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基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的城市天然氣管網(wǎng)管理與應(yīng)急系統(tǒng)研究

來(lái)源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-19 08:13:18
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基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的城市天然氣管網(wǎng)管理與應(yīng)急系統(tǒng)研究【摘要】:天然氣是目前我國(guó)大力推廣的能源,是城市燃?xì)馐聵I(yè)的主要組成部分。但是傳統(tǒng)的天然氣供應(yīng)系統(tǒng)存在兩方面急需解決的問(wèn)題:傳統(tǒng)管理方法

【摘要】:天然氣是目前我國(guó)大力推廣的能源,是城市燃?xì)馐聵I(yè)的主要組成部分。但是傳統(tǒng)的天然氣供應(yīng)系統(tǒng)存在兩方面急需解決的問(wèn)題:傳統(tǒng)管理方法的低效和管網(wǎng)系統(tǒng)的安全隱患。本文基于管理和應(yīng)急兩方面的需求,采用了基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu),嘗試開(kāi)發(fā)天然氣管網(wǎng)專用的地理信息系統(tǒng),并對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)、管網(wǎng)專用模型、管網(wǎng)應(yīng)急搶修與監(jiān)控和天然氣泄漏擴(kuò)散模型及仿真等四方面進(jìn)行了深入研究。 本文通過(guò)大量參考文獻(xiàn)的分析、比較和研究,提出了基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的管網(wǎng)管理與應(yīng)急系統(tǒng)架構(gòu)。在此基礎(chǔ)之上,利用ArcGIS系列軟件搭建了系統(tǒng)平臺(tái),開(kāi)發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的天然氣管網(wǎng)管理與應(yīng)急系統(tǒng),并進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試。 利用面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)模型,并根據(jù)天然氣管網(wǎng)特點(diǎn),制定了管網(wǎng)專用模型的設(shè)計(jì)原則,運(yùn)用UML靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖建立了模型,通過(guò)原始管網(wǎng)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、編輯和整飾,并將模型應(yīng)用到本系統(tǒng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)際供氣系統(tǒng)的模擬。 本文對(duì)最短路徑算法和管網(wǎng)監(jiān)控進(jìn)行了深入研究。其中,通過(guò)對(duì)模擬退火算法、遺傳算法和蟻群算法等三種啟發(fā)式算法進(jìn)行比較分析,研究并實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)型蟻群算法的最短路徑計(jì)算程序,用于在系統(tǒng)中計(jì)算泄漏點(diǎn)與維修站的最佳路線,有效地縮短了應(yīng)急搶修的響應(yīng)時(shí)間。通過(guò)圖層與數(shù)據(jù)庫(kù)的字段關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)了氣壓數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與預(yù)警。 根據(jù)天然氣泄漏及擴(kuò)散特點(diǎn),對(duì)氣體泄漏的高斯擴(kuò)散模型進(jìn)行了理論研究。并利用該模型計(jì)算出天然氣擴(kuò)散的范圍和濃度分布邊界值,模型計(jì)算結(jié)果在系統(tǒng)中得到了可視化的表現(xiàn)。本文還利用GIS空間綜合分析功能對(duì)受影響的建筑和人口進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。 經(jīng)試運(yùn)行,本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,有良好的可視化表現(xiàn)能力,實(shí)用性強(qiáng),運(yùn)行效果良好。新研究的空間數(shù)據(jù)專用模型、改進(jìn)算法及氣體擴(kuò)散仿真模型在系統(tǒng)平臺(tái)中能夠協(xié)同操作,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的天然氣管網(wǎng)管理及應(yīng)急的大部分功能。 本論文的部分成果可直接應(yīng)用于天然氣供應(yīng)系統(tǒng)中,以改善目前的管理模式和安全應(yīng)急現(xiàn)狀。 【關(guān)鍵詞】:地理信息系統(tǒng) 天然氣管網(wǎng)系統(tǒng) 空間數(shù)據(jù)模型 蟻群算法 高斯擴(kuò)散模型
【學(xué)位授予單位】:清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2010
【分類號(hào)】:TU996.8
【目錄】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-10
  • 第1章 引言10-26
  • 1.1 研究背景10-13
  • 1.1.1 我國(guó)城市燃?xì)馐聵I(yè)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
  • 1.1.2 城市天然氣供應(yīng)系統(tǒng)11
  • 1.1.3 傳統(tǒng)管理方法的效率問(wèn)題11-12
  • 1.1.4 天然氣管網(wǎng)的安全問(wèn)題12-13
  • 1.2 選題意義13-15
  • 1.2.1 地理信息系統(tǒng)與天然氣管網(wǎng)管理13-14
  • 1.2.2 天然氣管網(wǎng)的監(jiān)控和應(yīng)急14-15
  • 1.3 國(guó)內(nèi)外研究狀況15-18
  • 1.3.1 GIS 技術(shù)在燃?xì)庑袠I(yè)的應(yīng)用15-16
  • 1.3.2 ComGIS 和WebGIS16-17
  • 1.3.3 幾種天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)的研究17-18
  • 1.4 主要研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)18-21
  • 1.4.1 研究目標(biāo)的確定18
  • 1.4.2 管網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)18-19
  • 1.4.3 管網(wǎng)專用模型的研究19-20
  • 1.4.4 管網(wǎng)監(jiān)控及應(yīng)急搶修的最短路徑算法研究20-21
  • 1.4.5 天然氣泄漏擴(kuò)散模型及仿真研究21
  • 1.5 功能需求與研究方案21-24
  • 1.5.1 功能需求21-23
  • 1.5.2 研究方案23-24
  • 1.6 論文結(jié)構(gòu)24-26
  • 第2章 管網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)26-44
  • 2.1 系統(tǒng)架構(gòu)26-28
  • 2.2 ESRI 的ArcGIS 軟件系列28-30
  • 2.2.1 ArcGIS 系列軟件的發(fā)展史28-29
  • 2.2.2 ArcGIS 系列軟件簡(jiǎn)介29-30
  • 2.3 地圖服務(wù)器端采用ArcGIS Server REST API30-35
  • 2.3.1 基于ArcGIS Server 的開(kāi)發(fā)方案30-32
  • 2.3.2 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類型:SOAP 和REST32-34
  • 2.3.3 REST API34-35
  • 2.4 網(wǎng)站服務(wù)器端采用ArcGIS API for Silverlight35-38
  • 2.4.1 RIA 與傳統(tǒng)Web 應(yīng)用35-36
  • 2.4.2 主要的RIA 引擎36-37
  • 2.4.3 Silverlight API37-38
  • 2.5 開(kāi)發(fā)環(huán)境38
  • 2.5.1 硬件環(huán)境38
  • 2.5.2 軟件環(huán)境38
  • 2.6 系統(tǒng)平臺(tái)的搭建38-43
  • 2.6.1 地圖服務(wù)器的搭建38-41
  • 2.6.2 網(wǎng)站服務(wù)器的搭建41-43
  • 2.7 本章小結(jié)43-44
  • 第3章 管網(wǎng)專用模型的研究與實(shí)現(xiàn)44-60
  • 3.1 基于ArcGIS 的管網(wǎng)數(shù)據(jù)模型44-46
  • 3.1.1 Geodatabase44-45
  • 3.1.2 管網(wǎng)模型45-46
  • 3.2 管網(wǎng)數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)原則46-47
  • 3.3 管網(wǎng)專用模型的建立47-53
  • 3.3.1 建模工具VISIO47-48
  • 3.3.2 用VISIO 建立天然氣管網(wǎng)數(shù)據(jù)模型48-52
  • 3.3.3 模型轉(zhuǎn)換及導(dǎo)入空間數(shù)據(jù)庫(kù)52-53
  • 3.4 管網(wǎng)地圖數(shù)據(jù)的編輯53-59
  • 3.4.1 管網(wǎng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入54-56
  • 3.4.2 坐標(biāo)系和仿射變換56-57
  • 3.4.3 管網(wǎng)地圖修飾57-59
  • 3.5 本章小結(jié)59-60
  • 第4章 管網(wǎng)應(yīng)急搶修與監(jiān)控60-76
  • 4.1 研究?jī)?nèi)容60
  • 4.1.1 應(yīng)急搶修的最短路徑算法60
  • 4.1.2 管網(wǎng)監(jiān)控60
  • 4.2 應(yīng)急搶修的最短路徑算法60-71
  • 4.2.1 算法與復(fù)雜度理論61-62
  • 4.2.2 三種最短路徑算法的介紹與比較62-66
  • 4.2.3 蟻群算法的實(shí)現(xiàn)66-70
  • 4.2.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析70-71
  • 4.3 管網(wǎng)監(jiān)控71-75
  • 4.3.1 圖層與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)71-73
  • 4.3.2 氣壓數(shù)據(jù)的可視化表現(xiàn)73-75
  • 4.4 本章小結(jié)75-76
  • 第5章 天然氣泄漏擴(kuò)散模型及仿真研究76-87
  • 5.1 研究?jī)?nèi)容76
  • 5.1.1 天然氣擴(kuò)散模型及可視化76
  • 5.1.2 空間分析與統(tǒng)計(jì)76
  • 5.2 天然氣擴(kuò)散模型及可視化76-82
  • 5.2.1 天然氣泄漏的危害性76-77
  • 5.2.2 天然氣擴(kuò)散影響因素77
  • 5.2.3 擴(kuò)散模型分類77-78
  • 5.2.4 瞬時(shí)擴(kuò)散模型78-79
  • 5.2.5 連續(xù)源擴(kuò)散模型79
  • 5.2.6 模型實(shí)現(xiàn)79-82
  • 5.3 空間分析與統(tǒng)計(jì)82-85
  • 5.3.1 建立緩沖區(qū)82-83
  • 5.3.2 疊加分析83-85
  • 5.4 本章小結(jié)85-87
  • 第6章 管網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)87-105
  • 6.1 功能需求87-88
  • 6.2 系統(tǒng)界面88-89
  • 6.3 簡(jiǎn)單功能模塊的實(shí)現(xiàn)89-94
  • 6.3.1 瀏覽控制89-90
  • 6.3.2 圖層控制90
  • 6.3.3 信息查詢90
  • 6.3.4 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)90-91
  • 6.3.5 應(yīng)用實(shí)例91-94
  • 6.4 復(fù)雜功能模塊的實(shí)現(xiàn)94-99
  • 6.4.1 特殊數(shù)據(jù)94-95
  • 6.4.2 分級(jí)渲染95-96
  • 6.4.3 簡(jiǎn)單編輯96
  • 6.4.4 應(yīng)用實(shí)例96-99
  • 6.5 管網(wǎng)搶修模塊的實(shí)現(xiàn)99-102
  • 6.5.1 管網(wǎng)監(jiān)控99
  • 6.5.2 最短路徑99-100
  • 6.5.3 應(yīng)用實(shí)例100-102
  • 6.6 災(zāi)害仿真模塊的實(shí)現(xiàn)102-104
  • 6.6.1 擴(kuò)散模型102
  • 6.6.2 影響統(tǒng)計(jì)102
  • 6.6.3 應(yīng)用實(shí)例102-104
  • 6.7 本章小結(jié)104-105
  • 第7章 結(jié)論105-108
  • 7.1 論文主要工作的總結(jié)105-106
  • 7.2 不足與展望106-108
  • 參考文獻(xiàn)108-111
  • 致謝111-112
  • 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果112


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有毒液體物質(zhì)儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的事故危險(xiǎn)性研究    劉平健

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物流配送及其運(yùn)輸調(diào)度優(yōu)化研究    孟小平

輸氣干線壓縮機(jī)站優(yōu)化運(yùn)行研究    高松竹

散裝液體化學(xué)品海上泄露事故應(yīng)急決策系統(tǒng)研究    張連豐

基于GIS的水運(yùn)氣體化學(xué)品泄漏大氣擴(kuò)散模擬系統(tǒng)研究    莊學(xué)強(qiáng)

基于GIS的城市防震減災(zāi)信息管理與智能分析系統(tǒng)研究    徐敬海

GIS支持下的西北太平洋熱帶氣旋研究    陸濤

基于MapX的最優(yōu)路徑搜索理論與實(shí)施技術(shù)研究    楊春曉

地震次生災(zāi)害的數(shù)值模擬    余世舟

地理信息系統(tǒng)在電力調(diào)度優(yōu)化中的應(yīng)用    馬帥;趙煒;謝金鑫;石闊;任偉建;

天然氣管網(wǎng)工程檔案的管理    徐寶華;

廣東省全面開(kāi)工建設(shè)天然氣管網(wǎng)    本刊通訊員;

淺析城鎮(zhèn)天然氣管網(wǎng)的選擇和優(yōu)化    茍曉充;

山西省方山縣天然氣進(jìn)城項(xiàng)目建設(shè)開(kāi)工    本刊通訊員;

天然氣調(diào)壓站工藝方案設(shè)計(jì)實(shí)踐    盧祥林;

工程信息    

不同GIS平臺(tái)下供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的研究    于志強(qiáng);田一梅;

各地燃?xì)鈩?dòng)態(tài)    

某天然氣管網(wǎng)穿越區(qū)工程地質(zhì)問(wèn)題分析    潘金鶴;敬佳;劉承新;

基于ArcGIS的燃?xì)庑袠I(yè)信息管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和可視化應(yīng)用    盛俊文;何高奇;程欣欣;郭衛(wèi)斌;何飛鳳;

應(yīng)用ArcGIS軟件管理地形數(shù)據(jù)    徐作誠(chéng);何阿林;

ArcGIS軟件在地圖制圖中的應(yīng)用    周秀華;

基于ArcGIS Engine的羊安鎮(zhèn)土地利用信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    高寵;劉強(qiáng);

基于ArcGIS Mobile的海事移動(dòng)GIS研究與實(shí)現(xiàn)    彭樹標(biāo);

基于ArcGIS的江蘇面雨量實(shí)況和預(yù)報(bào)成圖技術(shù)探討    李進(jìn)喜;戴維士;曾明劍;陳景麗;陳鵬;周雯嫣;姚薇;

基于ArcGIS鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用總體規(guī)劃符號(hào)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    王石泉;謝文全;姚高偉;

如何在EzMap環(huán)境下使用ArcGIS的圖形數(shù)據(jù)    金剛;張暖;賴超;韓磊;

基于FME組件開(kāi)發(fā)ArcGIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換插件的方法研究    尹粟;施昆;高忠;

ArcGIS的水文分析淺談    張光偉;羌鑫林;

江西省天然氣管網(wǎng)工程開(kāi)工建設(shè)    姜小毛周益民

永濟(jì)天然氣管網(wǎng)開(kāi)工建設(shè)    皮海峰 行勇安

云南首個(gè)城市天然氣管網(wǎng)開(kāi)建    首席記者 吳曉松

海西天然氣管網(wǎng)二期工程開(kāi)工    黃西雷 郭永生

市城區(qū)天然氣管網(wǎng)覆蓋8萬(wàn)余人    本報(bào)記者 萬(wàn)亮發(fā)

三鎮(zhèn)天然氣管網(wǎng)主體工程竣工    記者 馮勁松 通訊員 王思敏

江西省天然氣管網(wǎng)工程開(kāi)建    記者 桂榕何寶慶

臨汾一市四縣(區(qū))天然氣管網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目開(kāi)工    李玟

天然氣管網(wǎng)年底通至平谷    記者 王東亮

我市高壓天然氣管網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃通過(guò)專家評(píng)審    記者 鄭代玉

高壓天然氣管網(wǎng)動(dòng)態(tài)模擬與壅塞流動(dòng)特性研究    劉慶堂

大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)最短路徑的分層優(yōu)化算法研究    宋青

基于ArcGIS Server的震害風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)研究    王俊杰

ArcGIS支持下的小流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染模型研究    陳學(xué)華

突發(fā)事件條件下應(yīng)急交通路徑選擇模型研究    劉妍

大型天然氣管網(wǎng)仿真計(jì)算引擎的研究與實(shí)現(xiàn)    鄭建國(guó)

商空間理論在網(wǎng)絡(luò)路徑分析中研究    何富貴

水信息技術(shù)在城市雨洪系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    馬立山

基于分布式存儲(chǔ)的虛擬地理環(huán)境關(guān)鍵技術(shù)研究    岳利群

一種基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的空間數(shù)據(jù)模型及其特殊應(yīng)用    羅德安

基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的城市天然氣管網(wǎng)管理與應(yīng)急系統(tǒng)研究    徐鑫磊

基于ArcGIS API for Flex的人性化路徑搜索算法研究及實(shí)現(xiàn)    左振華

基于ArcGIS的綜合管網(wǎng)信息系統(tǒng)集成研究    王拓

基于ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析的光纖路由自動(dòng)設(shè)計(jì)功能研究與實(shí)現(xiàn)    李賽

基于ArcGIS Engine的理縣病蟲害監(jiān)測(cè)與預(yù)警地理信息系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)    任利民

基于ArcGIS的重慶地下河數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)發(fā)布研究    李超

基于ArcGIS Engine的洪水信息數(shù)據(jù)分析    金鑫

基于ArcGIS的數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    甘洪川

基于ArcGIS Engine洪災(zāi)避難遷移系統(tǒng)研究    侯燕

基于RIA的ArcGIS氣象業(yè)務(wù)研究與應(yīng)用    王鑫