綜合管廊智能化運維管理技術(shù)解析

李修巖

摘 要：相較于綜合管廊的廣闊發(fā)展前景，在綜合管廊運維管理等方面的技術(shù)研究還非常滯后，目前還沒有形成一套較完整、較成熟的運維管理技術(shù)體系。隨著綜合管廊項目陸續(xù)建設(shè)和投入運營，亟需建立一套安全、高效、合理可行的智能化運維管理模式，為綜合管廊的運維管理提供相應(yīng)的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；智能化；運維管理

1 綜合管廊智能化運維管理的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 可視化運維管理

由于目前建立的地下管線管理系統(tǒng)大多為二維系統(tǒng)，不能生動地表現(xiàn)具有三維特征的客觀實體，并且對理解管線的空間拓撲關(guān)系造成困難，因此，可視化技術(shù)在地下管線管理中的應(yīng)用需求顯得十分迫切和必要。作為信息可視化管理工具，GIS和BIM都能建立空間信息數(shù)據(jù)模型（GIS主要應(yīng)用于建筑外部的宏觀區(qū)域建模，BIM主要應(yīng)用于建筑內(nèi)部的精細化建模），并且都能應(yīng)用于相同的領(lǐng)域，例如對城市市政基礎(chǔ)設(shè)施信息的查詢和管理。

1.2 智能監(jiān)控

物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings，IOT）技術(shù)是智能監(jiān)控的核心部分，其利用傳感器、執(zhí)行器、射頻識別（radiofrequencyidentification，RFID）、二維碼、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、移動手機等信息傳感設(shè)備對物體進行信息采集和獲取；依托各種通信網(wǎng)絡(luò)隨時隨地進行可靠的信息交互和共享；利用各種智能計算技術(shù)，對海量的感知數(shù)據(jù)和信息進行分析處理，實現(xiàn)智能化決策控制。IOT技術(shù)能應(yīng)用于運輸與物流、智能家居/建筑、智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、庫存和產(chǎn)品管理、安全監(jiān)督等諸多領(lǐng)域。

1.3 管理平臺

針對地下管線復(fù)雜的管理體系以及不同管理平臺間普遍存在的“信息孤島”現(xiàn)象口卜冽等問題，亟需建立統(tǒng)一的地下管線信息資源共享服務(wù)平臺，以實現(xiàn)對地下管線的安全運營、有效監(jiān)控和預(yù)警。

2 綜合管廊智能化運維管理的技術(shù)挑戰(zhàn)

2.1 數(shù)據(jù)及技術(shù)標(biāo)準

BIM和GIS的集成運用能夠為綜合管廊運營的可視化、宏觀以及微觀管理功能的結(jié)合提供基礎(chǔ)。但目前為止，GIS與BIM數(shù)據(jù)的集成還存在很大的問題，如集成后數(shù)據(jù)丟失、可視化效果不好、無法進行空間數(shù)據(jù)分析等。為了促進BIM和GIS技術(shù)的融合應(yīng)用，實現(xiàn)更加理想的運維管理效果，需進一步研究建立GIS與BIM之間模型精細度的映射算法、映射規(guī)則以及語義映射表等內(nèi)容。在綜合管廊運維管理平臺中將lOT、BIM、GIS等不同技術(shù)以及各類運維管理子系統(tǒng)進行集成管理時，需對各類數(shù)據(jù)的標(biāo)準進行適當(dāng)?shù)亩x，如建模標(biāo)準、交互標(biāo)準、管理數(shù)據(jù)標(biāo)準、技術(shù)數(shù)據(jù)標(biāo)準、檔案存儲數(shù)據(jù)標(biāo)準等。此外，還包括綜合管廊智能化運維管理平臺各個子系統(tǒng)的配合標(biāo)準、接口標(biāo)準等。與此同時，運用IOT技術(shù)對綜合管廊進行自動化監(jiān)控管理時，還需研究將現(xiàn)場監(jiān)測的實時數(shù)據(jù)映射到運維管理平臺數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)標(biāo)準，以實現(xiàn)對上層應(yīng)用的數(shù)據(jù)支持。

2.2 大數(shù)據(jù)信息分析

在搭建綜合管廊運維管理平臺時，需要整合多個子系統(tǒng)，如GIS系統(tǒng)、綜合管廊BIM模型、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、預(yù)警與報警系統(tǒng)、管廊物業(yè)管理系統(tǒng)等。在對不同子系統(tǒng)的信息資源進行集成整合時，一方面要解決各類數(shù)據(jù)來源的互操作性問題。另一方面，由于不同來源的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且數(shù)量巨大，采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理工具進行數(shù)據(jù)分析和決策支持將變得十分困難，因此需要采用新的技術(shù)才能實現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)挖掘和分析。

在搭建綜合管廊智能化運維管理平臺時，還需考慮平臺的易用性和便捷性。如何實現(xiàn)集成平臺中“大數(shù)據(jù)”的智能化處理，將成為巨大的挑戰(zhàn)。新興的云計算技術(shù)能夠為“大數(shù)據(jù)”提供快速的信息處理能力，使企業(yè)專注于自身的核心業(yè)務(wù)，而不必擔(dān)心基礎(chǔ)設(shè)施、靈活性以及資源可用性等方面的問題。但是“大數(shù)據(jù)”在云平臺中的運用研究仍處于初級階段，還面臨著一系列的挑戰(zhàn)，如可擴展性、可用性、數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)的異質(zhì)性、法規(guī)監(jiān)管以及數(shù)據(jù)隱私等問題。

2.3 信息的安全保障與準確性

由于綜合管廊集中敷設(shè)的市政管線是服務(wù)于整個城市運行的生命線，若在運維管理過程中處理不當(dāng)，將可能產(chǎn)生非常嚴重甚至是災(zāi)難性的結(jié)果。綜合管廊信息化模型等信息如果被恐怖分子獲取，極易造成影響整個城市運行的恐怖襲擊行為。同時，針對綜合管廊安全運營的數(shù)據(jù)挖掘和智能決策，均需要經(jīng)驗數(shù)據(jù)的支持，否則無法做出正確的管理決策。

3 國內(nèi)外綜合管廊現(xiàn)狀對比及啟示

地下綜合管廊是城市生命線走廊，收容的管線種類多樣，采用現(xiàn)代信息技術(shù)對地下綜合管廊進行管理與監(jiān)控是不可或缺的手段。從國內(nèi)已建的地下綜合管廊運營狀況來看，國內(nèi)在研究信息化監(jiān)控方面與國際水平較接近，但也還有一定差距唧o。我國在對綜合管廊的研究和實踐方面還處于起步階段，相比國外一百多年的歷程，我國無論是在法規(guī)制度、管理模式等方面還有很大的差距。

3.1 法規(guī)體系

推廣和普及綜合管廊的基礎(chǔ)是制定相應(yīng)的法規(guī)體系，以法規(guī)政策來保障綜合管廊的投資建設(shè)與運營管理。例如，日本在綜合管廊建設(shè)方面有著相當(dāng)完備的法律、管理和技術(shù)體系，制定的《共同溝實施法》以及指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計的《共同溝設(shè)計指針》等，對綜合管廊建設(shè)中的資金分攤與回收、建設(shè)技術(shù)等關(guān)鍵問題進行了明確。由于我國綜合管廊相關(guān)的法律法規(guī)不完善，在上海世博園綜合管廊建設(shè)過程中，由誰出資、管理費用由誰支付、分攤費用的標(biāo)準等問題，一度成為阻礙項目順利推進的焦點。綜合管廊牽涉的管線眾多，其屬性既有公益性，也有經(jīng)營性。因此，有一套完整的法規(guī)體系作為依據(jù)，才能促進綜合管廊的有序發(fā)展和順利實施，使地下管線管理工作有法可依、有章可循。

3.2 管理模式

城市地下管線綜合管廊項目在政府公共管理中的職能定位直接決定了它的發(fā)展和所能發(fā)揮的作用。國外對綜合管廊設(shè)施的定位是社會公共產(chǎn)品，與城市道路、下水道、公園等公共設(shè)施處于同等地位，并以法律的形式予以規(guī)定，它的管理歸屬部門也有統(tǒng)一的規(guī)定。而相比國內(nèi)，綜合管廊的職能定位較模糊，更沒有國家統(tǒng)一的法律法規(guī)予以規(guī)范，建成后的綜合管廊的歸口管理也較混亂。因此，當(dāng)前對我國在地下綜合管廊的職能定位的研究上須加快腳步。此外，從新加坡的運維管理經(jīng)驗來看，對綜合管廊全程、全生命周期的管理，將運維管理前置到設(shè)計階段，是新加坡綜合管廊管理的最大亮點，也是它得以安全、乎穩(wěn)運維，令管廊投資方獲得最大收益的可靠保證。

4 結(jié)束語

我國綜合管廊的建設(shè)進度在不斷加快，學(xué)界對綜合管廊的關(guān)注度也在不斷提高。通過分析國內(nèi)外與綜合管廊相關(guān)的研究文獻發(fā)現(xiàn)，針對綜合管廊運維管理的相關(guān)研究非常有限，亟需提高對綜合管廊運維管理的重視程度。本文通過分析綜合管廊及城市地下管線在運維管理中存在的問題及原因，提出了城市綜合管廊智能化運維管理的關(guān)鍵技術(shù)需求，并對相關(guān)的技術(shù)進行了綜述分析。這些研究對于實現(xiàn)綜合管廊智能化管理推動綜合管廊安全運營的進一步發(fā)展具有重要的意義。研究最后還對綜合管廊智能化運維管理面臨的挑戰(zhàn)進行了討論分析，未來的研究若能在技術(shù)和管理層面上解決這些問題，將為綜合管廊的運維管理帶來巨大的效益。隨著綜合管廊項目的陸續(xù)建設(shè)和投入運營，建立一套安全、高效、合理可行的智能化運維管理模式，對綜合管廊的長期、健康、可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

參考文獻：

[1] GB 50838-2015.城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 王恒棟，薛偉辰，綜合管廊工程理論與實踐[M].北京：中國建筑工程出版社，2013.