關(guān)于建立排水管網(wǎng)調(diào)查及資產(chǎn)管理系統(tǒng)的探討

摘要：該文從排水管網(wǎng)調(diào)查工作到資產(chǎn)管理系統(tǒng)的建立進(jìn)行了詳細(xì)介紹，包含了專業(yè)排水管網(wǎng)資產(chǎn)管理系統(tǒng)建立過程中系統(tǒng)建設(shè)方向、思路、流程及系統(tǒng)運(yùn)行體系與建設(shè)功能等相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：排水管網(wǎng) 普查 CCTV 資產(chǎn)管理 GIS

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（b）-0-02

排水管網(wǎng)是一個縱橫交錯的巨大網(wǎng)絡(luò)，具有十分復(fù)雜的空間和非空間屬性屬性。管網(wǎng)的后期養(yǎng)護(hù)記錄、資料，CCTV檢測記錄、影像資料的管理，不能得到合理利用。為了徹底改變這一現(xiàn)狀，必須采用現(xiàn)代化的管理手段進(jìn)行及時、高效的管理，使管理由經(jīng)驗(yàn)型管理向科學(xué)型管理轉(zhuǎn)變，借助地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）這一快速發(fā)展的空間信息技術(shù)來建立先進(jìn)的城市排水管網(wǎng)資產(chǎn)管理系統(tǒng)，來對排水管網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)、高效管理。

1 排水管網(wǎng)調(diào)查

1.1 調(diào)查內(nèi)容

（1）排水管網(wǎng)調(diào)查取舍標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

表1 管道調(diào)查的種類和取舍標(biāo)準(zhǔn)

管道種類取舍標(biāo)準(zhǔn)

排水（含污、雨、合流）雨水≥230、污水≥230、方溝≥400×400

（2）排水管網(wǎng)調(diào)查必須查明與測注的項(xiàng)目，如表2所示。

表2 排水管網(wǎng)調(diào)查必須查明與測注的項(xiàng)目

管道

種類地面建（構(gòu)）筑物管道點(diǎn)量注

項(xiàng)目測注高

程位置

特征點(diǎn)附屬物

排水（含雨、污、合流）化糞池、凈水池、沉淀池、泵站、暗溝地面出口轉(zhuǎn)折點(diǎn)、變徑點(diǎn)、變材點(diǎn)、多通點(diǎn)、進(jìn)出水口、預(yù)留口、起止點(diǎn)檢查井、跌水井、水封井、沖洗井、沉泥井、排污裝置埋設(shè)方式、管徑、斷面尺寸、材質(zhì)管底、方溝底、沉泥井底及地面高

（3）排水管網(wǎng)測量定位點(diǎn)，如表3所示。

表3 排水管網(wǎng)的測量定位點(diǎn)

管道種類定位

特征點(diǎn)定位附屬點(diǎn)測量高程的位置地面需測繪的建（構(gòu)）筑物

排水

（含污、雨水、雨污合流）起始點(diǎn)井，交叉口進(jìn)出水口，轉(zhuǎn)折井各種窨井，泵站，排污裝置管（溝）內(nèi)底及地面高污水廠位置，凈化池，化糞池，泵站，暗溝地面出口

（4）管道的測量定位點(diǎn)均以管（溝、塊）道的中心線和附屬設(shè)施的幾何中心為準(zhǔn)，75 m范圍內(nèi)無特征點(diǎn)的直線段加測一個直線點(diǎn)。管道的管徑或斷面均以毫米為單位，埋深以米為單位量至厘米，管道的埋深量測位置為：污水、雨水、合流為管（溝）內(nèi)底。一井（點(diǎn)）中有多個方向其深度要逐個量取，標(biāo)明管徑（斷面尺寸），并注明連接點(diǎn)號。

1.2 實(shí)地調(diào)查

實(shí)地調(diào)查是管道普查工作的主要內(nèi)容之一，對明顯管道點(diǎn)上所出露的地下管道及其附屬設(shè)施作詳細(xì)調(diào)查記錄，包括管徑、管材、管道載體及用途等。具體見表1.4。

表4 排水管網(wǎng)實(shí)地調(diào)查項(xiàng)目

管道類別埋深斷面根數(shù)材質(zhì)構(gòu)筑物附屬物載體特征埋設(shè)年代權(quán)屬

單位

內(nèi)底外頂管徑寬╳高 壓力流向電壓

排水管道△ △ △△△ △ △△

方溝△ △ △△△ △ △△

注：1、表中〝?〞為應(yīng)調(diào)查項(xiàng)目。

應(yīng)實(shí)地量測排水管網(wǎng)的埋深，單位用米表示，誤差不得超過±5 cm；在窨井上設(shè)置管線點(diǎn)一般設(shè)在井蓋中心；當(dāng)偏距大于0.2 m時，應(yīng)以管道在地面上的投影位置設(shè)置管線點(diǎn)，窨井作為專業(yè)管道附屬物來處理；使用量桿，開井直接量測井內(nèi)各方向管道的有關(guān)參數(shù)，深度讀至厘米，至少兩次讀數(shù)，在其密度符合《規(guī)程》布點(diǎn)要求（點(diǎn)間距不大于75 m），并確認(rèn)兩個明顯點(diǎn)間無轉(zhuǎn)彎、分支時，可直接連接各明顯點(diǎn)，以正確反映出管道的空間位置。必須在實(shí)地調(diào)查清楚排水管網(wǎng)的三通、四通等的分支、交叉等處各分支走向的埋深、管徑、材質(zhì)等成果表中所需的參數(shù)。對調(diào)查區(qū)域內(nèi)缺乏明顯管道點(diǎn)或已有明顯管道點(diǎn)上尚不能查明所需的項(xiàng)目時，選合適地點(diǎn)開挖地下管道進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和量測。

1.3 排水管網(wǎng)測量與數(shù)據(jù)處理

排水管網(wǎng)測量一般包括以下內(nèi)容：控制測量、排水管線測量、測量成果的檢查驗(yàn)收。測繪方法：未覆土的排水設(shè)施，應(yīng)采用跟蹤測量方法；已覆土的排水設(shè)施，應(yīng)采用探查測繪方法。

1.3.1 平面控制測量方式

采用GPS測量的方式，覆蓋整個測區(qū)。可采用靜態(tài)、快速靜態(tài)和動態(tài)等方法進(jìn)行。作業(yè)方法和數(shù)據(jù)處理按現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》CJJ73的要求執(zhí)行。如需加密控制點(diǎn)，則加密控制以首級GPS網(wǎng)點(diǎn)為基礎(chǔ)，發(fā)展二級GPS結(jié)點(diǎn)網(wǎng)，作為管道測量的依據(jù)。如為圖根控制點(diǎn)，可采用RTK（VRS）作業(yè)方式。

1.3.2 高程控制測量方式

高程控制測量應(yīng)起算于等級高程點(diǎn)，宜沿排水管網(wǎng)布設(shè)附合水準(zhǔn)路線，不應(yīng)超過兩次附合。水準(zhǔn)路線閉合差不應(yīng)超過±10 mm（n為測站數(shù)）。水準(zhǔn)路線計(jì)算可采用簡易平差法，高程計(jì)算至毫米。測區(qū)內(nèi)所有GPS點(diǎn)和加密點(diǎn)可組成水準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)網(wǎng)，應(yīng)進(jìn)行單線或整體平差。

1.3.3 排水管網(wǎng)測量

排水管網(wǎng)測量是在已有控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用全站儀對管線的地面標(biāo)志進(jìn)行平面位置和高程聯(lián)測，計(jì)算出管線點(diǎn)的坐標(biāo)和高程，測定排水管網(wǎng)有關(guān)的地面附屬設(shè)施和排水管網(wǎng)的帶狀地形圖。管線點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程采用極坐標(biāo)法測定，測站至測點(diǎn)距離不大于150 m，測量時將儀器的氣溫、氣壓等數(shù)據(jù)輸入儀器中，由全站儀自動改正，坐標(biāo)和高程取值至毫米。管線點(diǎn)的測量精度：平面位置中誤差不得大于±5 cm（相對于鄰近控制點(diǎn)），高程測量中誤差不得大于±3 cm（相對于鄰近控制點(diǎn)）。在測量的同時，對提供的地形底圖進(jìn)行質(zhì)量檢查，對變化了的主要地形應(yīng)進(jìn)行修測，修測范圍為兩側(cè)第一排建筑物或規(guī)劃道路紅線外20 m。

1.3.4 地形測量

在管線點(diǎn)測量的同時，對街道及兩側(cè)臨街地物作巡視檢查，當(dāng)有變化時，應(yīng)進(jìn)行修測，在工作圖上作對應(yīng)標(biāo)記，并將觀測或勘丈數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理繪圖，對原電子地圖在CAD下進(jìn)行修編完善。修測范圍為街面的第一排房子，若第一排房子距道路邊線的距離超過十米，修測范圍為10 m。另外需調(diào)注門牌號和單位名稱，門牌號可跳注，但起、末門牌號一定要注記。地物修測內(nèi)容為電子地圖的要素（不是全要素），另將要素符號化。

1.3.5 排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

本項(xiàng)工作是根據(jù)普查成果資料制作1∶500專業(yè)管線圖。在編繪管線圖之前應(yīng)取得以下資料：（1）測區(qū)基礎(chǔ)地形圖；（2）測區(qū)已有的管道資料；（3）排水管網(wǎng)調(diào)查圖；（4）管線點(diǎn)測量成果數(shù)據(jù)庫；（5）地形實(shí)測剖面等。排水管網(wǎng)圖的所有空間數(shù)據(jù)均采用電子記錄手薄進(jìn)行野外自動采集記錄，輸入計(jì)算機(jī)后進(jìn)行內(nèi)業(yè)編碼檢查后繪制成測量草圖，交外業(yè)檢查修改，確認(rèn)數(shù)據(jù)文件無誤后，利用GIS成圖系統(tǒng)及管道成圖軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，建立管線點(diǎn)屬性數(shù)據(jù)庫及管線點(diǎn)坐標(biāo)庫，便于下一步GIS建立時的數(shù)據(jù)導(dǎo)入。

2 資產(chǎn)管理系統(tǒng)的建立

專業(yè)排水管網(wǎng)地理信息管理系統(tǒng)（GIS）能夠直觀地顯示排水管網(wǎng)的屬性，顯示管道內(nèi)部健康狀況，可對管網(wǎng)進(jìn)行多種分析，對出水口、流量等進(jìn)行區(qū)域分析，對所屬泵站系統(tǒng)的管網(wǎng)進(jìn)行整體與差異分析。形成直觀的圖形報表數(shù)據(jù)，提供有效地分析結(jié)果，便于政府決策與建設(shè)。排水GIS，以一種方便快捷的方式滿足管網(wǎng)系統(tǒng)遠(yuǎn)期規(guī)劃和日常運(yùn)營的需要。它應(yīng)集成現(xiàn)有不同系統(tǒng)的優(yōu)勢（GIS，數(shù)據(jù)庫，CMMS，測量數(shù)據(jù)，SCADA，模型軟件和其他相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)），使管理者準(zhǔn)確、及時地掌握管網(wǎng)設(shè)施的情況及管網(wǎng)的運(yùn)行狀況，在一個清晰的總體框圖中掌握整個網(wǎng)絡(luò)，從而幫助管理者利用完整最新的信息做出經(jīng)濟(jì)有效的決定。排水GIS應(yīng)建成一個功能強(qiáng)大的桌面數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，它是按照集成管理信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)的。支持排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)集的創(chuàng)建、查找、分析，并能便捷地為排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)生成高質(zhì)量的圖表、報表。

2.1 系統(tǒng)的軟件與硬件環(huán)境

（1）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫類型：操作系統(tǒng)是構(gòu)建整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是整個系統(tǒng)安全可靠的保證，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)類型均可與該專業(yè)管道管理系統(tǒng)相適應(yīng)，并利用其平臺。（2）GIS平臺：提供一般GIS及資產(chǎn)管理系統(tǒng)的所有功能，同時是專門考慮排水網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理決策人員工作中的特定需要而設(shè)計(jì)。

2.2 系統(tǒng)建設(shè)的主要功能

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的與設(shè)計(jì)思想，專業(yè)排水管網(wǎng)管理系統(tǒng)應(yīng)具有以下方面功能：（1）在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中存儲、檢驗(yàn)、回顧、整理、編輯及分析所有的基礎(chǔ)設(shè)施信息，存儲雨污水系統(tǒng)所有基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)海量信息，包括：檢查井、管渠、閘門、堰、孔口等基本設(shè)施；水泵、電機(jī)以及泵站等；流量的監(jiān)測點(diǎn)及監(jiān)測儀器的相關(guān)信息；污水處理廠、出水口、溢流口的簡單信息。以及相關(guān)對象的地理背景，如道路、河流等可以保存到數(shù)據(jù)庫中，文件類型包括：AutoCAD DWG等文件；GIS的ArcView或MapInfo地理背景；各種格式的圖片gif、tiff、jpg等；衛(wèi)星圖片；ER Mappert圖像文件等。（2）提高規(guī)劃及運(yùn)行決策能力。（3）增加空間數(shù)據(jù)及資產(chǎn)資料的使用并提升數(shù)據(jù)的價值。（4）通過使用商用現(xiàn)成軟件解決方案立即得到收益。（5）整合排水管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施測量數(shù)據(jù)。（6）管理、清理并分析排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)。（7）同步訪問最新信息。（8）靈活豐富的管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施報告。使用多項(xiàng)圖形顯示功能，直觀反映管道狀況，如圖面直接顯示相關(guān)屬性，該功能應(yīng)專業(yè)化與人性化，以及縱橫斷面視圖、3D檢查井視圖等。管網(wǎng)流量查詢。能夠?qū)φ麄€網(wǎng)絡(luò)或者局部區(qū)域進(jìn)行分析，同時在主窗口及時顯示區(qū)域分析結(jié)果，標(biāo)記相關(guān)屬性。對某段管道或檢查井進(jìn)行分析時，能夠?qū)Ω鞣较虻南嚓P(guān)流向與流量進(jìn)行分析與反查，同時在主窗口地圖中標(biāo)記。能夠儲存管道的養(yǎng)護(hù)記錄、CCTV檢測記錄、聲納檢測記錄、管道維修記錄等，并幫助用戶自動完成管網(wǎng)設(shè)施風(fēng)險性評估的每一步工作。能夠方便地在水力學(xué)模型數(shù)據(jù)庫和資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，直接將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到模型中的好處是能直接獲得建模所需的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，無需耗費(fèi)大量的時間且不易出錯。數(shù)據(jù)的定位、準(zhǔn)備、檢驗(yàn)及排水管網(wǎng)的建立可以由權(quán)屬單位之外的專業(yè)測量公司、工程咨詢公司來完成。由于導(dǎo)入的數(shù)據(jù)來源清楚、準(zhǔn)確，模型的建立工作得以加速。排水GIS需具備支持多用戶的數(shù)據(jù)庫和與其他系統(tǒng)相連接的功能，所以各用戶都能夠很方便地編輯及共享同一數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息，避免局域網(wǎng)內(nèi)大量重復(fù)數(shù)據(jù)的復(fù)制和由于數(shù)據(jù)庫急速膨脹帶來的種種問題，同時應(yīng)保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性及質(zhì)量，見圖3。

3 結(jié)語

采用現(xiàn)代化信息技術(shù)將排水管網(wǎng)各項(xiàng)資產(chǎn)數(shù)據(jù)調(diào)查完整并建立相應(yīng)的管理系統(tǒng)，將排水管網(wǎng)運(yùn)行過程中的養(yǎng)護(hù)、檢測、維修等各項(xiàng)過程載入系統(tǒng)，進(jìn)行一體化管理。在排水管網(wǎng)專業(yè)地理信息系統(tǒng)中要充分考慮到排水行業(yè)的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的建庫原則。在滿足管理要求的情況下，建立科學(xué)的、標(biāo)準(zhǔn)的城市排水專業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)，為排水行業(yè)信息化管理提供有力的支持平臺。

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