CN111814289A - 一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法及分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法及分析系统，方法包括以下步骤：创建供水管网‑设备空间拓扑关系模型；获取爆管位置，判断爆管位置是否存在供水管线：若存在，获取爆管管线的编码A；若不存在，获取距爆管位置最近爆管管线的编码B；根据编码A或编码B，采用图式搜索算法获取距爆管位置最近的必关阀门和爆管位置影响的供水管线；判断必关阀门是否可以正常关闭：若不能，重新获取必关阀门和供水管线，并将必关阀门和供水管线在地图中显示。本发明的目的在于提供一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法及分析系统，在脱离商业GIS平台后也可以准确地实现供水管网上游关阀分析、下游关阀分析和爆管影响区域分析。
Description
技术领域
本发明涉及城市供水管网爆管分析技术领域，尤其涉及一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法及分析系统。
背景技术
近年来，随着经济的快速发展，我国的城镇化进程不断向前推进。供水管线作为城镇基础设施的重要组成部分，其数量和长度都在飞速扩展。然而，各种原因触发的供水管线爆管事故给社会财产和人身安全带来了很大的威胁，也正因为其发生的高危险性，所以爆管后的抢修工作不容忽视。而如何实现完善的爆管分析功能，以减短抢修时间、缩小停水范围，从而有效地将因爆管而造成的损失降为最低，是提高供水管网的现代化管理水平所需解决的首要问题。
传统的管网爆管分析基本都依赖于商业GIS平台提供的工具，比如ESRI（美国环境系统研究所公司，Environmental Systems Research InstituteInc，简称ESRI公司）的ArcGIS，超图集团的SuperMap等。商业GIS平台提供的空间网络分析功能强大，实现效果尚可，但是存在几个较为明显的缺陷，第一：采购成本较高，不适用于中小型企业；第二，对地下管网数据空间位置精度要求较高；第三，现有商业平台进行爆管分析效率上不高；第四，现有爆管分析方法基本基于商业GIS平台提供的二次开发SDK，在不同客户端使用调用方法不统一，使用较为繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法及分析系统，在脱离商业GIS平台后也可以准确地实现供水管网上游关阀分析、下游关阀分析和爆管影响区域分析。
本发明通过下述技术方案实现：
一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法，包括以下步骤：
S1：创建供水管网-设备空间拓扑关系模型；
S2：所述供水管网-设备空间拓扑关系模型获取爆管位置，并判断所述爆管位置是否存在供水管线：
若所述爆管位置存在供水管线，获取爆管管线的编码A；
若所述爆管位置不存在供水管线，获取距离所述爆管位置最近的爆管管线的编码B；
S3：根据所述编码A或所述编码B，采用图式搜索算法获取距离所述爆管位置最近的必关阀门A和所述爆管位置影响的供水管线集合Aa；其中，搜索层级为n；
S4：判断所述必关阀门A是否可以正常关闭：
若所述必关阀门A可以正常关闭，将所述必关阀门A和所述供水管线集合Aa在地图中显示；
若所述必关阀门A不能正常关闭，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的必关阀门B和所述爆管位置影响的供水管线集合Bb；其中，搜索层级为n+1；
并将所述必关阀门B和所述供水管线集合Bb在地图中显示。
进一步地，所述必关阀门A包括上游必关阀门a1和下游必关阀门a2；所述必关阀门B包括上游必关阀门b1和下游必关阀门b2；
当所述上游必关阀门a1未能正常关闭，所述下游必关阀门a2正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述上游必关阀门b1和所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述下游必关阀门a2、所述上游必关阀门b1以及所述供水管线集合Bb在地图中显示；
当所述上游必关阀门a1正常关闭，所述下游必关阀门a2未能正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述下游必关阀门b2和所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述上游必关阀门a1、所述下游必关阀门b2以及所述供水管线集合Bb在地图中显示；
当所述上游必关阀门a1和所述下游必关阀门a2均未能正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述上游必关阀门b1、所述下游必关阀门b2以及所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述上游必关阀门b1、所述下游必关阀门b2以及所述供水管线集合Bb在地图中显示。
进一步地，所述S1包括以下子步骤：
S11：获取经坐标系统处理和编码统一处理后的供水管网的空间数据及设备的空间数据；
S12：对供水管网数据表创建拓扑关系，并自动生成信息表，所述信息表用于创建并存储拓扑关系后的所述供水管网起点和所述供水管网终点的详细空间信息；
S13：利用空间函数将所述信息表、供水管网的空间数据表以及设备的空间数据表建立关联关系，形成所述供水管网-设备空间拓扑关系模型；其中，所述模型中创建有GIN类型索引。
进一步地，所述空间函数包括：精确相等函数、空间相等函数、是否为空函数以及是否相交函数。
进一步地，所述供水管网-设备空间拓扑关系模型中的关键拓扑信息采用数组方式存储；所述数组用于存储供水网管设备节点相关正向关系和反向关系。
一种基于图式理论的供水管网爆管分析系统，包括创建模块、获取模块、搜索模块、判断模块以及显示模块；
创建模块，用于创建供水管网-设备空间拓扑关系模型；
获取模块，用于获取爆管位置，并将所述爆管位置传输至所述供水管网-设备空间拓扑关系模型中，所述供水管网-设备空间拓扑关系模型对所述爆管位置是否存在供水管线进行判断：
若所述爆管位置存在供水管线，获取爆管管线的编码A；
若所述爆管位置不存在供水管线，获取距离所述爆管位置最近的爆管管线的编码B；
搜索模块，用于根据所述编码A或所述编码B，采用图式搜索算法获取距离所述爆管位置最近的必关阀门A和所述爆管位置影响的供水管线集合Aa；其中，搜索层级为n；
判断模块，用于判断所述必关阀门A是否可以正常关闭：
若所述必关阀门A不能正常关闭，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的必关阀门B和所述爆管位置影响的供水管线结合Bb；其中，搜索层级为n+1；
所述显示模块，用于将所述必关阀门A和所述供水管线集合Aa或所述必关阀门B和所述供水管线集合Bb在地图中显示。
进一步地，所述必关阀门A包括上游必关阀门a1和下游必关阀门a2；所述必关阀门B包括上游必关阀门b1和下游必关阀门b2；
当所述上游必关阀门a1未能正常关闭，所述下游必关阀门a2正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述上游必关阀门b1和所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述下游必关阀门a2、所述上游必关阀门b1以及所述供水管线集合Bb在地图中显示；
当所述上游必关阀门a1正常关闭，所述下游必关阀门a2未能正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述下游必关阀门b2和所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述上游必关阀门a1、所述下游必关阀门b2以及所述供水管线集合Bb在地图中显示；
当所述上游必关阀门a1和所述下游必关阀门a2均未能正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述上游必关阀门b1、所述下游必关阀门b2以及所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述上游必关阀门b1、所述下游必关阀门b2以及所述供水管线集合Bb在地图中显示。
进一步地，所述创建模块包括获取单元、创建单元以及建模单元；
所述获取单元，用于获取经坐标系统处理和编码统一处理后的供水管网的空间数据及设备的空间数据；
所述创建单元，用于对供水管网数据表创建拓扑关系，并自动生成信息表，所述信息表用于创建并存储拓扑关系后的所述供水管网起点和所述供水管网终点的详细空间信息；
所述建模单元，用于利用空间函数将所述信息表、供水管网的空间数据表以及设备的空间数据表建立关联关系，形成所述供水管网-设备空间拓扑关系模型；其中，所述模型中创建有GIN类型索引。
进一步地，所述空间函数包括：精确相等函数、空间相等函数、是否为空函数以及是否相交函数。
进一步地，所述供水管网-设备空间拓扑关系模型中的关键拓扑信息采用数组方式存储；所述数组用于存储供水网管设备节点相关正向和反向关系。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、基于开源技术栈实现，脱离商业GIS平台，节约成本；
2、供水管网空间数据精度不高的情况下，也可以支持属性关联关系维护，有效降低对空间数据精度的要求；
3、爆管分析效率高，经测试地市级供水管网数据规模（长度1000公里，数据表100000条记录）分析结果达到毫秒级；
4、跨平台调用方法统一，均可调用通过地图服务平台对外发布的统一参数接口。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的具体流程示意图；
图2为本发明对空间数据的坐标进行统一的展示图；
图3为本发明对空间数据编码格式进行统一的展示图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：创建供水管网-设备空间拓扑关系模型；
具体地，包括：
步骤1：将供水管网的空间数据以及设备的空间数据进行坐标系统处理和编码统一后导入PostGIS数据库中，并在PostGIS中使用语句Create Extension pgRouting添加扩展。
将待导入的供水管网的空间数据以及设备的空间数据使用统一的坐标系统处理，在本实施例中，使用的坐标系统为CGCS2000投影坐标系，对应唯一编码SRID为4496，如图2所示。在PostGIS提供的矢量数据导入工具中，为SRID统一赋值为4496。除了坐标系统需要统一以外，空间数据编码格式也应该统一，以避免在数据库中的中文字段和属性值出现乱码，如图3所示，所有待导入数据统一使用UTF-8编码。
其中，供水管网的空间数据包括供水主管线和供水支管线；设备的空间数据包括阀门、检查井、消防栓、计量装置、泵站等。
步骤2：对需要进行爆管分析的供水管网数据表（表名为pipesection，数据表结构如表1所示）创建拓扑关系。
表1 pipesection：
| 序号 | 字段名 | 字段标识 | 类型及长度 |
| 1 | 标识码 | SID | VC(50) |
| 2 | 起点编号 | START_SID | VC(50) |
| 3 | 止点编号 | END_SID | VC(50) |
| 4 | 类型 | SUBTYPE | VC(50) |
| 5 | 起点管顶高程 | START_HEIGHT | N(15,3) |
| 6 | 终点管顶高程 | END_HEIGHT | N(15,3) |
| 7 | 起点埋深 | START_DEPTH | N(15,3) |
| 8 | 终点埋深 | END_DEPTH | N(15,3) |
| 9 | 要素编码 | FEATURECODE | VC(50) |
| 10 | 管线材质 | MATERIAL | VC(50) |
| 11 | 压力值 | VOLTAGE | VC(50) |
| 12 | 敷设方式 | BURYTYPE | VC(50) |
| 13 | 管径 | DIAMETER | VC(50) |
| 14 | 电缆条数 | CABLECOUNT | N(4) |
| 15 | 总孔数 | TOTLEHOLES | N(4) |
| 16 | 已用孔数 | USEDHOLES | N(4) |
| 17 | 埋设年代 | BURYYEAR | VC(50) |
| 18 | 权属单位 | OWNERUNIT | VC(50) |
| 19 | 淤泥厚度 | SILTTHICKNESS | N(15,3) |
| 20 | 所在道路 | LANE_WAY | VC(50) |
| 21 | 使用状态 | STATUS | VC(50) |
| 22 | 勘测单位 | DETECTUNIT | VC(50) |
| 23 | 监理单位 | SUPERVISEUNIT | VC(50) |
| 24 | 录入人 | WRITEPERSON | VC(50) |
| 25 | 入库日期 | WRITEDATE | VC(20) |
| 26 | 修改日期 | CHANGEDATE | VC(20) |
| 27 | 工程名称 | DRAWNAME | VC(50) |
| 28 | 设计单位 | DESIGNDEPT | VC(50) |
| 29 | 施工单位 | ASSEMBLER | VC(50) |
| 30 | 路面情况 | OCCUPYSURF | VC(50) |
| 31 | 地址 | ADDR | VC(200) |
| 32 | 粗糙度 | ROUGHNESS | N(15,3) |
| 33 | 勘测日期 | DETECTDATE | VC(50) |
| 34 | 修改人 | CHANGEPERSON | VC(50) |
| 35 | 防腐措施 | ANTIROTMEASURE | N(4) |
| 36 | 安全提示 | SAFETYTIPS | N(4) |
| 37 | 定期检测 | PERIODICDETECTION | N(4) |
| 38 | 流向 | FLOWDIRECTION | N(4) |
| 39 | 亚级类别 | SUBCATEGORY | VC(50) |
| 40 | 亚级名称 | SUBNAME | VC(50) |
| 41 | 起点点号 | START_POS | VC(50) |
| 42 | 终点点号 | END_POS | VC(50) |
| 43 | 埋深位置 | BURY_POS | VC(50) |
| 44 | 光缆条数 | GCABLECOUNT | N(4) |
| 45 | 线标准代码 | LINECODE | VC(50) |
| 46 | 套管材质 | TGMATERIAL | VC(50) |
| 47 | 长度 | LENGTH | N(15,3) |
| 48 | 备注 | REMARK | VC(100) |
| 49 | 起点经度 | START_LGTD | N(15,8) |
| 50 | 起点纬度 | START_LTTD | N(15,8) |
| 51 | 终点经度 | END_LGTD | N(15,8) |
| 52 | 终点纬度 | END_LTTD | N(15,8) |
即：在PostGIS数据库中使用语句：
ALTER TABLE pipesection ADD COLUMN source integer；
ALTER TABLE pipesection ADD COLUMN target integer；
select pgr_createTopology(‘pipesection’, 0.0000001, 'geom', 'gid')；
创建拓扑关系。
在完成以上两个步骤后，PostGIS数据库会自动生成表pipesection_vertices_pgr，申请人经过多次研究和实验后发现，表pipesection_vertices_pgr主要用于存储创建拓扑关系后的供水管网起点及终点的详细空间信息。并通过PostGIS中的空间函数将表pipesection_vertices_pgr、各供水管网的空间数据表以及各设备的空间数据表建立关联关系，形成后续爆管分析算法（图式搜索算法）待用的供水管网-设备空间拓扑关系模型。
其中，在本申请中，使用到的空间函数包括：ST_OrderingEquals（精确相等函数），ST_Equals（空间相等函数），ST_Isempty（是否为空函数），ST_Intersects（是否相交函数）。通过以上各类空间函数，将供水管网和供水设备的空间数据进行匹配和判读，以确保空间数据的网络连接关系。
其中，供水管网-设备空间拓扑关系模型中的关键拓扑信息采用数组方式存储（每一个供水设备空间点在供水网络中都不是独立的，都存在与之相连通的上下游供水设备空间点，关键拓扑信息指的就是与供水设备空间点相连通的上下游供水设备空间点唯一编码集合），并创建GIN类型索引（GIN类型索引作为Postgresql数据库中针对数组类型字段的索引，可以大幅提高数组类型字段的查询及操作效率），数组用于存储供水网络设备节点相关正向关系和反向关系（正向关系表示供水设备节点在供水网络中的上游节点，反向关系表示供水设备节点在供水网络中的下游节点），方便后续在进行爆管分析时采用图式搜索方法提高分析效率。
S2：输入供水管网爆管位置，得到具体爆管的供水管线，并关联获取到该管线的首尾管网设备点信息，通过图式搜索方法获取最近上下游必关阀门和爆管影响的供水管网。
具体地，包括以下步骤：
将供水管网爆管位置输入至供水管网-设备空间拓扑关系模型中，供水管网-设备空间拓扑关系模型根据输入的爆管位置判断爆管位置处是否存在供水管线：
若爆管位置处存在供水管线，则获取爆管管线的编码A；若爆管位置处不存在供水管线，则获取距离爆管位置最近的爆管管线的编码B；
根据编码A或编码B，采用图式搜索算法获取距离爆管位置最近的上游必关阀门a1、下游必关阀门a2和爆管位置影响的供水管线集合Aa；其中，搜索层级为n；具体地，在本实施例中，采用如以下方式进行获取：
WITH RECURSIVE search_ graph (
gid, --唯一标识
source, --点1
target, --点2
connectitems，--边的属性
depth, - - 度，从1开始
path,- 路径，数组存储
cycle--是否循环
)AS(
SELECT --ROOT节点查询
g.gid, --点1
g. source, 点2
g. target, -- 边的属性g. connectitems,
初始深度=1
ARRAY[g.gid], --初始路径
false -- 是否循环(初始为否)FROM pipesection AS gWHERE
g.gid = 1UNION ALL
SELECT --递归子句
g.gid, --点1
g. source, 点2
g. target, --边的属性g. connectitems,
sg.depth + 1, --深度+1
path I | g. gid, --路径中加入新的点
g.gid = ANY (path) 是否循环，判断新点是否E经在之前的路径中
FROM pipesection AS g，search_ graph AS sg --循环INNER JOIN
WHERE
sg. connectitems @> g.gid --递归JOIN条件
AND NOT cycle
AND sg.depth <= 10
）
SELECT * FROM search graph--order by gid desc --查询递归表，可以加LIMIT输出，也可以使用游标。
将上游闭关阀门a1、下游必关阀门a2和供水管线集合Aa作为结果返回，通过阀门空间数据的Enable字段（是否可用字段）值判断上游必关阀门a1和下游必关阀门a2是否可以正常关闭，Enable字段值为0表示可关闭，值为1表示不可关闭。
若上游必关阀门a1或下游必关阀门a2任意一个不能正常关闭，则可以继续采用图式搜索算法在原有搜索层级n上+1后重新搜索，获取除上游必关阀门a1或下游必关阀门a2以外距离爆管位置最近的上游必关阀门b1、下游必关阀门b2和爆管位置影响的供水管线集合Bb。
并将可以关闭的第n层级搜索到的上游必关阀门a1或下游必关阀门a2（都无法关闭则不返回）以及第n+1层级搜索到的阀门上游必关阀门b1、下游必关阀门b2和受影响的供水管线集合Bb作为计算结果一并返回。例如，第n层的上游必关阀门a1不能关闭，第n层的下游必关阀门a2可以关闭，则继续采用图式搜索算法在原有搜索层级n上+1后重新搜索，搜索第n+1层距离爆管位置最近的下游闭关阀门b1以及第n+1层爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将第n层的下游必关阀门a2、第n+1层的下游闭关阀门b1以及第n+1层爆管位置影响的供水管线集合Bb在地图中显示出来。
另外，在本实施例中，将S2中的分析方法封装成PostgreSQL的plpgsql UDF接口，根据实际业务需求对外暴露输入条件，并通过开源的GIS服务平台GeoServer将该接口发布，形成接口服务，在跨平台调用时可以直接形成爆管分析结果地图服务。
传统的商业GIS平台要想实现爆管分析，首先必须采用GIS平台针对关系型数据库而制作的空间数据存储引擎来对供水管网和供水设备空间数据进行存储；其次在存储好的空间数据基础上必须建立GIS平台中的“网络数据集”，商业GIS平台的“网络数据集”维护了供水管网和供水设备之间的连接关系；最后，在此基础上，必须基于商业GIS平台提供的二次开发SDK或API来进行爆管分析操作，任何环节缺一不可，且由于商业GIS平台本身较为庞大繁杂，基于“网络数据集”的爆管分析效率上往往较低。
而在本方案中，采用了开源数据库PostgreSQL及其空间扩展PostGIS存储地下管线数据，并基于PostgreSQL数据库的图式搜索理论，提供了一种供水爆管分析方法，能够在脱离商业GIS平台后也可以准确地实现供水管网上游关阀分析、下游关阀分析和爆管影响区域分析。相较于传统商业GIS平台提供的分析方法和普通的循环遍历方法，图式搜索可以大幅提高爆管分析效率，性能方面，经测试50亿的点边网络，N度搜索、最短路径搜索，响应时间都在毫秒级。
一种基于图式理论的供水管网爆管分析系统，包括创建模块、获取模块、搜索模块、判断模块以及显示模块；
创建模块，用于创建供水管网-设备空间拓扑关系模型；
获取模块，用于获取爆管位置，并将爆管位置传输至供水管网-设备空间拓扑关系模型中，供水管网-设备空间拓扑关系模型对爆管位置是否存在供水管线进行判断：
若爆管位置存在供水管线，获取爆管管线的编码A；
若爆管位置不存在供水管线，获取距离爆管位置最近的爆管管线的编码B；
搜索模块，用于根据编码A或编码B，采用图式搜索算法获取距离所述爆管位置最近的必关阀门A和所述爆管位置影响的供水管线集合Aa；其中，必关阀门A包括上游必关阀门和下游必关阀门；搜索层级为n；
判断模块，用于判断上游必关阀门和下游必关阀门是否可以正常关闭：
若上游必关阀门a1或下游必关阀门a2任意一个不能正常关闭，则可以继续采用图式搜索算法在原有搜索层级n上+1后重新搜索，获取除上游必关阀门a1和下游必关阀门a2以外距离爆管位置最近的上游必关阀门b1、下游必关阀门b2以及爆管位置影响的供水管线集合Bb；其中，搜索层级为n+1；
显示模块，用于将可以关闭的第n层级搜索到的上游必关阀门a1或下游必关阀门a2（都无法关闭则不返回）以及第n+1层级搜索到的上游必关阀门b1、下游必关阀门b2和受影响的供水管线集合Bb作为计算结果返回，并在地图中显示。
进一步地，在本方案中，创建模块包括获取单元、创建单元以及建模单元；
获取单元，用于获取经坐标系统处理和编码统一处理后的供水管网的空间数据及设备的空间数据；
创建单元，用于对供水管网数据表创建拓扑关系，并自动生成信息表，所述信息表用于创建并存储拓扑关系后的所述供水管网起点和所述供水管网终点的详细空间信息；
建模单元，用于利用空间函数将信息表、供水管网的空间数据表以及设备的空间数据表建立关联关系，形成供水管网-设备空间拓扑关系模型。其中，在本申请中，使用到的空间函数包括：ST_OrderingEquals（精确相等函数），ST_Equals（空间相等函数），ST_Isempty（是否为空函数），ST_Intersects（是否相交函数）。通过以上各类空间函数，将供水管网和供水设备的空间数据进行匹配和判读，以确保空间数据的网络连接关系。
进一步地，供水管网-设备空间拓扑关系模型中的关键拓扑信息采用数组方式存储；数组用于存储供水网管设备节点相关正向和反向关系。其中，正向关系表示供水设备节点在供水网络中的上游节点，反向关系表示供水设备节点在供水网络中的下游节点。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：创建供水管网-设备空间拓扑关系模型；
S2：所述供水管网-设备空间拓扑关系模型获取爆管位置，并判断所述爆管位置是否存在供水管线：
若所述爆管位置存在供水管线，获取爆管管线的编码A；
若所述爆管位置不存在供水管线，获取距离所述爆管位置最近的爆管管线的编码B；
S3：根据所述编码A或所述编码B，采用图式搜索算法获取距离所述爆管位置最近的必关阀门A和所述爆管位置影响的供水管线集合Aa；其中，搜索层级为n；
S4：判断所述必关阀门A是否可以正常关闭：
若所述必关阀门A可以正常关闭，将所述必关阀门A和所述供水管线集合Aa在地图中显示；
若所述必关阀门A不能正常关闭，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的必关阀门B和所述爆管位置影响的供水管线集合Bb；其中，搜索层级为n+1；
并将所述必关阀门B和所述供水管线集合Bb在地图中显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法，其特征在于，所述必关阀门A包括上游必关阀门a1和下游必关阀门a2；所述必关阀门B包括上游必关阀门b1和下游必关阀门b2；
当所述上游必关阀门a1未能正常关闭，所述下游必关阀门a2正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述上游必关阀门b1和所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述下游必关阀门a2、所述上游必关阀门b1以及所述供水管线集合Bb在地图中显示；
当所述上游必关阀门a1正常关闭，所述下游必关阀门a2未能正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述下游必关阀门b2和所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述上游必关阀门a1、所述下游必关阀门b2以及所述供水管线集合Bb在地图中显示；
当所述上游必关阀门a1和所述下游必关阀门a2均未能正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述上游必关阀门b1、所述下游必关阀门b2以及所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述上游必关阀门b1、所述下游必关阀门b2以及所述供水管线集合Bb在地图中显示。
3.根据权利要求2所述的一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法，其特征在于，所述S1包括以下子步骤：
S11：获取经坐标系统处理和编码统一处理后的供水管网的空间数据及设备的空间数据；
S12：对供水管网数据表创建拓扑关系，并自动生成信息表，所述信息表用于创建并存储拓扑关系后的所述供水管网起点和所述供水管网终点的详细空间信息；
S13：利用空间函数将所述信息表、供水管网的空间数据表以及设备的空间数据表建立关联关系，形成所述供水管网-设备空间拓扑关系模型；其中，所述模型中创建有GIN类型索引。
4.根据权利要求3所述的一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法，其特征在于，所述空间函数包括：精确相等函数、空间相等函数、是否为空函数以及是否相交函数。
5.根据权利要求3所述的一种基于图式理论的供水管网爆管分析方法，其特征在于，所述供水管网-设备空间拓扑关系模型中的关键拓扑信息采用数组方式存储；所述数组用于存储供水网管设备节点相关正向关系和反向关系。
6.一种基于图式理论的供水管网爆管分析系统，其特征在于，包括创建模块、获取模块、搜索模块、判断模块以及显示模块；
创建模块，用于创建供水管网-设备空间拓扑关系模型；
获取模块，用于获取爆管位置，并将所述爆管位置传输至所述供水管网-设备空间拓扑关系模型中，所述供水管网-设备空间拓扑关系模型对所述爆管位置是否存在供水管线进行判断：
若所述爆管位置存在供水管线，获取爆管管线的编码A；
若所述爆管位置不存在供水管线，获取距离所述爆管位置最近的爆管管线的编码B；
搜索模块，用于根据所述编码A或所述编码B，采用图式搜索算法获取距离所述爆管位置最近的必关阀门A和所述爆管位置影响的供水管线集合Aa；其中，搜索层级为n；
判断模块，用于判断所述必关阀门A是否可以正常关闭：
若所述必关阀门A不能正常关闭，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的必关阀门B和所述爆管位置影响的供水管线结合Bb；其中，搜索层级为n+1；
所述显示模块，用于将所述必关阀门A和所述供水管线集合Aa或所述必关阀门B和所述供水管线集合Bb在地图中显示。
7.根据权利要求6所述的一种基于图式理论的供水管网爆管分析系统，其特征在于，所述必关阀门A包括上游必关阀门a1和下游必关阀门a2；所述必关阀门B包括上游必关阀门b1和下游必关阀门b2；
当所述上游必关阀门a1未能正常关闭，所述下游必关阀门a2正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述上游必关阀门b1和所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述下游必关阀门a2、所述上游必关阀门b1以及所述供水管线集合Bb在地图中显示；
当所述上游必关阀门a1正常关闭，所述下游必关阀门a2未能正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述下游必关阀门b2和所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述上游必关阀门a1、所述下游必关阀门b2以及所述供水管线集合Bb在地图中显示；
当所述上游必关阀门a1和所述下游必关阀门a2均未能正常关闭时，采用所述图式搜索算法重新获取距离所述爆管位置最近的所述上游必关阀门b1、所述下游必关阀门b2以及所述爆管位置影响的供水管线集合Bb，并将所述上游必关阀门b1、所述下游必关阀门b2以及所述供水管线集合Bb在地图中显示。
8.根据权利要求7所述的一种基于图式理论的供水管网爆管分析系统，其特征在于，所述创建模块包括获取单元、创建单元以及建模单元；
所述获取单元，用于获取经坐标系统处理和编码统一处理后的供水管网的空间数据及设备的空间数据；
所述创建单元，用于对供水管网数据表创建拓扑关系，并自动生成信息表，所述信息表用于创建并存储拓扑关系后的所述供水管网起点和所述供水管网终点的详细空间信息；
所述建模单元，用于利用空间函数将所述信息表、供水管网的空间数据表以及设备的空间数据表建立关联关系，形成所述供水管网-设备空间拓扑关系模型；其中，所述模型中创建有GIN类型索引。
9.根据权利要求7所述的一种基于图式理论的供水管网爆管分析系统，其特征在于，所述空间函数包括：精确相等函数、空间相等函数、是否为空函数以及是否相交函数。
10.根据权利要求7所述的一种基于图式理论的供水管网爆管分析系统，其特征在于，所述供水管网-设备空间拓扑关系模型中的关键拓扑信息采用数组方式存储；所述数组用于存储供水网管设备节点相关正向和反向关系。
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