基于物聯網技術的城市地下管線信息系統的研究

郭 江

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基于物聯網技術的城市地下管線信息系統的研究

郭 江

廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東 湛江 524000

城市地下管線在當前社會中發揮著重要作用，也可以稱之為城市的“生命線”，其在城市中擔負著各種資源和信息的傳輸任務。由于我國的城市化發展相對較晚，地下管線信息系統方面還存在著不足，極易容易造成城市出現停電、停氣、通訊中斷等問題，給人們的生活帶來不利的影響。將物聯網技術應用于城市地下管線信息系統內，能夠構建良好的通訊管網。基于物聯網技術的城市地下管線信息系統進行了探究。

物聯網；地下管線；信息系統；研究

引言

城市地下管線、各類管網是城市發展的最基礎的設施，其不僅規模大、范圍廣，而且管線的種類較多、空間分布復雜、變化大、增長速度快、形成時間長，最重要的是它具有信息傳輸、能源輸送的功能，與人們的生活有著密切的聯系[1]。隨著當前網絡的快速發展，在信息化技術方面也取得了進步。通訊管網系統是建立在規范通訊工程基礎上，能夠維護多個資源管線的數據工作，其在城市地下管線信息系統中占有重要的地位。將物聯網技術應用于城市地下管線當中，有助于地下管網的空間位置、管線的壽命的提升，實現地下管線的實施監控。

1 城市地下管線建設和管理中的問題

1.1 對城市地下管線的建設認識不足

由于我國城市化進程相對較晚，對城市地下管線的認識還不夠，沒有重視地下管線信息系統在城市發展中的作用，沒有深刻的認識到地下管線鋪設、維護或被損壞后帶來的成本浪費[2]。而且城市建設中時常會出現管線的轉移，這時極易導致管線的挖掘出現損壞的現象，給城市經濟帶來不利影響。

1.2 建設前缺乏統籌安排

在我國城市的整體規劃上，對于地下管線還不夠重視，一般比較重視地上，對于地下較為輕視。而且對于審批方面、監管方面以及養護方面存在著不足，管線施工時常出現一些問題，導致安全出現隱患，給城市各個方面的運行帶來不利，給人們的生活帶來影響。

1.3 建設施工和養護技術不到位

在地下管線建設中，施工技術對管線的質量有著直接影響。由于施工技術具有特殊的性質，尤其在竣工時，具有隱蔽的特征。因此，管線建成后的維護工作有著一定的難度。另外，我國城市地下管線大多數存在著質量問題，其中包括管道的損壞、腐蝕、漏水等現象。因此，我國的地下管線需要加強維護工作。

1.4 缺乏必要的法律依據

近年來，我國相繼出臺了相關的法律法規，其中有《城市地下管線探測技術規程》、《城市地下管線工程檔案管理辦法》。但是對于地下管線的規范方面、建設以及竣工等方面還沒有出臺相關的規定，地下管線的規劃、基礎性工作還沒有得到完善。因此，我國城市地下管線建設的法律法規方面還有待提升。

2 物聯網技術在城市地下管線信息系統的構想

2.1 基于物聯網技術的城市地下管線信息系統

物聯網的概念最早是在1999年提出的，近年來逐漸成為社會關注的技術。物聯網是建立在互聯網的基礎上，通過整合傳感、通信和信息處理等技術，按照約定的協議，與其他物品相連接，以此達到信息的交換與通訊，實現智能化的識別、定位、跟蹤、監控的一種網絡。

在當前網絡普及的階段，物聯網技術中最為關鍵的應用是無線射頻識別，其是一種自動識別技術，而且是一種先進的非接觸式的技術。當前這種技術已經在實際中得到廣泛的應用，并逐漸走向成熟。由于無線射頻識別具有無接觸和自動識別的特點，因此，在社會的各個領域中都得到廣泛的應用，其中包括資產跟蹤、身份認證、交通方面以及網絡家電控制等。將這種技術應用于地下管線信息系統中，能夠全面掌握地下的管線相關的信息，為城市的建設提供有效的信息。

物聯網是以物物相連的方式工作的，其能夠達到智能化的獲取信息、傳輸信息、應用信息。而且在地下管線中利于物聯網技術，可以實現地下管線的智能管理。

2.2 智能管理系統的總體結構

城市地下管線智能管理系統主要包括三個層次，分別為感知層、傳輸層、應用層。其中感知層主要是由各種類型的傳感器組成，其能夠掌握地下管線的所有信息，在地下管線的改造過程中發揮著重要作用，能夠收集管線運行的工作信息，掌握管線的空間位置、屬性等，有助于城市地下管線的新建。

傳輸層是建立在有限網絡、無線網絡、無線射頻識別等通訊手段的基礎上，將感知層獲得的數據由現場實時傳輸到更高層次的單元。感知層包括多種設備，其中有光纖網絡、網絡交換設備、光電轉換設備等。

應用層在城市地下管線系統中有著重要作用，主要包括地下管線多參數三維顯示系統、地下管線輔助規劃設計CAD、地下管線事故應急指揮系統等。

3 基于物聯網的地下管線信息系統的應用

有關研究人員曾在2004年對物聯網的地下管線信息系統進行探究，通過實驗在通訊管網系統中進行應用，通過互聯網與傳感器的結合獲得了預期的結果，證明了網絡結合傳感器對地下管線有著一定的監測作用。而且將物聯網技術應用于地下管線當中，能實現地下污水管道的維修狀況的檢測，將RFID系統應用于污水處理廠，可以對較多閥門的檢修情況進行檢測。另外，在臺灣的道路施工改造中，將物聯網技術應用于地下管線當中，在日后管線管理維護有著良好的效果，人們可以通過雷達探測來獲取管線的信息。

4 結語

總而言之，物聯網是當前社會中被廣泛關注的一項技術，其被稱作是計算機、互聯網之后的一大技術，并在各個領域得到廣泛的應用，對城市的規劃、建設與管理發揮著重要作用[3]。尤其在城市地下管線信息系統中，其擔負著各種資源和信息的傳輸任務，與人們的生活息息相關。然而當前我國城市地下管線建設和管理還存在一些問題，將互聯網技術應用于城市地下管線建設中，能夠實現城市的水、電、燃氣、通訊等設施獲得地下管線的實施監控。因此，將物聯網技術應用于城市地下管線系統中，不僅要根據城市地下管線信息的需求，而且還要掌握城市信息化、數字化的趨勢。

[1]黃來源，李軍輝，李遠強，吳彬，陳偉. 基于物聯網技術的城市地下管線智能管理系統[J]. 物聯網技術，2012（4）： 62-65，70.

[2]韋斌. 基于ArcGIS城市地下管線信息系統的研究與設計[J]. 測繪與空間地理信息，2011（2）： 130-132，135.

[3]陳興華，石金鋒，叢日盛. 基于WebGIS的城市地下管線信息系統的建立[J]. 海洋測繪，2008（1）： 68-71.

TP391.48；TU990.3

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1009-6434(2016)09-0089-02