Yêu Cầu Về Môi Trường Phát Triển Và Sử Dụng Hệ Thống

 Kiểm soát rò rỉ, thất thoát - Leakage Auditing: Hỗ trợ các phương pháp khác nhau để tìm ra các điểm bị rò rỉ, kiểm soát lưu lượng dòng chảy

 Kiểm soát áp lực đường ống, áp lực đầu vào – Pressure Management: Tìm ra vùng nào áp lực đường ống tăng hay giảm một cách bất kỳ để có phương pháp điều chỉnh

Đăng ký đường ống – Pipe Registration: Áp dụng GIS để quản lý hệ thống mạng lưới đường ống, đồng hồ..và các thành phần trên bản đồ.

 Quản lý đồng hồ, hóa đơn – Meter and Billing management: Nhận dữ liệu hoá đơn từ hệ thống khác để kiểm tra, thống kê, phục vụ cho mục đích quản lý.

 Quản lý các điểm sự cố - Burst Management: Ghi nhận và xử lý các điểm sự cố, rò rỉ trong hệ thống mạng lưới cấp nước.

 Dịch vụ khách hàng – Customer Service: Tiếp nhận và xử lý thông tin phàn nàn của khách hàng về các vấn đề cấp nước, như Hoá đơn, áp lực nước, vấn đề kỹ thuật khác…

 Xây dựng kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng hệ thống – Rehabilitation Planning: Lên kế hoạch, thời gian, kinh phí dự trù để thực hiện một kế hoạch cải tạo, nâng cấp hay mở rộng mạng lưới cấp nước.

 Báo cáo thống kê – Report Management: Kết xuất các dạng báo cáo thống kê trợ giúp cho việc quản lý để nhìn thấy các vấn đề xảy ra trong toàn hệ thống.

 Dịch vụ tính toán tự động – Calculation Service Dưới đây là mô hình kiến trúc tổng thể của hệ thống:

Hình 3.1: Mô hình kiến trúc tổng thể của WDMS

Trong khuôn khổ thời gian thực hiện luận văn, tôi xin phép được trình bày phần phân hệ liên quan nhiều đến các thao tác và chức năng của GIS, đó là phân hệ “Đăng ký đường ống PR– Pipe Registration”.

3.4.1 Đăng ký đường ống trong WDMS – Pipe Registration

Hệ thống đăng ký đường ống - Pipe Registration là hạt nhân của hệ thống WDMS và vì thế, nó có vai trò rất quan trọng trong việc tạo ra một hệ thống cấu trúc nền tảng cho toàn bộ hệ thống WDMS

Việc phát triển và hệ thống này và những mô tả của nó có áp dụng mô hình dữ liệu của công ty Water Tech, nay đổi tên thành Alectia Aqua, có tên là DAN- VAND.

Việc đăng ký là việc tạo ra các đối tượng, cả đối tượng hình học, cả đối tượng thuộc tính vào trong CSDL của hệ thống, với sự trợ giúp của công nghệ GIS, thông qua một bản đồ. Các đối tượng cụ thể ở đây là: Đường ống dẫn nước (Pipes), Các điểm nối (Nodes), các thiết bị vận hành ở điểm nối (Component), vùng cấp nước (Zone).

Các đối tượng được lưu giữ trong CSDL của hệ thống, gọi là CSDL mạng lưới cấp nước, về sau sẽ gọi là CSDL cấp nước.

3.4.2 Mục tiêu của Hệ thống đăng ký đường ống

Từ mục tiêu tổng quát của hệ thống, là kiểm soát và giảm thất thoát nước, thì hệ thống Đăng ký đường ống phục vụ các mục tiêu sau:

 Hệ thống cung cấp một giao diện người sử dụng cho phép cập nhật các thông tin của các thành phần trong mạng lưới cấp nước, bao gồm đường ống dẫn nước, các điểm nối như đồng hồ, van,.. tuân theo quy tắc của mô hình DAN-VAND

 Hệ thống lưu trữ đầy đủ dữ liệu thuộc tính và dữ liệu hình học, phục vụ cho công tác quản lý tài sản và nâng cấp bảo dưỡng mạng lưới đường ống

Hệ thống cung cấp một cơ sở dữ liệu để quản lý áp lực đường ống, áp lực tại các điểm kết nối, từ cơ sở đó có thể tính toán để phân phối áp lực nước trong toàn mạng đường ống sao cho phù hợp nhất

 Cơ sở dữ liệu được sử dụng để quản lý các điểm bị hở, hay bị nổ

 Là cơ sở để cho các nghiệp vụ khác, như nghiệp vụ về in hoá đơn, đồng hồ cho khách hàng dùng nước...

Các chức năng có trong hệ thống:

1. Đăng ký mới đối tượng

2. Thay đổi và xóa đối tượng

3. Thay thế đường ống

3. Kiểm tra quan hệ của các đối tượng sau khi được lắp đặt (topology check)

4. Tìm kiếm

5. Các chức năng liên quan đến đến việc kiểm tra đường ống, hệ thống van liên quan đến khách hàng, bao gồm:

 Hiển thị các vùng mạng đường ống bị cô lập với các mạng đường ống khác

 Hiển thị các điểm nối có lắp đặt Valve đóng và khách hàng bị ảnh hưởng khi van bị đóng

 Tìm các khách hàng đang sử dụng nước trong một vùng xác định.

6. Chức năng tạo các bản đồ chuyên đề và các biểu đồ

7. Chức năng in ấn bản đồ

Và thông tin được hiển thị trong hệ thống:

 Mạng đường ống dẫn nước

 Các điểm nối

 Các vùng cấp nước

 Và ảnh vệ tinh giúp cho việc quản lý được dễ dàng.

3.4.3 Những yêu cầu chung

3.4.3.1 Yêu cầu về thiết kế hệ thống

 Hệ thống được thiết kế theo mô hình Client/Server.

 Hệ thống được thiết kế theo phương pháp thiết kế hướng đối tượng đảm bảo cho việc dễ bảo trì, nâng cấp và quản lý.

3.4.3.2 Yêu cầu về quản trị hệ thống

 Hệ thống cho phép người quản trị hệ thống đăng kí người sử dụng, phân quyền người sử dụng trong việc khai thác thông tin.

 Hệ thống cho phép hỗ trợ chức năng giám sát các hoạt động của người sử dụng truy cập vào hệ thống.

 Hệ thống cho phép người sử dụng khai báo các thông số đầu vào và thiết lập cấu hình chức năng hệ thống.

3.4.3.3 Yêu cầu về an toàn thông tin

Hệ thống cho phép người sử dụng có thể sao lưu (Backup) và phục hồi (Restore) cơ sở dữ liệu theo thời gian.

3.4.3.4 Yêu cầu về tính mở

Hệ thống phải được thiết kế cho phép khai thác với các nguồn dữ liệu có sẵn của hệ thống hoặc các hệ thống khác.

3.4.3.5 Yêu cầu về giao diện

 Hệ thống được thiết kế phải có giao diện (interface) thân thiện với người sử dụng và dễ sử dụng.

 Các màn hình (Views) thao tác với bản đồ phải thống nhất về thanh công cụ và controls.

 Các màn hình nhập liệu phải thống nhất về thanh công cụ (toolbar), phím nóng (hot key) và các đối tượng.

3.4.3.6 Yêu cầu về môi trường phát triển và sử dụng hệ thống

3.4.3.6.1 Yêu cầu về phần cứng

Máy tính PC:

 CPU: Pentum IV 1 GHz trở lên

 Bộ nhớ RAM tối thiểu 1GB

 Ở cứng còn trống ít nhất 2GB. Máy chủ cơ sở dữ liệu:

 CPU: Pentum IV 1,5 GHz trở lên

 Bộ nhớ RAM tối thiểu 2GB

 Ở cứng còn trống ít nhất 5GB.

3.4.3.6.2 Yêu cầu về phần mềm hệ thống

 Hệ điều hành Windows XP SP2/Windows 2003

 Hệ thống cơ sở dữ liệu hỗ trợ định dạng Enterprise Geodatabase của ESRI. Với định dạng này, CSDL được tích hợp trong hệ quản trị CSDL MS SQL Server, mỗi lớp đối tượng được lưu trữ dưới các bảng dữ liệu, việc truy xuất và xử lý dữ liệu rất nhanh, và cung cấp đầy đủ các tính năng như một hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Định dạng này đảm bảo mức độ an toàn cho dữ liệu được lưu trữ và hỗ trợ đầy đủ font hệ thống theo các tiêu chuẩn hiện hành.

 ArcSDE phiên bản 9.1

 Môi trường phát triển: .NetFrameWork phiên bản 1.1

3.4.3.6.3 Yêu cầu về công cụ thiết kế và phát triển

 Công cụ phát triển: Visual Studio .NET 2003

 Ngôn ngữ C#.

ArcGIS Engine runtime phiên bản 9.1.

3.4.4 Yêu cầu về xây dựng cơ sở dữ liệu

3.4.4.1 Các yêu khởi tạo cơ sở dữ liệu

 Dữ liệu GIS của bản đồ được tạo ra phải ở khuôn dạng chuẩn Geodatabase.

 Bản đồ nền được thành lập từ bản đồ vệ tinh từ các tỉ lệ 1:500 đến 1:100000.

 Các đối tượng bản đồ phải được phân loại thành các lớp bản đồ với kiểu hình học xác định (điểm, đường, vùng).

 Tên lớp bản đồ, cấu trúc trường thuộc tính (tên trường, kiểu trường) của các lớp bản đồ phải được tạo theo quy định trong phần “Cấu trúc các bảng dữ liệu”.

 Sử dụng bảng chữ Unicode để nhập giá trị thuộc tính cho các trường.

Thông tin về màu sắc, biểu tượng (Symbol) của đối tượng phải được nhập trong bảng thiết kế nếu có.

3.4.4.2 Các định nghĩa và ý nghĩa trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS

 Geodatabase: Là khuôn dạng dữ liệu cơ bản cho tất cả các ứng dụng ArcGIS. Nó lưu trữ dữ liệu điểm, đường, vùng trong bảng RDBMS (ví dụ: Access, Oracle, DB2 và SQL Server). Các cấp độ ArcEditor và ArcInfo của ArcGIS cho phép ta tạo, sửa chữa và xoá các lớp đối tượng trong CSDL ArcSDE và CSDL Personal Geodatabase. Cấp độ ArcView cho phép ta tạo, sửa chữa và xoá các đối tượng trong CSDL Personal Geodatabase và sử dụng đối tượng trong ArcSDE geodatabase cho nhiều quá trình như truy vấn, join và relate….

 Bản đồ nền: Tập hợp các lớp bản đồ được sử dụng chung cho các bản đồ chuyên môn, các lớp trong bản đồ nền thường là các yếu tố: thủy hệ, giao thông, ranh giới, các ký hiệu, dân cư. Tuy nhiên trong hệ thống WDMS nói chung và phân hệ Đăng ký đường ống nói riêng, bản đồ nền là ảnh vệ tinh trong phạm vi quản lý.

 Lớp bản đồ: Tập hợp các các đối tượng có cùng kiểu hình học (điểm, đường, vùng) mô tả một loại nhóm thông tin (thủy hệ, khung bản đồ ..)

 Mã đối tượng: Đối với những lớp dữ liệu mà có nhiều loại đối tượng thì các đối tượng phải được phân loại theo mã đối tượng. theo cách phân loại này thì mỗi một loại đối tượng sẽ được gán với một mã duy nhất.

 Kiểu đối tượng: Để dễ dàng quản lý và thực hiện các bài toàn về GIS thì mối lớp đối tượng chỉ chứa các đối tượng cùng kiểu hình học (điểm, đường, vùng).

 Màu của đối tượng: Khi đưa bản đồ hiển thị trên hệ thống thì màu của đối tượng phải được qui định thống nhất, vì vậy các đối tượng của lớp bản đồ cần phải được xác định màu. Theo thiết kế này thì màu của đối tượng phải được xác định theo chuẩn RGB vì đây là chuẩn được hỗ trợ trong công nghệ của ArcGIS.

 Biểu tượng, lực nét của các đối tượng: Khi thể hiện trên hệ thống thì biểu tượng và lực nét của các đối tượng được lựa chọn và thể hiện sao cho các lớp bản đồ thể hiện rõ ràng và trực giao nhất.

 Quy định đặt tên lớp bản đồ: tên của các lớp bản đồ được đặt theo quy định trong bảng thiết kế.

3.4.4.3 Cấu trúc cơ sở dữ liệu

Hình 3.2. Cấu trúc cơ sở dữ liệu.

- Dữ liệu bản đồ nền là ảnh vệ tinh tỷ lệ 1:100 000 bao trùm toàn bộ địa phận thành phố Seremban, thể hiện thông tin về đường xá, khu dân cư, các đối tượng thực vật như sông, suối, hồ, rừng...

3.4.4.3.1 Mô tả chi tiết thiết kế các lớp dữ liệu trong CSDL nghiệp vụ

Dưới đây là các lớp đối tượng chính trong CSDL theo mô hình Dan-Vand:

Điểm nối

Đường ống

Thùng (Tank)

Giếng (Well)

Đầu nối đơn (SimpleJoint)

Đồng hồ (Meter)

Thiết bị nối phức hợp (ComplexComp)

Điểm lắp đặt (Installation)

Điểm tiêu thụ nước (ConsumPoint)

Bơm (Pump)

Bể (Reservoir)

Van (Valve)

Hình 3.3: Sơ đồ lắp đặt theo Mô hình Dan-Vand

CSDL các lớp dữ liệu nghiệp vụ bao gồm các lớp được thiết kế và gồm các thông tin thuộc tính sau:

Bảng 1: Lớp thông tin đường ống:

STT

Các yếu tố	Mô tả
1	Tên	Pipe_Wat
2	Kiểu dữ liệu	Polyline

Tên Trường	Nội dung
1	ID	Mã của đối tượng
2	Node1ID	Mã điểm nối thứ nhất của đường ống
3	Node2ID	Mã điểm nối thứ hai của đường ống
4	SerialNo	Số Serial sản xuất của đường ống (mặc định là 0)
5	ZoneID	Mã của vùng cấp nước chứa đường ống
6	CategoryCode	Loại đường ống được sản xuất
7	PressureTypeCode	Pressure type, code
8	AllocateDemand	Có các vị trí yêu cầu dịch vụ trên đường ống hay không
9	PhysicalPipe	Là đường ống vật lý hay không
10	PipeTypeCatID	Danh mục loại đường ống sản xuất
11	CaliDiameter
12	CaliRoughness
13	CaliSingleLoss
14	DiggingMethodCode
15	OwnerInfoCode
16	StatusCode	Trạng thái hoạt động của đường ống
17	DateStatus	Ngày cập nhật trạng thái
18	Deleteable	Đường ống có thể bị xoá hay không?
19	JoinedID	Mã đường ống sẽ kết nối tới, sử dụng trên bản đồ
20	ReplacedID	Lưu giữ mà đường ống cũ sau khi đường ống cũ này được thay thế bởi một đường ống mới
21	DateInstalled	Ngày lắp đặt trên thực tế
22	DateHistoric	Ngày ghi lại sự thay đổi trên thực tế
23	OriginxyID	Toạ độ X, Y
24	OriginzID	Toạ độ cao Z
25	DateCreated	Ngày tạo mới bản ghi vào CSDL
26	DateUpdated	Ngày sửa đổi bản ghi vào CSDL
27	Initials	Người cập nhật vào CSDL
28	Remarks	Ghi chú

Tên trường	Nội dung
1	ID	Mã điểm nối
2	NodeName	Tên điểm nối
3	Xcoord	Toạ độ X của điểm nối
4	Ycoord	Toạ độ Y của điểm nối
5	Z	Cao độ của điểm nối
6	OriginxyID	Toạ độ gốc X, Y
7	OriginzID	Toạ độ gốc Z
8	StatusCode	Trạng thái vật lý
9	DateStatus	Ngày thay đổi trạng thái trong CSDL
10	OwnerInfoCode	Mã chủ sở hữu
11	Deleteable	Có thể bị xoá khỏi CSDL hay không
12	PipeID	Mã đường ống mà điểm nối được lắp đặt
13	FacilityID	Mã vùng dịch vụ mà điểm nối được lắp đặt
14	DateInstalled	Ngày lắp đặt
15	DateHistoric	Ngày cập nhật sự thay đổi trong CSDL
16	DateCreated	Ngày tạo bản ghi trong CSDL
17	DateUpdated	Ngày cập nhật bản ghi trong CSDL
18	Initials	Người cập nhật vào CSDL
19	Remarks	Ghi chú

Tên trường	Nội dung
1	ID	Mã đối tượng
2	SupplyZoneName	Tên của vùng cấp nước
3	StatusCode	Trạng thái hoạt động