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［摘要］
在分析城市地下管線信息化建設現狀的基礎上，提出管線生命全周期管理理念，將地下管線前期的報建、規劃、審批和后期的檔案管理、巡檢、監控、動態管理等功能與傳統管線信息化建設內容融合在一起，進行管線信息化管理整體設計，并經城市的地下管線信息化建設實踐試驗，取得了較好的效果。
［關鍵詞］
地下管線；系統設計；動態管理
1引言
地下管線是城市的生命線，是城市重要的基礎設施，地下管線的管理工作在城市規劃、建設和管理工作中占據舉足輕重的作用，隨著城市現代化建設的不斷發展，地下管線管理信息化越來越受到重視，許多城市紛紛建立了地下管線管理信息系統，實現對地下管線更為科學合理的信息化管理。［1］根據地形管線建設管理工作的實際情況及主要工作，地下管線信息化應該涵蓋地下管線規劃、設計、施工、竣工驗收、運行管理、等多項內容，及實現管線生命全周期管理。同時，考慮到地下管線設施本身會隨著時間的推移出現老化、故障等問題，需要開展故障維修、老舊設備更換等工作，因此，地下管線的管理工作不能是靜態的，而應該是一個動態的過程，需要實現數據的及時更新，從而保證系統數據與管線現狀間的高度一致性。而當前的地下管線信息系統建設，主要考慮的是針對管線設施現狀的管理，卻沒有考慮到地下管線的管理是一個全過程管理問題。為此，現有的管線系統大部分是被動的接收其他系統或單位提供的管線設計、維護等階段的數據，而無法實現管線的主動管理，對于前面提到的全生命周期、動態化這些要求更加難以實現。這一現狀對于城市地下管線的信息化乃至智慧化管理工作是十分不利的。［2］
2問題原因分析
上述問題的產生，主要原因在于目前的管線管理工作在體系、技術、制度、法規體系等多方面仍存在一定的缺陷，從技術的角度出發，則可以區分為技術和非技術兩大層面的原因。首先，非技術方面原因主要表現在我國各大城市地下管線的管理方式采取的是各自負責，分頭管理的模式，各單位在建設地下管線信息系統時，只考慮到自己單位的應用需求，而沒有從地下管線管理工作本身的總體需求出發進行設計。因此造成了系統建設也相對獨立的局面，即規劃部門只建設規劃審批系統，檔案部門只建設管線檔案信息管理系統，而管線的運行維護工作僅由各管線權屬單位自己負責。不僅系統建設是相互獨立的，缺乏統一性，各自系統建成后，出于自身利益考慮，各單位還會拒絕數據的共享應用，從而加劇了“數據孤島”的問題。［3］地下管線各階段數據的流轉難以實現，嚴重影響了城市地下管線的統一管理。其次在技術方面，主要是表現在管線信息系統研發方面目前出臺的技術標準僅包含傳統的管線信息管理方面的功能要求，對于管線規劃和運行維護方面基本沒有涉及，即使提到也是作為可選性質的功能而沒有強制性要求。在缺乏約束的情況下，各系統研發企業出于降低系統研發難度的角度考慮，也不會去特意引導業主方去做系統的優化工作。與此相反，多數企業為了追求經濟利益最大化，往往缺少增加各種技術手段和設施提高安全系數的內在動力，由此就導致了求快求省、通過降低技術投入以增加短期利益的行為。
3系統設計新思路
從上述分析結果可以看出，管線管理問題的解決，需要通過統一的部門、統一的系統，實現對地下管線的全生命周期管理，即從地下管線項目立項、規劃、審批、設計、施工建設、運行、監測、維修、報廢、檔案信息等，從管線形成到管線廢棄全過程的實時動態數據的集成化管理［4］。因此，需要在系統設計階段就考慮管線的報件規劃審批和管線數據的動態更新需求，以技術手段帶動行政層面，實現提高管線管理工作水平的最終目標。在系統總體架構設計時，需要在常規的地下管線信息管理系統的基礎上，增加規劃管理、運維管理、檔案管理的相應功能或子系統，以實現系統管理范圍的擴展。與現有地下管線信息系統相比，增加了如下幾個方面設計思考：
1）在子系統研發方面，除管線基礎管理方面的系統外，增加規劃審批管理、管線運行維護和檔案管理方面的子系統，實現系統功能向管線管理上游及下游的延伸。
2）與系統功能相配套，在數據建庫方面，新增管線規劃數據庫、管線檔案數據庫和管線業務數據庫，以支持新增子系統部分的功能研發。
3）在基礎設施部分，為配合管線運行維護部分各子系統功能研發，需要增加移動終端和監測傳感終端，以滿足系統維護階段巡檢工作的開展，以及管線運行監測數據獲取的需要。
4）因為系統研發涉及到多個運行環境、網絡環境和軟件平臺，因此在系統設計和研發階段，需要把數據的傳輸作為一個重要的研究內容，重點解決。
4系統主要功能設計
當前城市地下管線信息系統的功能主要包含數據入庫、數據庫更新（含數據監理查錯和歷史數據管理功能）、信息查詢、數據統計、空間分析（包括橫斷面分析、縱斷面分析、碰撞分析、埋深檢測等）、應急處置（包括爆管分析、消防栓檢索等）、制圖輸出、三維模擬和用戶管理等功能。除上述各項功能外，為做好管線數據管理工作，需要從管線管理工作的總體流程入手，加大對規劃設計和后期維護工作的重視，不能局限于現有的權限現狀的管理，而需要面向上下游延伸，實現對管線建設前期的規劃設計，以及建成后的成果歸檔、巡檢維護、隱患排查、運行監控等工作的信息化支持［5］。具體設計思路如下：
1）把規劃審批業務流程引入GIS系統
在管線信息管理系統設計時，充分考慮到管線規劃設計及審批工作的總體業務流程與傳統GIS系統數據入庫更新工作的銜接，將原本相對孤立的管線空間信息管理和管線規劃管理工作的有機結合起來。系統功能設計應充分考慮管線規劃和管理工作的業務需要和日常運維的情況，在地下管線數據信息化、動態化管理的基礎上，增加管線規劃業務管理功能，建立涵蓋規劃、報建、設計、審批、核實、歸檔、數據管理、數據更新、隱患管理等整個管線數據生命周期的管理流程。
2）充分考慮管線運行過程監控，及時發現管線變化情況
在系統功能設計時，需要增加管線運行監測和巡檢管理的相關功能，實現對地下管線的運行監測與指揮調度。首先通過各類監控傳感設施的部署，可以實時獲取管線運行過程中的狀態信息，如供水管線的壓力、流量等，從而實時掌握供水業務現狀。此外，研發移動端的巡查系統，管線的養護人員可以通過手持移動端系統對在巡檢過程對發現的問題進行記錄匯總，移動端的定位系統還可以對事故發生的位置進行定位上傳，并按照問題類型報送給相關權屬單位。管轄權屬單位可以根據預警信息、事故類型安排檢修工作，并將檢修安排、進度及結果及時上報給管理部門；管理部門也可以對檢修后的管線信息進行及時更新。
3）加強管線隱患管理，預防事故發生
根據《國務院辦公廳關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》（國辦發〔2014〕27號）的要求，各地需要加強對地下管線安全隱患的排查和治理，保障管線安全運行［6］。因此，在系統研發時，需要加入隱患管理的相關功能，一方面可以通過人工排查，在系統中標注發現的隱患點，并錄入隱患情況；另一方面，可以通過對管線間距、壽命、壓占等情況的分析，自動檢索全市地下管網埋設情況，快速、全面的發現管網隱患，有效避免人工排查的各項弊端。
4）實現部門間的數據自動流轉
考慮到管線管理工作會涉及到規劃局、建設局、各管線權屬單位等多家部門及單位，具有一個較為復雜的業務流轉關系，在系統研發時，需要充分考慮到各類空間及業務數據在不同的部門及單位間流轉的需要，打通數據壁壘，利用技術手段為業務組織提供便利。
5）數據動態更新
在系統功能中體現數據更新的整個流程，改流程需要涵蓋數據提交、檢查和數據庫更新的全過程。首先應由管線權屬單位提交成果數據，同時利用系統查錯功能依照數據標準進行全面的檢查；對于檢查通過的數據，系統會將其存入臨時庫中，交由管線主管部門的數據管理人員審核。數據管理人員審核通過的數據才可以正式入庫并與現有數據合并。這樣的功能設計不僅可以實現數據的及時更新，也保證了數據庫的質量。
6）考慮到移動辦公的需要
目前，規劃監察、規劃核驗工作的重要性正得到越來越多城市的重視，為此，系統在功能設計時，需要充分考慮這些工作的需要，增加相應的移動端應用，可以實現業務數據移動獲取，實地坐標、測量數據、反饋內容、圖片及視頻信息移動上報。監察隊通過將PDA設備帶到施工現場，對敷設的管線進行監督和跟蹤，判別管線是否按照規劃和設計的要求進行施工，并將發現的問題和反饋的任務通過3G網絡實時傳送給調度中心，使得管線建設監察工作更加方便、高效。
5應用案例分析
目前，這一新的系統設計思路已在部分城市得到實踐，且取得了較好的應用效果。以北方某城市的項目為例，進行簡要分析。該項目對于管線規劃設計工作十分重視，在系統設計階段即明確了以“地理信息”輔助“規劃業務”的總體思路，將原本相對孤立的管線空間信息管理和管線規劃管理工作的有機結合起來。在此基礎上，實現了規劃業務的自動流轉和圖文結合的辦公模式，極大的方便了規劃局審批工作的開展。在管線信息系統建設方面，本項目充分使用當前先進技術，搭建具有技術領先水平的信息系統成果。系統還實現了地下管線隱患的自動排查，相對于傳統的人工方式，可以更高效、更全面的完成排查任務，為地下管線安全、穩定運轉提供幫助。該系統自去年建成并投入使用以來，有效的協助用戶完成了管線管理工作流程的梳理，提高了辦事效率。將管理管理工作開始的時間點從運行維護階段提前至管線規劃設計階段，提高了管理工作的主動性。項目運行效果得到了用戶方的一致好評。這一建設成果，可算是在地下管線全生命周期動態管理方面的一次成功的嘗試，用多項技術手段的綜合應用，推動了政府部門地下管線管理水平的進步。
6結束語
本文是對某城市地下管線信息化建設設計與實踐。在設計中，我們結合業主方的需求，對系統進行管線生命全周期管理的設計，對過去的設計思路進行調整和改進，并將設計方案付諸實施，取得了良好的效果，受到城市規劃建設部門的一致好評。該項目的完成和應用，完成了管線管理工作流程的梳理，加強了政府部門對地下管線的管理，提高了辦事效率。地下管線信息化建設是智慧城市建設的重要組成部分，我們將進一步總結完善該成果，使其在智慧城市中發揮更大的作用。
作者：喬志勇 單位：廈門精圖信息技術有限公司
參考文獻
［1］余宏遠，魏宏源，劉志科，朱軍．基于GIS城市綜合管線管理系統總體設計的探究［J］．礦山測量，2014．（4）：52－55．
［2］王慧燾．論城市地下管線全生命周期監管［J］．價值工程，2015，（05）：100－101．
［3］夏薔哲．關于城市地下管線信息化數據質量控制的探討［J］．北京測繪，2010．（3）：57－61．
［4］翟光銀，韓偉，張帥．淄博市地下管線動態管理問題的分析與探討［J］．測繪通報，2013，（S2）：227－229．
［5］唐俊平，潘伯鳴，孫雪梅．城市地下管線動態更新技術實現方式研究［J］．辦公自動化，2014，（S1）：352－355．
［6］國務院辦公廳關于加強城市地下管線建設管理的指導意見．國辦發〔2014〕27號
