钢铁厂管网动态管理方法及系统与流程

1.本发明涉及钢铁厂管理领域，具体涉及一种钢铁厂管网动态管理方法及系统。


背景技术：

2.各类地上、地下管线是工业企业的重要基础设施，担负着为连续不断的生产提供电源、水源、气源、信息传递，以及为生产过程中的安全性、可靠性、低排放等提供有力保障。
3.一般情况下，钢铁企业管网的覆盖区域较小，但管线分布比较集中。而由于钢铁企业自身高度集成、工艺复杂的生产特点，使得厂区内管网种类和形式繁多，无形中增加了对管网数据的识别、运维难度，从而使得对管网的管理效率低、管理难度大。
4.因此，需要一种钢铁厂管网动态管理方法及系统，能够解决以上问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供钢铁厂管网动态管理方法及系统，能够助力监控管网运营动态，提高了管网管理效率，降低了管网管理难度。
6.本发明的钢铁厂管网动态管理方法，包括：
7.对全厂管网管理范围进行梳理，得到全厂管网管理范围梳理结果；
8.基于全厂管网管理范围梳理结果，对全厂管网组成进行细化分析，得到全厂管网组成清单；
9.根据全厂管网组成清单，对管网数据进行搜集和处理，得到全厂管网基础矢量数据；
10.以全厂管网基础矢量数据为基础，结合数字化技术和实际钢厂业务场景对全厂管网进行数字化动态管理。
11.进一步，所述全厂管网管理范围包括地上管网以及地下管网。
12.进一步，所述全厂管网组成清单包括给水管网、排水管网、热力管网、燃气管网、电力管网、电讯管网以及通风除尘管网。
13.进一步，所述管网数据包括管线数据以及管点数据。
14.进一步，所述管点包括多通点、检修井、偏心点、弯头、消防栓、闸阀井、变径点、化粪池、预留口、雨水篦子、进水口、污水井以及接线箱。
15.进一步，对管网数据进行搜集，具体包括：搜集图形数据以及属性信息；
16.所述图形数据包括全厂管线和管点的cad图形及归档蓝图；
17.所述属性信息包括管线属性信息以及管点属性信息；
18.所述管线属性包括管段编号、位置、隶属部门、管线材质、管径、壁厚、设计压力、工作压力、流速、管道要求、建设日期以及备注；
19.所述管点属性包括管点编号、管点名称、管点类型、隶属部门、所在管线、敷设方式、埋深、所在管段编号、管点参数、管道要求以及投产日期。
20.进一步，对管网数据进行处理，具体包括：
21.图形数据治理：a.对管线图形数据进行处理：将管线图形数据对照管网组成清单逐一划分为各个cad图层，再利用gis软件对管线cad数据进行转换、检查、修正，得到管线矢量数据；b.按照对管线图形数据进行处理的方式对管线对应的管点图形数据进行处理；
22.属性信息治理：将管线和管点属性信息对照管网组成清单逐一整理为各个属性表单，再利用gis软件将各属性表单对应连接到各个管线矢量图层和管点矢量图层，形成完整的管网矢量数据；
23.数据成果管理：将完整的管网矢量数据发布到gis服务器进行存储和管理，并将完整的管网矢量数据作为管网动态管理的数据来源。
24.一种钢铁厂管网动态管理系统，包括：管网查询模块、管网统计模块、管网断面分析模块、管网用户点管理模块、管网运营监管模块以及管网综合分析模块；
25.管网查询模块，用于对管线线路和管道管点按基本属性、业务属性和空间范围进行搜索查询；
26.管网统计模块，用于对管线线路和管道管点按基本属性、业务属性和空间范围进行数据统计；
27.管网断面分析模块，用于查看并分析全厂任意位置上所示管线的横断面空间特征，绘制与全厂现有管线的任意相交线段，并自动绘制相交线段所属垂直断面下各管线的横截面图；
28.管网用户点管理模块，用于管理全厂各类管线用户点的空间分布、用户点基本信息以及用户点与管线连接情况；
29.管网运营监管模块，用于动态监管管网运行情况；
30.管网综合分析模块，用于对全厂管网空间与逻辑连接关系进行连通性分析、流向分析、爆管分析、关阀分析、净距分析以及覆土分析。
31.进一步，所述动态监管管网运行情况，具体包括：
32.管网参数分析：对目标管网的监测数据进行动态统计分析并进行展示；
33.管网状态分析：根据目标管网的监测数据对目标管网的运营状态进行动态判识；
34.管网异常分析：展示目标管网的异常情况记录清单。
35.进一步，所述连通性分析是对各条管线的连通状况进行分析；
36.所述流向分析是对各条管线的流向进行分析；
37.所述爆管分析是对各条管线爆管影响范围以及阀门启闭状态进行分析；
38.所述关阀分析是对目标管线上的阀门进行关闭模拟分析，得到阀门关闭方案；
39.所述净距分析是对各条管线在水平和垂直方向的分布间距进行分析，并查看各条管线是否符合钢厂的标准规定；
40.所述覆土分析是对各条管线起始点的埋深或标高进行标示。
41.本发明的有益效果是：本发明公开的一种钢铁厂管网动态管理方法及系统，通过梳理全厂管网管理范围，明确全厂现有管网对象类型；随后再进一步细化全厂管网组成；根据细化得到的全厂管网组成清单，对各管网对象相关数据进行搜集和处理，得到完整的全厂管网基础矢量数据；最后以全厂管网基础矢量数据为基础，结合地理信息、物联网等数字化技术和实际钢厂业务场景进行全厂管网数字化动态管理，辅助了全厂管网数据的宏观整合与管理，助力了管网运营动态监控，提高了管理效率，支撑了业务决策。
附图说明
42.下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
43.图1为本发明的方法流程示意图；
44.图2为本发明的管网查询示意图；
45.图3为本发明的管网统计示意图；
46.图4为本发明的管网断面分析示意图；
47.图5为本发明的管网综合分析示意图。
具体实施方式
48.以下结合说明书附图对本发明做出进一步的说明，如图所示：
49.本发明的钢铁厂管网动态管理方法，包括如下步骤：
50.s1.对全厂管网管理范围进行梳理，得到全厂管网管理范围梳理结果；
51.s2.基于全厂管网管理范围梳理结果，对全厂管网组成进行细化分析，得到全厂管网组成清单；
52.s3.根据全厂管网组成清单，对管网数据进行搜集和处理，得到全厂管网基础矢量数据；
53.s4.以全厂管网基础矢量数据为基础，结合数字化技术和实际钢厂业务场景对全厂管网进行数字化动态管理。其中，所述数字化技术采用现有的基于地理信息以及物联网的技术。
54.本实施例中，所述全厂管网管理范围包括地上管网以及地下管网。
55.所述全厂管网组成清单包括给水管网、排水管网、热力管网、燃气管网、电力管网、电讯管网以及通风除尘管网。
56.其中，给水管网包括全厂及各单元生产水、生活水、消防水、生产循环水、软水、中水；
57.排水管网包括全厂及各单元生产污水、生活污水、雨排水；
58.热力管网包括全厂及各单元采暖供水、采暖回水、蒸汽、压缩空气；
59.燃气管网包括全厂及各单元煤气、氧气、氮气、氩气；
60.电力管网包括全厂及各单元照明线、架空电缆、直埋电缆、电缆沟；
61.电讯管网包括全厂及各单元电讯电缆、通讯光纤；
62.通风除尘管网包括全厂及各单元通风除尘管。
63.本实施例中，所述管网数据包括管线数据以及管点数据。其中，管线即管道的路由线路，管点即各类型管道附属物及重要节点；
64.所述管点包括多通点、检修井、偏心点、弯头、消防栓、闸阀井、变径点、化粪池、预留口、雨水篦子、进水口、污水井以及接线箱。
65.本实施例中，步骤s3中，对照现有管网组成，以各管网所对应的管线和管点设施为研究对象，与钢厂全厂及各工艺单元相关管理部门沟通对接，搜集相关数据和信息，并对其进行数字化处理。
66.对管网数据进行搜集，具体包括：搜集图形数据以及属性信息；
67.所述图形数据包括全厂管线和管点的cad图形及归档蓝图；其中，cad图形及归档
蓝图的数据来源包括钢厂最新一版的cad全厂设计数据、勘测数据和最新遥感影像；
68.所述属性信息包括管线属性信息以及管点属性信息；
69.所述管线属性包括管段编号、位置、隶属部门、管线材质、管径(mm)、壁厚(mm)、设计压力(mpa)(g)、工作压力(mpa)(g)、流速(m/s)、管道要求、建设日期以及备注；
70.所述管点属性包括管点编号、管点名称、管点类型、隶属部门、所在管线、敷设方式、埋深(m)、所在管段编号、管点参数、管道要求以及投产日期。
71.本实施例中，对管网数据进行处理，具体包括：
72.图形数据治理：
73.a.对管线图形数据进行处理：将管线图形数据对照管网组成清单逐一划分为各个cad图层，再利用gis软件对管线cad数据进行转换、检查、修正，得到管线矢量数据；
74.b.按照对管线图形数据进行处理的方式对管线对应的管点图形数据进行处理；
75.通过上述操作，将管线转为矢量线图层，管点转为矢量点图层；再以矢量数据为对象进行图形的拓扑关系检测，修正管线和管点的位置或图形错误；
76.属性信息治理：将管线和管点属性信息对照管网组成清单逐一整理为各个属性表单，再利用gis软件将各属性表单对应连接到各个管线矢量图层和管点矢量图层，形成完整的管网矢量数据；也即是，将搜集的管线和管点属性信息按照预设的属性字段进行归档，统一属性数据的类型、长度、有效位数等信息，并将管线和管点的属性信息与矢量图形进行连接，得到全厂完整的管网矢量数据；
77.数据成果管理：将完整的管网矢量数据发布到gis服务器进行存储和管理，并将完整的管网矢量数据作为管网动态管理的数据来源。
78.基于上述钢铁厂管网动态管理方法，相应地，本实施例还提供了一种钢铁厂管网动态管理系统。
79.所述钢铁厂管网动态管理系统，包括：管网查询模块、管网统计模块、管网断面分析模块、管网用户点管理模块、管网运营监管模块以及管网综合分析模块；
80.管网查询模块，用于对管线线路和管道管点按基本属性、业务属性和空间范围进行搜索查询；其中，查询结果可以高亮显示，以方便用户对目标数据进行操作；按空间范围进行搜索查询是指按特定空间位置或范围进行搜索查询：可以在系统中画一条直线或者一个区域，就能显示出交于该直线或者所画区域中的所有管线和观点的属性信息，查询的结果可以导出shp数据和cad数据，以便编辑和更新；如图2所示，管网查询模块内容包括：选择查询类型，确定进行管线查询或是管点查询；选择查询图层，确定查询对象的矢量数据；设置查询范围，确定查询的空间范围及其缓冲区域大小；设置查询类别，查询类别包括材质、管径(管线)、类型(管点)、敷设方式、责任部门。
81.管网统计模块，用于对管线线路和管道管点按基本属性、业务属性和空间范围进行数据统计；其中，统计结果可以导出excel表，以便编辑和存储；如图3所示，管网统计模块内容包括：选择统计类型，确定进行管线统计或是管点统计；选择统计图层，确定统计对象的矢量数据；设置统计范围，确定统计的空间范围及其缓冲区域大小；设置统计类型，统计类型包括材质、类型(管点)、敷设方式、责任部门。
82.管网断面分析模块，用于查看并分析全厂任意位置上所示管线的横断面空间特征，绘制与全厂现有管线的任意相交线段，并自动绘制相交线段所属垂直断面下各管线的
横截面图；如图4所示，根据需要在系统中选择并加载需要参与断面分析的管线图层，并在系统上通过绘制与目标管线相交的断面线来确定断面分析的位置，模块会根据地面和管线高程等信息自动绘制出管线断面情况。
83.管网用户点管理模块，用于管理全厂各类管线用户点的空间分布、用户点基本信息以及用户点与管线连接情况；本实施例中，支持两种方式对用户点进行管理，1.“按点管理”：自动将全厂所有管线用户点展示在钢厂地图上，用户点符号样式按照所属管线类型的不同区别显示，点击单个用户点弹窗展示管点详情信息，同时可对用户点进行条件筛选；2.“按线管理”：选择目标线图层，该管线及其附属用户点会自动显示，点击该管网组成中某一根管段，该管段及分布于该管段上的用户点会高亮显示，并弹出用户点信息。
84.管网运营监管模块，用于动态监管管网运行情况；本实施例中，所述动态监管管网运行情况，具体包括：
85.管网参数分析：对目标管网的监测数据进行动态统计分析并进行展示；
86.管网状态分析：根据目标管网的监测数据对目标管网的运营状态进行动态判识；
87.管网异常分析：展示目标管网的异常情况记录清单。
88.管网综合分析模块，用于对全厂管网空间与逻辑连接关系进行连通性分析、流向分析、爆管分析、关阀分析、净距分析以及覆土分析。
89.本实施例中，所述连通性分析是对各条管线的连通状况进行分析；通过连通性分析可以查看一条管线或者多条管线连通的相关管线，方便工作人员进行检修，连通结果以高亮的方式进行可视化展示。如图5所示，在管网上随机点选两个点，点击“分析”判断两点之间是否连通，若连通则高亮显示连接两点的管段，并弹出管段信息；
90.所述流向分析是对各条管线的流向进行分析；通过流向分析可以查看一条管线的流向，也可以查看与它相关联管线的流向信息，方便工作人员掌握生产信息，流向结果以动态箭头的方式进行可视化展示。如图5所示，选择需要分析的管线，该管线介质的流向情况自动在地图上进行动态模拟展示；
91.所述爆管分析是对各条管线爆管影响范围以及阀门启闭状态进行分析；如图5所示，拾取任意管线上的任意一点作为管线爆管位置，点击“分析”，会自动筛选出该位置下管段破裂时受到影响的管线，并分析出需要关闭的阀门；也可以通过鼠标选择爆管位置，系统反馈爆管上游最近阀门，同时追踪爆管下游设施并高亮，找到构成最小封闭区域的所有阀门，方便工作人员进行检修和风险点的排查。
92.所述关阀分析是对目标管线上的阀门进行关闭模拟分析，得到阀门关闭方案；如图5所示，先选择目标管线，再按编号选择该管线上某一阀门进行模拟关闭，会自动分析出该阀门关闭后受到影响的管段并进行差异性可视化展示，罗列其详细信息；通过图形交互方式，获得阀门控制信息，方便工作人员使用阀门控制信息进行筛选，得出最优关阀方案，得到必须关闭的阀门和影响的用户。
93.所述净距分析是对各条管线在水平和垂直方向的分布间距进行分析，并查看各条管线是否符合钢厂的标准规定；
94.所述覆土分析是对各条管线起始点的埋深或标高进行标示。通过覆土分析方便工作人员掌握地下管线位置，避免更新管线时打断其他管线，造成不必要损失。
95.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较
佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。