島的復雜多面體；排水區(qū)域為各種市政污水管線信息，包括排水系統(tǒng)、長度、直徑、起始高程、鋪筑年 份的業(yè)務屬性，空間幾何類型為面或多面，包括孤島的復雜多面體；所述的綜合管線系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)資源包括生活污水管線、工業(yè)污水管線、雨水管線、 混合污水管線、通用管線井、排水泵站、污水處理廠。本發(fā)明的步驟一中，所述的綜合管線業(yè)務模型都是空間幾何對象，創(chuàng)建為空間數(shù) 據(jù)庫對象并保存到空間關(guān)系數(shù)據(jù)庫中時，包括空間幾何屬性字段和若干不同數(shù)據(jù)類型的一 般屬性字段。本發(fā)明的步驟三中，業(yè)務模型屬性的數(shù)據(jù)類型包括一般數(shù)據(jù)庫類型和擴展的數(shù)據(jù) 類型；擴展的數(shù)據(jù)類型包括操作用戶、字典域，空間域、業(yè)務屬性。本發(fā)明的步驟三中，所述的類似規(guī)劃標準的綜合管線指在綜合管線設計階段，某 一個區(qū)域的綜合管線含有多個一般屬性值相近的綜合管線中心線，綜合管線中心線中又包 含一般屬性值相近的規(guī)劃綜合管線面，這些規(guī)劃到路面有一般屬性值相近的若干綜合管線 明細。本發(fā)明的步驟五中，要素符號變化條件為如下四個方面中的一個或多個根據(jù)起始管線井的關(guān)鍵特性確定管線的相關(guān)屬性、標注內(nèi)容；根據(jù)管線井的高程和水位來確定的管線最初的流向符號和旋轉(zhuǎn)角度；根據(jù)管線井閥門設備的壓力差來確定的管線運行的實時流向符號和旋轉(zhuǎn)角度；根據(jù)管線井的壓力范圍來定義閥門設備狀態(tài)符號的實時表現(xiàn)形式。本發(fā)明的步驟六中，綜合管線模型數(shù)據(jù)的業(yè)務應用通過調(diào)用所有對外開放的接口 功能來實現(xiàn)。本發(fā)明的步驟七_ 一中，空間數(shù)據(jù)模型是所有服務接口的基礎；地圖目錄服務接 口和模型信息服務接口是檢索瀏覽地圖數(shù)據(jù)的基礎服務；模型編輯服務接口響應客戶端對 具體模型對象的修改和更新并保存到數(shù)據(jù)庫，支持地圖編輯；模型符號化服務接口對外提 供模型對象符號化定義信息；模型業(yè)務信息服務接口是所有屬性查詢統(tǒng)計、專題數(shù)據(jù)處理 的基礎性服務；模型定義服務接口和模型關(guān)系服務接口是空間數(shù)據(jù)模型的屬性接口，用于 系統(tǒng)內(nèi)部使用，一般不對外提供服務。本發(fā)明的步驟七-二中，首先要統(tǒng)計綜合管線系統(tǒng)的空間分布情況；以供出方向的主線路為總線，統(tǒng)計總 線的方向，以及所連接的不同方向管線的管線井，統(tǒng)計回路方向的所有管線及管線井，以及 匯聚在同一管線井方向不同的管線；管線網(wǎng)絡斷面處理采用遞歸的方法遍歷所有與處理的縱、橫斷面空間相交的管 線、管線井、排水區(qū)域；根據(jù)所有交點的壓力、高程數(shù)據(jù)快速生成處理圖表；所述的管線包 括部分相交、完全相交、空間連接三種情況；所述的管線井包括一般管線井設施、排水泵站、 溢水閥門井、滲水閥門井；
管線網(wǎng)絡連通處理采用遞歸的方法遍歷所有管線井，包括一般管線井設施、排 水泵站、溢水閥門井、滲水閥門井，查詢所有連接管線，包括污水管線、雨水管線的方向是否 匯聚于該點的情況，如果所有管線的流向都是朝向該點或所有管線都無流向標志，輸出告 警信號即網(wǎng)絡在此點不通；爆管處理采用遞歸的方法統(tǒng)計網(wǎng)絡中有幾何類型為面的管線 井，包括一般管線井設施、排水泵站、溢水閥門井、滲水閥門井，滲水面積超過額定值時，認 定為已經(jīng)發(fā)生爆管，輸出告警信號；滲水范圍內(nèi)空間相交的管線的壓力差或水位差都為正， 則已經(jīng)發(fā)生爆管，輸出告警信號；統(tǒng)計所有幾何類型為點的管線井，如果連接管線中壓力差 或水位差都為正，則網(wǎng)絡不通，極有可能發(fā)生爆管，輸出告警信號。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供的建模及處理方法，達到了城市空間數(shù)據(jù)資源特別是綜合管線建模建 庫管理的靈活性、統(tǒng)一性，可以快速的創(chuàng)建各種綜合管線空間及非空間數(shù)據(jù)模型，能夠綜合 性地處理管網(wǎng)的運行狀態(tài)情況，可以為市政管理者提供比較準確地決策依據(jù)，很好地滿足 了城市信息化管理中對于綜合管線信息資源的有效管理，具有很大的推廣意義。本發(fā)明綜合管線動態(tài)網(wǎng)絡建模及處理方法是為了建立一個靈活的具有通用性質(zhì) 的空間數(shù)據(jù)建模平臺而設計，可以一次性定制具有多種屬性的信息包括基本數(shù)據(jù)類型、自 定義類型(數(shù)據(jù)域、操作用戶、地理對象等等)，而且能和業(yè)務管理功能、其他地理圖層自動 產(chǎn)生關(guān)聯(lián)關(guān)系。這種業(yè)務模型包含了一個或多個地理圖層的數(shù)據(jù)信息、空間幾何類型、之間 相關(guān)約束關(guān)系和空間關(guān)系。采用本發(fā)明的建模及處理方法可以快速構(gòu)建出一個能夠有效地對業(yè)務數(shù)據(jù)進行 有效管理和決策處理的空間信息化系統(tǒng)；使客戶端系統(tǒng)更大程度地脫離了對關(guān)系數(shù)據(jù)庫定 義的依賴，可以使客戶端系統(tǒng)更多地專注于對業(yè)務邏輯的深度挖掘處理；對空間管網(wǎng)數(shù)據(jù) 的處理提高了處理效率以及準確性，同時減少對第三方GIS平臺軟件依賴程度，降低地理 信息系統(tǒng)建設單位的建設投資成本；減少系統(tǒng)建設的周期和后期技術(shù)維護的服務成本。


圖1是本發(fā)明的流程圖。圖2是本發(fā)明的模型元數(shù)據(jù)內(nèi)部關(guān)系示意圖。圖3是本發(fā)明的模型對象之間的關(guān)系示意圖。圖4是本發(fā)明實施例的模型對象之間關(guān)系示意圖在市政地理信息系統(tǒng)中定義 污水管線、雨水管線、管線井信息、一般管線井設施、污水入口點、管線檢修記錄等對象的關(guān) 系。圖5是本發(fā)明實施例的模型符號化東臺關(guān)系示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。如圖1所示，一種應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理方 法，它包括以下步驟步驟一對城市綜合管線系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)資源進行抽象，創(chuàng)建綜合管線業(yè)務模型對 象所述的綜合管線系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)資源包括各種形狀、尺寸規(guī)格的污水管線、雨水管線、一般閥門井、儀表設施、排水泵站、溢水閥門、滲水閥門、污水處理廠等；所述的綜合管線業(yè) 務模型對象包括污水管線(PS_WSGX)，雨水管線(PS_YSGX)，管線井信息(PS_GXJ)，一般 管線井設施(PS_YBGXJ)，排水泵站(PS_PSBZ)，溢水閥門井(PS_YSFMJ)，滲水閥門井(PS_ SSFMJ)，污水入口點(PS_RKD)，污水處理廠(PS_WSCLC)，排水區(qū)域(S_PSQY)；步驟二 建立城市綜合管線各業(yè)務模型之間的關(guān)系綜合管線業(yè)務模型從網(wǎng)絡結(jié) 構(gòu)上看也是一個網(wǎng)絡模型，因為所有管線都是通過一到兩個管線井來連接，形成一個封閉 或半封閉的網(wǎng)絡，這樣的好處是因為管線內(nèi)水是流動的，有不同的方向性，管線網(wǎng)絡是流通 的，針對每一條管線或管線井的操作都會影響其他的管線或管線井，所以要在一開始建模 時定義好這種網(wǎng)絡關(guān)系，后期可以根據(jù)網(wǎng)絡業(yè)務規(guī)則來規(guī)范設計和檢索處理管線專題信 息；因此定義以上幾種管線業(yè)務模型之間的關(guān)系如下一條污水管線或雨水管線由一個或多個管線井(包括一般管線井設施、排水泵 站、溢水閥門井、滲水閥門井等)連接，為1 η關(guān)系；管線井信息(PS_GXJ)井包括，一般管線井設施(PS_YBGXJ)，排水泵站(PS_PSBZ)， 溢水閥門井(PS_YSFMJ)，滲水閥門井(PS_SSFMJ)，管線井信息與它們都是1 1唯一約束 關(guān)系；從污水處理廠(PS_WSCLC)在空間可以延伸出多條污水管線(PS_WSGX)，為1 η 關(guān)系；一條污水管線或雨水管線上會有多個污水入口點(PS_RKD)，為1 η關(guān)系，空間上 也是存在關(guān)系；排水區(qū)域(S_PSQY)；從空間上看可以包含多條污水管線(PS_WSGX)或雨水管線 (PS_YSGX)，空間包含關(guān)系；步驟三建立城市綜合管線系統(tǒng)中綜合管線業(yè)務模型數(shù)據(jù)模板所述的綜合管線 業(yè)務模型數(shù)據(jù)模板主要用于批量生成具有類似市政管線設計標準的綜合管線業(yè)務模型對 象數(shù)據(jù)，該綜合管線數(shù)據(jù)模板包括若干個具有相關(guān)關(guān)系的業(yè)務模型的屬性，這些屬性在模 板中批量輸入或按照設定的規(guī)則自動從關(guān)聯(lián)對象拷貝；步驟四建立綜合管線系統(tǒng)業(yè)務模型索引、代碼維護綜合管線業(yè)務模型的具體 數(shù)據(jù)具有嚴格的定義，索引或代碼，包括具有唯一約束的定義或特定范圍值內(nèi)具有唯一約 束的定義；即綜合管線業(yè)務模型具有唯一識別或分類特征的索引或代碼，它們以指定的前 綴加自動序列編號，來自動生成該唯一屬性值，其中前綴為若干屬性的組合，包括具有相關(guān) 關(guān)系的幾何基本模型的屬性；污水管線和雨水管線都以“起點代碼+終點代碼+流向代碼”定義為唯一索引；所有管線井(包括一般管線井設施、排水泵站、溢水閥門井、滲水閥門井等)都可 以“材料+直徑+形狀+序列編碼”或者管線井代碼定義為唯一索引；污水處理廠(PS_WSCLC)以“單位組織代碼”或者“行政區(qū)代碼+專業(yè)代碼”為唯 一索引；步驟五建立綜合管線各業(yè)務模型的符號化動態(tài)關(guān)系針對管線系統(tǒng)中管線的流 通性特點，動態(tài)符號化定義不同于其他行業(yè)的空間數(shù)據(jù)符號化定義，因為管線在設計時高 程以及在運行時網(wǎng)絡中的流向、壓力等參數(shù)是可能隨時變化的，那么符號化表現(xiàn)就需要能 夠及時的表現(xiàn)在客戶地圖界面，這就需要一套動態(tài)的符號化規(guī)則來實現(xiàn)，這是本方法的特色之一，而其他行業(yè)的空間數(shù)據(jù)符號化主要是對靜止條件下符號化表現(xiàn)來定義的，靈活性
要差一點；其中主要要素是對綜合管線業(yè)務模型對象的渲染定義，控制基本模型對象在地圖 上的顯示樣式；綜合管線基本模型的空間幾何類型包含點(Point)、線(Line/MultiLine) 和面(Polygon/MultiPolygon)，對應到地圖上則顯示樣式為幾何線段和幾何面；它包括對主要要素和子要素的定義，以及要素變化的條件規(guī)則的設定，主要要素 的符號化定義即指對幾何線段顏色、粗細的定義，對幾何面的邊框顏色、邊框粗細，填充顏 色，透明度的定義；子要素由主要要素擴展而來，一個主要要素附加多個子要素；即每個綜合管線業(yè) 務模型都定義了多個空間幾何類型為點的標簽對象，它存在于綜合管線對象附近，實現(xiàn)地 圖上對綜合管線業(yè)務模型對象的標注；標注內(nèi)容包括綜合管線車輛行駛方向、路名和路長； 子要素定義包括標注內(nèi)容顯示的字體、顏色、大小、旋轉(zhuǎn)角度、離被標注對象的偏移量；要素符號變化規(guī)則的設定是管線網(wǎng)絡模型特有的功能之一，包括如下規(guī)則 根據(jù)起始管線井的關(guān)鍵特性比如材料、直徑來確定管線的相關(guān)屬性、標注內(nèi) 容； 根據(jù)管線井的高程和水位來確定的管線最初的流向符號和旋轉(zhuǎn)角度； 根據(jù)管線井閥門設備的壓力差來確定的管線運行的實時流向符號和旋轉(zhuǎn)角 度； 根據(jù)管線井的壓力范圍來定義閥門設備狀態(tài)符號的實時表現(xiàn)形式等。步驟六綜合管線系統(tǒng)業(yè)務模型服務接口定義該服務接口包括管線資源服務接 口(Resources Service)，模型信息服務接口(Information Service)，模型編輯服務接 口(EditingService)，網(wǎng)絡關(guān)系服務接口 (Network Links Service)，模型定義服務接口 (Sewer DefinitionService)，動態(tài)符號化月艮務接口 (Dynamical Presentation Service), 模型業(yè)務信息服務接口 (Information Services)，網(wǎng)絡運行情況服務接口 (Network Status Service)；步驟七-一綜合管線系統(tǒng)業(yè)務模型智能空間數(shù)據(jù)模型的使用八種綜合管線對 象基本模型的內(nèi)部均實現(xiàn)并開放了如步驟六所述的服務接口，在主流CAD/GIS客戶端平臺 上，通過Web Services調(diào)用上述服務接口，進行綜合管線設計與信息維護、空間查詢和專題 處理；顯示解析結(jié)果數(shù)據(jù)。步驟七-二 綜合管線系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲處理方法管線網(wǎng)絡處理一般包括斷面處理、 連通處理、爆管處理等，本方法區(qū)別于常規(guī)的處理方法，除了優(yōu)先考慮網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)情況 外，還根據(jù)網(wǎng)絡節(jié)點(管線井)、網(wǎng)絡連接線(管線)的空間分布情況，以及采用多次遞歸的 方法來統(tǒng)計要檢索的管線及管線井的狀態(tài)信息。主要步驟如下 在本方法定義的網(wǎng)絡模型中，管線井既有幾何類型為點，也有幾何類型為面的， 所以管線井(包括一般管線井設施、排水泵站、溢水閥門井、滲水閥門井等)與管線(包括 污水管線、雨水管線等)的空間關(guān)系不僅有空間連接，也有空間包含或者空間相交的關(guān)系， 所以首先要統(tǒng)計管網(wǎng)空間分布情況； 以供出方向的主線路為總線，統(tǒng)計總線的方向，以及所連接的不同方向管線的 管線井，統(tǒng)計回路方向的所有管線及管線井，以及匯聚在同一管線井方向不同的管線；
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處理管線網(wǎng)絡連通情況時采用遞歸的方法遍歷所有管線井(包括一般管線井 設施、排水泵站、溢水閥門井、滲水閥門井等)，查詢所有(或是否存在)連接管線(包括污 水管線、雨水管線等)方向是否匯聚于該點的情況，如果有輸出告警信號； 處理爆管情況時，采用遞歸的方法統(tǒng)計網(wǎng)絡中有幾何類型為面的管線井(包括 一般管線井設施、排水泵站、溢水閥門井、滲水閥門井等)，滲水面積超過額定值時系統(tǒng)應該 為已經(jīng)發(fā)生爆管，要輸出告警信號； 滲水范圍內(nèi)空間相交的管線的壓力差或水位差都為正，則已經(jīng)發(fā)生爆管，要輸
出告警信號； 統(tǒng)計所有幾何類型為點的管線井，如果連接管線中壓力差或水位差都為正，則 網(wǎng)絡不通，極有可能發(fā)生爆管。本發(fā)明的綜合管線業(yè)務模塊包括中污水管線(PS_WSGX)描述了各種市政污水管線(比如生活、工業(yè)污水)，主要屬性 有排水系統(tǒng)、材料、長度、直徑、起始高程、埋深、鋪筑年份、等業(yè)務屬性，空間幾何類型為線 或多線段Line/MultiLine/Curve，包括帶弧的線段；雨水管線(PS_YSGX)描述了城市雨水管線，主要屬性有排水系統(tǒng)、材料、長度、直 徑、起始高程、埋深、建設年份等業(yè)務屬性，空間幾何類型為線或多線段Line/MultiLine/ Curve，包括帶弧的線段；管線井信息(PS_GXJ)描述了所有管線井設施(比如各種閥門井、泵站等)的公共 屬性信息，主要是考慮到數(shù)據(jù)庫冗余，所以抽象為一個公共數(shù)據(jù)模型，其屬性有材料、形狀、 地理坐標、高程、建設年份等業(yè)務屬性，不保存空間幾何數(shù)據(jù)，空間幾何類型為無幾何；一般管線井設施(PS_YBGXJ)描述了一般的管線井設施(比如一般的管線井儀表 設備、管線三通、多通等)，主要屬性有排水系統(tǒng)、長度、直徑、起始高程、鋪筑年份等業(yè)務屬 性，空間幾何類型為點(Point)；排水泵站(PS_PSBZ)、描述了泵站閥門設備信息，主要屬性有高水位、低水位、壓 力、最大容積等業(yè)務屬性，空間幾何類型為點(Point)；溢水閥門井(PS_YSFMJ)、描述了溢水閥門設備信息，主要屬性有水位、流量、頻度 等業(yè)務屬性，空間幾何類型為線或多線段Line/MultiLine/Curve，包括帶弧的線段；滲水閥門井(PS_SSFMJ)、描述了滲水閥門設備信息，主要屬性有水位、流量、 頻度、滲水控制面積、寬度、長度等業(yè)務屬性，空間幾何類型為線或多線段Polygon/ MultiPolygon，包括孤島和帶多段弧的線段為邊界的復雜面對象；污水入口點(PS_RKD)不同于一般的管線井點，它沒有設備放置，只是連接其他進 戶管線的緩沖點，主要屬性有類別、建設年份、距離、流量限額等業(yè)務屬性，空間幾何類型為 點(Point)；污水處理廠(PS_WSCLC)描述了污水處理廠(比如生活、工業(yè)污水)的屬性、幾何 信息，主要屬性有占地面積、長度、寬度、建設年份等業(yè)務屬性，空間幾何類型為面或多面 (Polygon/MultiPolygon)，包括孤島等復雜多面體；排水區(qū)域(PS_PSQY)。描述了各種市政污水管線(比如生活、工業(yè)污水)，主要 屬性有排水系統(tǒng)、長度、直徑、起始高程、鋪筑年份等業(yè)務屬性，空間幾何類型為面或多面 (Polygon/MultiPolygon)，包括孤島等復雜多面體；
所述的綜合管線系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)資源包括生活污水管線、工業(yè)污水管線、雨水管線、 混合污水管線、通用管線井、排水泵站、污水處理廠等。本發(fā)明的步驟一中，以上幾種綜合管線業(yè)務模塊都是空間幾何對象，創(chuàng)建為空間 數(shù)據(jù)庫對象并保存到空間關(guān)系數(shù)據(jù)庫中時，既包括空間幾何屬性字段，也有若干不同數(shù)據(jù) 類型的一般屬性字段；本發(fā)明的步驟三中，業(yè)務模型屬性的數(shù)據(jù)類型既包括一般數(shù)據(jù)庫類型，也包括擴 展的數(shù)據(jù)類型操作用戶、字典域，空間域，業(yè)務屬性等，這些屬性都與業(yè)務處理具有一定的 關(guān)系。本發(fā)明的步驟三中，所述的類似規(guī)劃標準的綜合管線指在綜合管線設計階段，某 一個區(qū)域的綜合管線含有多個一般屬性值相近的綜合管線中心線，綜合管線中心線中又包 含一般屬性值相近的規(guī)劃綜合管線面，同樣這些規(guī)劃到路面有一般屬性值相近的若干綜合 管線明細。本發(fā)明的步驟六中，綜合管線模型數(shù)據(jù)的業(yè)務應用通過調(diào)用所有對外開放的接口 功能來實現(xiàn)。本發(fā)明的步驟七-一中，空間數(shù)據(jù)模型是所有服務接口的基礎；地圖目錄服務接 口和模型信息服務接口是檢索瀏覽地圖數(shù)據(jù)的基礎服務；模型編輯服務接口響應客戶端對 具體模型對象的修改和更新并保存到數(shù)據(jù)庫，支持地圖編輯；模型符號化服務接口對外提 供模型對象符號化定義信息；模型業(yè)務信息服務接口是所有屬性查詢統(tǒng)計、專題數(shù)據(jù)處理 的基礎性服務；模型定義服務接口和模型關(guān)系服務接口是空間數(shù)據(jù)模型的屬性接口，用于 系統(tǒng)內(nèi)部使用，一般不對外提供服務。具體實施時一種應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理方法，它包括以下 步驟(1)、對城市綜合管線系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)資源進行抽象，創(chuàng)建綜合管線業(yè)務模型對象 所述的綜合管線系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)資源包括各種形狀、尺寸規(guī)格的污水管線、雨水管線、一般閥 門井、儀表設施、排水泵站、溢水閥門、滲水閥門、污水處理廠等；所述的綜合管線業(yè)務模型 對象包括污水管線(PS_WSGX)，雨水管線(PS_YSGX)，管線井信息(PS_GXJ)，一般管線井設 施(PS_YBGXJ)，排水泵站(PS_PSBZ)，溢水閥門井(PS_YSFMJ)，滲水閥門井(PS_SSFMJ)，污 水入口點(PS_RKD)，污水處理廠(PS_WSCLC)，排水區(qū)域(PS_PSQY)；以下表1-7為系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)資源，其中的七個業(yè)務模型的數(shù)據(jù)模型定義
權(quán)利要求
一種應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理方法，其特征是它包括以下步驟步驟一建立城市綜合管線業(yè)務模型；步驟二建立城市綜合管線各業(yè)務模型之間的關(guān)系步驟三建立城市綜合管線系統(tǒng)中綜合管線業(yè)務模型數(shù)據(jù)模板所述的綜合管線業(yè)務模型數(shù)據(jù)模板用于批量生成綜合管線業(yè)務模型對象數(shù)據(jù)，該綜合管線數(shù)據(jù)模板包括若干個具有相關(guān)關(guān)系的業(yè)務模型的屬性，這些屬性在模板中批量輸入或自動從關(guān)聯(lián)對象拷貝；步驟四建立綜合管線各業(yè)務模型的索引、代碼綜合管線的各業(yè)務模型均具有唯一識別或分類特征的索引或代碼，各業(yè)務模型以前綴加自動序列編號，來自動生成該唯一屬性值，其中前綴為若干屬性的組合，包括具有相關(guān)關(guān)系的幾何基本模型的屬性；步驟五建立綜合管線各業(yè)務模型的符號化動態(tài)關(guān)系包括主要要素和子要素，以及要素變化的條件的設定，主要要素的符號化即指對幾何線段顏色、粗細的區(qū)分，對幾何面的邊框顏色、邊框粗細，填充顏色，透明度的區(qū)分；其中主要要素是對綜合管線各業(yè)務模型對象的渲染，控制基本模型對象在地圖上的顯示樣式；綜合管線基本模型的空間幾何類型包含點、線和面，對應到地圖上則顯示樣式為幾何線段和幾何面；子要素由主要要素擴展而來，一個主要要素附加多個子要素；即每個綜合管線業(yè)務模型都定義了多個空間幾何類型為點的標簽對象，它存在于綜合管線對象附近，實現(xiàn)地圖上對綜合管線業(yè)務模型對象的標注；步驟六建立綜合管線各業(yè)務模型服務接口模塊該服務接口包括管線資源服務接口，模型信息服務接口，模型編輯服務接口，網(wǎng)絡關(guān)系服務接口，模型定義服務接口，動態(tài)符號化服務接口，模型業(yè)務信息服務接口，網(wǎng)絡運行情況服務接口；步驟七 一在八種綜合管線對象基本模型的內(nèi)部均開放如步驟六所述的服務接口，在主流CAD/GIS客戶端平臺上，通過Web Services調(diào)用上述服務接口，進行綜合管線設計與信息維護、空間查詢和專題處理；顯示解析結(jié)果數(shù)據(jù)；步驟七 二綜合管線系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲處理方法管線網(wǎng)絡處理包括斷面處理、連通處理和爆管處理，根據(jù)網(wǎng)絡節(jié)點即管線井、網(wǎng)絡連接線即管線的空間分布情況，以及采用多次遞歸的方法來統(tǒng)計要檢索的各綜合管線業(yè)務模型狀態(tài)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于綜合管線系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)資源管理的智能空間數(shù)據(jù)對 象建模及處理方法，其特征是所述的步驟一中，綜合管線系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)資源包括各種形狀、 尺寸規(guī)格的污水管線、雨水管線、一般閥門井、儀表設施、排水泵站、溢水閥門、滲水閥門、污 水處理廠；所述的綜合管線業(yè)務模型對象包括污水管線，雨水管線，管線井信息，一般管 線井設施，排水泵站，溢水閥門井，滲水閥門井，污水入口點，污水處理廠，排水區(qū)域污水管線為各種市政污水管線信息，包括生活、工業(yè)污水管線，主要屬性有排水系統(tǒng)、 材料、長度、直徑、起始高程、埋深和鋪筑年份的業(yè)務屬性，空間幾何類型為線或多線段，包 括帶弧的線段；雨水管線為城市雨水管線信息，主要包括有排水系統(tǒng)、材料、長度、直徑、起始高程、埋 深、建設年份的業(yè)務屬性，空間幾何類型為線或多線段，包括帶弧的線段；管線井信息為所有管線井設施的公共屬性信息，包括材料、形狀、地理坐標、高程、建設年份的業(yè)務屬性，不保存空間幾何數(shù)據(jù)，空間幾何類型為無幾何；一般管線井設施為一般的管線井設施信息，包括排水系統(tǒng)、長度、直徑、起始高程、鋪筑 年份的業(yè)務屬性，空間幾何類型為點；排水泵站為泵站閥門設備信息，包括高水位、低水位、壓力、最大容積的業(yè)務屬性，空間 幾何類型為點；溢水閥門井為溢水閥門設備信息，包括水位、流量、頻度的業(yè)務屬性，空間幾何類型為 線或多線段，包括帶弧的線段；滲水閥門井為滲水閥門設備信息，包括水位、流量、頻度、滲水控制面積、寬度、長度 的業(yè)務屬性，空間幾何類型為線或多線段，包括孤島和帶多段弧的線段為邊界的復雜面對 象；污水入口點是連接其他進戶管線的緩沖點，包括類別、建設年份、距離、流量限額的業(yè) 務屬性，空間幾何類型為點；污水處理廠為污水處理廠的屬性、幾何信息，包括占地面積、長度、寬度、建設年份的業(yè) 務屬性，空間幾何類型為面或多面，包括孤島的復雜多面體；排水區(qū)域為各種市政污水管線信息，包括排水系統(tǒng)、長度、直徑、起始高程、鋪筑年份的 業(yè)務屬性，空間幾何類型為面或多面，包括孤島的復雜多面體；所述的綜合管線系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)資源包括生活污水管線、工業(yè)污水管線、雨水管線、混合 污水管線、通用管線井、排水泵站、污水處理廠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理 方法，其特征在于，步驟一中，所述的綜合管線業(yè)務模型都是空間幾何對象，創(chuàng)建為空間數(shù) 據(jù)庫對象并保存到空間關(guān)系數(shù)據(jù)庫中時，包括空間幾何屬性字段和若干不同數(shù)據(jù)類型的一 般屬性字段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理 方法，其特征在于，步驟三中，業(yè)務模型屬性的數(shù)據(jù)類型包括一般數(shù)據(jù)庫類型和擴展的數(shù)據(jù) 類型；擴展的數(shù)據(jù)類型包括操作用戶、字典域，空間域、業(yè)務屬性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理 方法，其特征在于，步驟三中，所述的類似規(guī)劃標準的綜合管線指在綜合管線設計階段，某 一個區(qū)域的綜合管線含有多個一般屬性值相近的綜合管線中心線，綜合管線中心線中又包 含一般屬性值相近的規(guī)劃綜合管線面，這些規(guī)劃到路面有一般屬性值相近的若干綜合管線 明細。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理 方法，其特征在于，步驟五中，要素符號變化條件為如下四個方面中的一個或多個根據(jù)起始管線井的關(guān)鍵特性確定管線的相關(guān)屬性、標注內(nèi)容； 根據(jù)管線井的高程和水位來確定的管線最初的流向符號和旋轉(zhuǎn)角度； 根據(jù)管線井閥門設備的壓力差來確定的管線運行的實時流向符號和旋轉(zhuǎn)角度； 根據(jù)管線井的壓力范圍來定義閥門設備狀態(tài)符號的實時表現(xiàn)形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理 方法，其特征在于，步驟六中，綜合管線模型數(shù)據(jù)的業(yè)務應用通過調(diào)用所有對外開放的接口 功能來實現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理 方法，其特征在于，步驟七_ 一中，空間數(shù)據(jù)模型是所有服務接口的基礎；地圖目錄服務接 口和模型信息服務接口是檢索瀏覽地圖數(shù)據(jù)的基礎服務；模型編輯服務接口響應客戶端對 具體模型對象的修改和更新并保存到數(shù)據(jù)庫，支持地圖編輯；模型符號化服務接口對外提 供模型對象符號化定義信息；模型業(yè)務信息服務接口是所有屬性查詢統(tǒng)計、專題數(shù)據(jù)處理 的基礎性服務；模型定義服務接口和模型關(guān)系服務接口是空間數(shù)據(jù)模型的屬性接口，用于 系統(tǒng)內(nèi)部使用，一般不對外提供服務。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理 方法，其特征在于，步驟七-二中，首先要統(tǒng)計綜合管線系統(tǒng)的空間分布情況；以供出方向的主線路為總線，統(tǒng)計總線的 方向，以及所連接的不同方向管線的管線井，統(tǒng)計回路方向的所有管線及管線井，以及匯聚 在同一管線井方向不同的管線；管線網(wǎng)絡斷面處理采用遞歸的方法遍歷所有與處理的縱、橫斷面空間相交的管線、管 線井、排水區(qū)域；根據(jù)所有交點的壓力、高程數(shù)據(jù)快速生成處理圖表；所述的管線包括部分 相交、完全相交、空間連接三種情況；所述的管線井包括一般管線井設施、排水泵站、溢水閥 門井、滲水閥門井；管線網(wǎng)絡連通處理采用遞歸的方法遍歷所有管線井，包括一般管線井設施、排水泵 站、溢水閥門井、滲水閥門井，查詢所有連接管線，包括污水管線、雨水管線的方向是否匯聚 于該點的情況，如果所有管線的流向都是朝向該點或所有管線都無流向標志，輸出告警信 號即網(wǎng)絡在此點不通；爆管處理采用遞歸的方法統(tǒng)計網(wǎng)絡中有幾何類型為面的管線井，包括一般管線井設 施、排水泵站、溢水閥門井、滲水閥門井，滲水面積超過額定值時，認定為已經(jīng)發(fā)生爆管，輸 出告警信號；滲水范圍內(nèi)空間相交的管線的壓力差或水位差都為正，則已經(jīng)發(fā)生爆管，輸出 告警信號；統(tǒng)計所有幾何類型為點的管線井，如果連接管線中壓力差或水位差都為正，則網(wǎng) 絡不通，極有可能發(fā)生爆管，輸出告警信號。
全文摘要
一種應用于城市綜合管線系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)智能建模及處理方法，包括以下步驟建立城市綜合管線業(yè)務模型、業(yè)務模型之間的關(guān)系、業(yè)務模型數(shù)據(jù)模板、各業(yè)務模型的索引、代碼、符號化動態(tài)關(guān)系；建立業(yè)務模型服務接口模塊和業(yè)務模型智能空間數(shù)據(jù)模型的使用。本發(fā)明的方法充分利用了城市綜合管線系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)特點，提出了動態(tài)的符號化定義，對常規(guī)處理方法提出改進，達到了城市綜合管線系統(tǒng)中管理的統(tǒng)一性，快速的創(chuàng)建空間及非空間數(shù)據(jù)模型，真正實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)基于時空范圍的多維管理，很好地滿足了城市信息化管理中對于各種信息資源的有效管理，具有很大的推廣意義。
文檔編號G06Q10/00GK101964084SQ20101029183
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者馮強, 周繼山 申請人:南京中圖數(shù)碼科技有限公司