地下綜合管網(wǎng)的智能化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與研究

孫雨生 李哲

摘 要：地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要部分。掌握城市地下管線的現(xiàn)狀是城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和排險(xiǎn)的共同需求。建立基于GIS的綜合管網(wǎng)智能化管理系統(tǒng)是智慧城市建設(shè)的重要組成內(nèi)容，成為管線管理的一種必然趨勢(shì)。文章就綜合管網(wǎng)智能化管理研究做簡(jiǎn)要概述。

關(guān)鍵詞：地下綜合管線;智能化管理;綜合管控

1 緒論

城市管網(wǎng)建設(shè)大多使用紙質(zhì)檔案作為媒介，采用傳統(tǒng)人工管理的方式，這使得管網(wǎng)現(xiàn)狀不明;管網(wǎng)數(shù)據(jù)具有不同的權(quán)屬部門(mén)，由不同部門(mén)管理，這使得數(shù)據(jù)綜合利用困難，各部門(mén)、管線權(quán)屬單位之間信息“孤島”嚴(yán)重存在;管線信息交換共享只能通過(guò)文件交換的方式進(jìn)行，各部門(mén)之間沒(méi)有信息化的信息交流方式;同時(shí)，由于沒(méi)有建立不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)、不同類(lèi)型數(shù)據(jù)有效轉(zhuǎn)換、融合的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，導(dǎo)致各部門(mén)、各行業(yè)數(shù)據(jù)分散、彼此隔離，無(wú)法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享，導(dǎo)致各地重復(fù)建設(shè)缺乏統(tǒng)一部署、協(xié)同推進(jìn)機(jī)制。為解決此類(lèi)問(wèn)題，需要統(tǒng)一建設(shè)地區(qū)智慧城市地下綜合管網(wǎng)系統(tǒng)。

2 設(shè)計(jì)目的及設(shè)計(jì)原則

2.1 設(shè)計(jì)目的

（1）提供綜合管網(wǎng)管理新方式：查明地下管線的分布情況，建立地下管線綜合數(shù)據(jù)庫(kù)和專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，推動(dòng)計(jì)算機(jī)管理一體化運(yùn)行機(jī)制，為整個(gè)地下管網(wǎng)運(yùn)行的科學(xué)化管理奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（2）增強(qiáng)綜合管線的管理能力：利用三維可視化技術(shù)，直觀反映地下管網(wǎng)的空間屬性與基本屬性，助力職能部門(mén)進(jìn)行管線的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、敷設(shè)和管理。（3）管線數(shù)據(jù)普查提高數(shù)據(jù)可靠性：借助建設(shè)智慧管網(wǎng)的契機(jī)，徹底摸清地下管網(wǎng)現(xiàn)狀，制作管線健康檔案，使用統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，并建立地下管網(wǎng)的綜合更新機(jī)制，以此實(shí)現(xiàn)智能化管理。（4）避免重復(fù)建設(shè)造成資源浪費(fèi)，環(huán)境污染：通過(guò)統(tǒng)一信息管理，實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)的管線建設(shè)交流，有效減少道路重復(fù)開(kāi)挖等資源浪費(fèi)問(wèn)題的出現(xiàn)。提高項(xiàng)目職能部門(mén)管理效率，有效控制管理的人力、物力。減少噪音、粉塵污染，方便居民日常生活。（5）有效提高城市應(yīng)急指揮水平：利用對(duì)管線信息數(shù)據(jù)的分析，挖掘其中的不安全因素與隱患，及時(shí)采取措施。（6）助于建立災(zāi)害實(shí)時(shí)響應(yīng)機(jī)制：當(dāng)出現(xiàn)管線工程事故的時(shí)候，職能部門(mén)可以查詢(xún)管線位置與基本信息，從而輔助采用決策與處理，避免發(fā)生次生事故。

2.2 設(shè)計(jì)原則

（1）實(shí)用性：操作人員可以用最簡(jiǎn)易的操作步驟完成自己的目的;做到友好、個(gè)性化、人性化軟件界面，提高操作者的工作效率。（2）先進(jìn)性：設(shè)計(jì)方案立足先進(jìn)技術(shù)，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、技術(shù)路線和技術(shù)體系架構(gòu)，使軟件保持先進(jìn)性、可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性、安全性，性能指標(biāo)高。（3）集成性：各個(gè)子模塊，耦合性低，模塊間內(nèi)聚性高，若一子模塊出現(xiàn)問(wèn)題，不易擴(kuò)散至整個(gè)系統(tǒng)。（4）標(biāo)準(zhǔn)性和開(kāi)放性：內(nèi)部數(shù)據(jù)自由流動(dòng)，在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)真正開(kāi)放，數(shù)據(jù)格式符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，便于與其它系統(tǒng)互聯(lián)和擴(kuò)展，形成開(kāi)放的、穩(wěn)定的、并具有統(tǒng)一軟件平臺(tái)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)來(lái)源的開(kāi)放性系統(tǒng)。（5）完備性：平臺(tái)中應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是復(fù)雜、龐大的系統(tǒng)。系統(tǒng)的可管理性需要充分考慮，必須建立全面的系統(tǒng)管理解決方案。

3 地下管線系統(tǒng)建設(shè)

系統(tǒng)使用ArcGIS為GIS信息軟件處理平臺(tái)，借助ArcCatalog直連數(shù)據(jù)庫(kù)建立空間數(shù)據(jù)關(guān)系，以O(shè)racle11g作為數(shù)據(jù)庫(kù)。在GIS信息處理上，B/S子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上后臺(tái)直接使用ArcObjects組件開(kāi)發(fā)，前臺(tái)通過(guò)Arcgis For Js Api調(diào)用ArcServer服務(wù)器發(fā)布的服務(wù)，間接使用GIS模塊來(lái)處理地理信息。C/S子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上直接使用ArcObjects組件開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、共享發(fā)布子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)理及動(dòng)態(tài)更新子系統(tǒng)、三維展示系統(tǒng)四個(gè)子系統(tǒng)組成。提供了數(shù)據(jù)入庫(kù)、數(shù)據(jù)更新、視圖瀏覽、地圖定位、信息查詢(xún)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、空間分析、地圖輸出、輔助工具、數(shù)據(jù)管理等多項(xiàng)功能服務(wù)。

3.1 地下管線數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

地下管線數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，基于ArcGIS應(yīng)用平臺(tái)，使用圖示化管理模式，實(shí)現(xiàn)了地下綜合管網(wǎng)瀏覽、查詢(xún)、出圖、分析、統(tǒng)計(jì)、更新、定位等功能。其系統(tǒng)架構(gòu)圖如下圖1所示：

3.2 地下管線共享發(fā)布子系統(tǒng)

3.3 地下綜合管線數(shù)據(jù)監(jiān)理及動(dòng)態(tài)更新子系統(tǒng)

地下綜合管線數(shù)據(jù)監(jiān)理及動(dòng)態(tài)更新子系統(tǒng)是C/S架構(gòu)，基于AutoCAD開(kāi)發(fā)，它具有完善的管線數(shù)據(jù)入庫(kù)功能與更新功能，并在入庫(kù)更新前檢查數(shù)據(jù)，這保證了地下管線數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完備性、規(guī)范性。

3.4 地下管線三維展示系統(tǒng)

地下管線三維展示系統(tǒng)結(jié)合使用基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)與管線數(shù)據(jù)。基于GIS、3D可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)等信息技術(shù)，在三維場(chǎng)景中展現(xiàn)各類(lèi)型管線的空間位置與屬性信息，能給予使用者以更加直觀的視角觀測(cè)管線的現(xiàn)狀，為決策者在城市規(guī)劃、建設(shè)、管理、防災(zāi)中提供新的技術(shù)手段。該子系統(tǒng)遵循四層架構(gòu)體系。

4 結(jié)語(yǔ)

智慧城市地下綜合管網(wǎng)系統(tǒng)是智慧城市建設(shè)中的重要組成部分，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了管線數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新，保障管網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了地下三維管網(wǎng)的在線預(yù)覽，使用戶更加生動(dòng)直觀地觀察管線的位置、形態(tài)，了解管線系統(tǒng)的現(xiàn)狀。系統(tǒng)提供了火災(zāi)搶險(xiǎn)與爆管關(guān)閥等分析功能，這為險(xiǎn)情的應(yīng)急處理，提供功能上的保障。系統(tǒng)有助于節(jié)約時(shí)間金錢(qián)，有效減低地下管線施工事故的發(fā)生概率，為相應(yīng)部門(mén)的決策、實(shí)施提供了高效、準(zhǔn)確的憑證。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉英明.深圳市地下管線的規(guī)劃建設(shè)與管理探討[J].城市管理與科技，2007.

[2]朱益磊.智慧城市建設(shè)中地下綜合管線的智能化管理研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016.

作者簡(jiǎn)介：孫雨生（1996-），男，漢族，山東榮成人，從事地理信息軟件開(kāi)發(fā)相關(guān)工作。