基于GIS技術的地下管線全生命周期體系構建研究

曹斌

（上海市測繪院 上海 200063）

1 引言

作為城市基礎建設的重要組成部分，地下管線在城市規(guī)劃、設計、應急管理等基礎建設中占據(jù)著重要位置，城市地下管線被稱作城市的“神經(jīng)”和“血管”[1]。上海市地下管線全場以超過12萬千米，復雜交錯存在密度大、辨識度低等問題?，F(xiàn)階段為實現(xiàn)地下管線從規(guī)劃設計到施工運營再到日常圍護的管線全生命周期互通互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享的精準化管理方式。上海市規(guī)劃和國土資源管理局聯(lián)合上海市測繪院、上海市城市規(guī)劃設計研究院以及各大管線單位、管線工程設計單位等部門提出在基于GIS技術的地下管線全生命周期數(shù)據(jù)庫的基礎上，建立覆蓋地下管線全生命周期的規(guī)劃管理機制。

2 地下管線管理中存在的問題

2.1精細化管理水平欠缺

2017年，習近平總書記在上海提出“城市管理應該像繡花一樣精細。”現(xiàn)階段上海市的地下管線信息化管理停留在僅依靠GIS技術，固然單純技術上的數(shù)據(jù)存儲更新管理是最容易實現(xiàn)的，但遠達不到總書記提出的“繡花”目標[2]。地下管線管理工作應包括從管線的規(guī)劃到設計、施工、驗收、日常維護等階段，并實現(xiàn)各階段的有效互聯(lián)，由于地下管線生命周期長、工程量龐大，實際工作由各管理部門分散管治，導致各階段工作被嚴重分割，關聯(lián)性差導致管線信息共享程度低，數(shù)據(jù)流、工作流長期處于分割狀態(tài)[3]，不能進行信息交流對比，這種情況多精細化管理相當不利。

2.2智能化程度低

《上海市城市總體規(guī)劃(2016-2040)》指出，上海市將在2040年建成卓越的全球城市，上海市中心城區(qū)已在2016年完成地下管線普查工作，同時外環(huán)線以外建成區(qū)的管線普查工作已開展。現(xiàn)階段除基礎的地下管線信息普查外，還需要建立地下管線數(shù)據(jù)庫共享平臺實現(xiàn)各方數(shù)據(jù)的共建共享[4]。在地下管線基礎信息框架構建過程中，對于普查成果的拓展應用也是建設全球城市的重要一步。合理的利用地下管線數(shù)據(jù)庫，發(fā)揮普查結果最大效益，在應急處置決策、統(tǒng)籌區(qū)域協(xié)調發(fā)展有著重大意義[5]。

3 地下管線數(shù)據(jù)庫的建設

3.1地下管線數(shù)據(jù)規(guī)狀

根據(jù)自2003年以來的地下管線測量數(shù)據(jù)中可知，目前上海市的地下管線已累計測量了長度達2萬千米左右[6]，存在的以下問題：

（1）處于規(guī)劃審批階段的地下管線沒有統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準，沒有進行入庫管理；

（2）已獲工程許可的地下管線，沒有進行數(shù)據(jù)統(tǒng)一整理，數(shù)據(jù)狀態(tài)呈碎片化；

（3）規(guī)劃審批與已獲工程許可的管線不能夠實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的環(huán)環(huán)相扣，中間存在嚴重的斷聯(lián)情況，亦未實現(xiàn)與測量成果質量驗收、規(guī)劃竣工驗收、檔案驗收管理數(shù)據(jù)的一體化，如應急搶修、舊管網(wǎng)原管位拆排等管線工程規(guī)劃許可證的管線數(shù)據(jù)信息尚未共享。

3.2數(shù)據(jù)庫的建設目標

（1）統(tǒng)一數(shù)據(jù)入庫標準

入庫標準是實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一的關鍵步驟，規(guī)劃審批階段和工程許可階段的成果，各設計單位之間存在不同的成圖標準無法實現(xiàn)統(tǒng)一入庫，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，上海市制定了《上海市管線規(guī)劃成果數(shù)據(jù)標準》和《上海市管線工程平面設計圖數(shù)據(jù)標準》，同時再次修訂了《上海市地下管線測繪規(guī)范》。以上內容詳細規(guī)定了各階段地下管線數(shù)據(jù)內容、要素分類規(guī)則、文件命名原則、數(shù)據(jù)格式和元數(shù)據(jù)，GIS方面確定分層標準、圖層屬性以及CAD與GIS相對關系。統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準，實現(xiàn)了各類各階段地下管線管理相互關聯(lián)，數(shù)據(jù)成果兼容互通，確保了地下管線數(shù)據(jù)從設計規(guī)劃階段到審批施工竣工以及運營維護的全生命周期有效管控。

（2）數(shù)據(jù)資源整合

分析現(xiàn)有數(shù)據(jù)，上海市現(xiàn)存管線數(shù)據(jù)來源廣，不同單位的地下管線數(shù)據(jù)內布要求不同，導致現(xiàn)有數(shù)據(jù)的精度不同，不符合數(shù)據(jù)入庫要求。通過內業(yè)數(shù)據(jù)分析判別，外業(yè)實地調研，數(shù)據(jù)來源單位核查等方式，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行整合、篩選形成精度高且統(tǒng)一滿足入庫條件現(xiàn)狀管線數(shù)據(jù)庫。采用自主研發(fā)的生產軟件，將已整和的地下管線各階段包括規(guī)劃設計、審批許可、施工、跟測、竣工驗收、運行維護、廢棄處置等全生命周期信息相互關聯(lián)[9～10]。形成了涵蓋規(guī)劃管理全生命周期的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)管線規(guī)劃管理信息化全覆蓋。同時對調研過程中發(fā)現(xiàn)存在破壞或功能廢棄的管線建立管線數(shù)據(jù)修補機制，一并入庫。

（3）數(shù)據(jù)庫的應用

地下管線數(shù)據(jù)庫建成后應包含全生命周期管線數(shù)據(jù)，以便滿足地下管線不同階段的規(guī)劃管理要求。地下管線全生命周期數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一，有利于規(guī)范地下管線布局規(guī)劃，進一步使地下空間資源合理有效利用，可以為通信、供水、燃氣、熱力、電力、通信、廣播電視等行業(yè)提供基礎支撐，為全市地下空間發(fā)展規(guī)劃設計模型提供數(shù)據(jù)支持，測量數(shù)據(jù)精確的數(shù)據(jù)庫也各部門在日常規(guī)劃管理和應急處置中提供精確三維空間數(shù)據(jù)?；ヂ?lián)互通的數(shù)據(jù)庫也為各部門間協(xié)調管理、統(tǒng)籌規(guī)劃提供了便利。

4 全生命周期的管理制度

4.1規(guī)劃審批機制

主干管網(wǎng)、受規(guī)劃管控的管線需編制專項規(guī)劃或控制性詳細規(guī)劃，完成審批流程，依規(guī)實施。具體流程主要為：編制、審批規(guī)劃設計書，制定具體方案、方案公示、專家審議、意見征詢等程序后進行方案完善和報批，管理流程新增要求，主要要求設計單位按規(guī)范制作電子報件，同時在審批過程中對電子報件進行檢查入庫，具體流程見圖1。

圖1 專項規(guī)劃和控制性詳細規(guī)劃流程圖

4.2工程許可機制

管線申請建設工程規(guī)劃許可證過程中，已獲專項規(guī)劃或控制性詳細規(guī)劃的主干管網(wǎng)等重要管線可不提交規(guī)劃文本和數(shù)據(jù)，新的工程許可機制審理流程規(guī)定設計單位須按《上海市管線規(guī)劃成果數(shù)據(jù)標準》《上海市管線工程平面設計圖數(shù)據(jù)標準》制作電子報件，受理時應進行數(shù)據(jù)篩查以保證電子報件符合要求，達到入庫標準。為實現(xiàn)管線規(guī)劃圖、工程圖等電子入庫，機制新增成果入庫流轉單填寫環(huán)節(jié)，新增打印送達文件有規(guī)劃核查告知單和檔案核查辦理須知，同時告知管線建設單位工程批后的核查管理要求。成果管理部門接收成果入庫流轉單，同時將數(shù)據(jù)和案卷移交檔案館，具體流程見圖2。

圖2 工程許可審批流程圖

4.3規(guī)劃核查機制

自2011年上海市開始執(zhí)行地下管線規(guī)劃核查管理制度，主要包括管線的開工驗線、跟蹤測量管理、竣工驗收和檔案驗收等內容。并通過組建微信群，加強核查的信息交流，各管理部門單位及時溝通、緊密協(xié)作，有力推進了規(guī)劃核查管理工作，具體流程見圖3。

圖3 規(guī)劃核查流程圖

4.4成果入庫機制

地下管線工程是地下隱蔽性設施，管線數(shù)據(jù)精確入庫是實現(xiàn)地下管線規(guī)劃管理精細化的前提和基礎。入庫前首先進行數(shù)據(jù)的質量審查工作，自主研發(fā)的成果預檢工具可完成對項目信息完整性，圖層組織、圖層命名、屬性完整性，正確性和規(guī)范性的檢查，保證了數(shù)據(jù)的精確度。同時主管單位制定了嚴格的入庫流程，具體流程見圖4。

圖4 成果入庫流程圖

5 結束語

新建數(shù)據(jù)庫共享機制將規(guī)劃審批、工程許可、施工竣工、運行維護各階段串聯(lián)融為整體，使各環(huán)節(jié)緊密溝通，精細化程度更高，數(shù)據(jù)庫的動態(tài)更新，可不斷完善和修改保障了地下管線數(shù)據(jù)的精確性。目前，大數(shù)據(jù)背景下，健全的數(shù)據(jù)規(guī)劃管理機制可為城市安全、政府部門決策、突發(fā)事件的應急處理提供強大的技術支持，數(shù)據(jù)的共享機制可使數(shù)據(jù)的價值最大化。科學合理的管理體系使大數(shù)據(jù)和管理機制有機融合實現(xiàn)了上海市地下管線系統(tǒng)化、精細化管理的需求。地下管線全生命周期管理機制的構建，實現(xiàn)了中央對全面加強城市地下管線管理要求，提升高了城市運行效率。