論城市地下綜合管網信息系統的研究和應用

摘要：基礎設施建設是城市發展的核心，其中地下管網更為關鍵，直接關系到城市規劃、建設、管理和應急等內容。對地下綜合管網實施科學管理必須構建綜合管網的信息管理系統，以確保城市及經濟社會發展的需要。本文以地下綜合管網的核心技術為切入點來探討其信息系統的設計及其實現。

關鍵詞：城市地下管網；綜合管線；系統設計

地下管網主要是指城市地面以下用于供水、排水、燃氣、熱力、電力、通訊、交通信號等用途的管線及其附屬設施，這些管網的網線分部廣泛，具有較強的隱蔽性，密密麻麻、縱橫交錯，對其進行綜合管理將是一項復雜的工作。加上城市基礎設施建設及發展中其他因素的存在，造成我國城市地下管線資料出現嚴重缺失，且資料也不夠精確，這些都給地下管網的科學建設、規劃帶來嚴重影響，且城市施工建設中經常對地下管網進行挖穿、挖斷，給城市管網建設帶來嚴重破壞，進而阻止了城市發展的步伐[1]。由此可見，構建城市地下管網的綜合信息管理系統能夠有效地滿足城市建設施工和管理的要求。本文擬對其設計及應用進行分析，以期為城市地下管網的綜合管理提供參考。

一、地下綜合管網信息管理系統的設計特點與核心問題研究

1）地下綜合管網信息管理系統的設計特點。

地下綜合管網信息管理系統的設計主要依據共享性和系統性、穩定及可靠性、安全性、規范性和科學性、經濟及可操作性強、先進且可擴展能力高等原則。

具體分析如下：

1.共享性及系統性。

構建地下綜合管網信息系統必須實現其協同共享和有效集成，強化對地下管網信息的采集，將其同深度融合、控制、科學決策、管理控制、質量監督、調控和空間分析等功能協調統一，融合設計。此外還要實現其共享性，使信息系統的作用能夠有效發揮，為城市各類、各層次的管網規劃、建設、管理提供重要依據，進而實現地下管網信息資源的集中性和共享性。

2.穩定及可靠性。

地下管網的綜合管理需要確保其穩定性和可靠性，各層次的管理單位將依據地下綜合管網信息系統進行管理，且存在極大的依賴性，這就要求此信息系統的運行必須可靠、摁釘，不管是軟件還是硬件都應確保其故障率的最小化，并保證能在極短時間內恢復故障系統的工作狀態，以避免產生損失。

3.安全性。

設計地下管網信息管理系統必須確保運行及信息的安全性。為此，應強化安全防護措施，訪問控制方式可以采用授權訪問的方式，以進一步完善系統安全性，并按照業務實際情況制定安全措施和防御手段，建立應急處理機制以防范潛在的風險，將應用技術、應急處理及日常管理等統一起來，充分利用各種安全手段和技術來保障信息資源系統運行的安全性和穩定性。

4.規范性、科學性及操作性強。

信息系統設計必須按照實際應用方式及思想進行構建，以確保系統的科學性和合理性，設計功能時應從管網管理要求出發，采用規范的行業信息編碼，且界面友好，操作簡單，使用戶在短期培訓后就可操作自如。

5.先進且可擴展能力高。

系統在調控、空間分析及信息處理、采集方面應在軟硬件方面具有擴展功能[2]，在滿足實用性、可靠性的前提下也應使其具有先進性，以適應城市發展需要和方便系統升級。

2）設計的核心技術研究。

綜合信息系統設計中空間數據庫的設計技術最為關鍵，由于信息量大、種類多及數據間的拓撲關系的需求等必須構建良好的數據庫[3]。同時空間分析和多源空間數據組織等都是該系統設計中的重要技術。二者在地理數據應用及分析中發揮著重要作用。空間分析技術能夠提高數據分析及查詢功能，尤其是對矢量數據拓撲方面的功能更大。

二、信息系統的結構設計

該信息系統分應用、邏輯層和數據層三個結構，應用層能夠實現系統與用戶的交互，并可輸入和顯示數據；邏輯層可操作數據層，利用ArcSDE技術查找和訪問空間數據；數據層主要為邏輯、應用層提供數據。

三、信息系統的應用功能

地下管網信息系統功能模塊主要包括管理、信息查詢及統計、空間分析、編輯功能、控制圖層、測量導航及輸出功能等（具體功能見圖1）。其中管理模塊主要包括備份、配置服務器參數等管理系統和用戶訪問權限分配等用戶管理功能。

信息查詢則指以簡單、靈活和直觀的方式查詢管網數據，而后以文本和圖形的方式呈現，主要功能是查詢管網圖形、管線屬性及其附屬設備等查詢。

信息統計則是按照空間條件、屬性以表格、圖形的形式將距離、入庫、數量及綜合統計等統計結果表現出來并可輸出打印。空間分析則是對緩沖區、最短路徑、交叉路口交叉點、疊加、空間統計、垂直凈距、水平凈距、故障、縱橫斷面、事故影響范圍等內容進行分析，并以三維形式顯示出來。

編輯功能主要是直接讀取地形圖、管線等空間數據的外測數據，以及鼠標取點管線、建線功能、設定設備符號、修改內容、管點數據庫結構及管線數據庫、錄入屬性信息及圖形、整飾和設計管網、離線編輯、數據輸出/輸入、轉換系統數據及GPS導入數據等編輯功能。

控制圖層則指控制系統內全部圖層，用戶能夠按照自身需求以簡單的方式獲取系統內的信息。

輸出功能主要指輸出管線專題地圖及綜合管線圖，同時還能將用戶查詢情況及管線信息等情況以報表的形式直接輸出。

測量導航指宏觀定位視圖窗口，根據視圖找到其對應的位置而后對其進行測量和導航。

總之，地下管網直接關系到城市功能的正常運轉，也是提高城市運轉效率的重要條件。實現地下管網運行的安全性、可靠性和穩定性，必須對地下管網現狀資料進行充分利用。這就需要對地下管網進行綜合管理，構建統一的綜合管理信息系統，以此來提高施工的效率和質量，進而促進城市地下管網建設和提升城市功能運轉效率。

參考文獻：

[1]孟凡超，梁振華.地下綜合管網信息管理系統的設計與實現[J].電腦與信息技術，2016，（02）：5254.

[2]盧嵐，劉牛，劉興權，郭珊珊.基于數字城市的地下管網管理系統[J].新型工業化，2016，（02）：3440.

[3]段雙全，陳建軍，徐秀川.城市地下管網三維信息管理系統設計與實現[J].測繪地理信息，2015，（02）：2022.

作者簡介：夏琛（1983），男，河北唐山人，2006年畢業于燕山大學電子信息工程專業，學士學位，工程師，主任，研究方向：工程類、電子。