地下綜合管網(wǎng)的智能化管理系統(tǒng)實現(xiàn)與研究

孫雨生 李哲

摘 要：地下管線是城市基礎設施的重要部分。掌握城市地下管線的現(xiàn)狀是城市規(guī)劃、建設、管理和排險的共同需求。建立基于GIS的綜合管網(wǎng)智能化管理系統(tǒng)是智慧城市建設的重要組成內容，成為管線管理的一種必然趨勢。文章就綜合管網(wǎng)智能化管理研究做簡要概述。

關鍵詞：地下綜合管線;智能化管理;綜合管控

1 緒論

城市管網(wǎng)建設大多使用紙質檔案作為媒介，采用傳統(tǒng)人工管理的方式，這使得管網(wǎng)現(xiàn)狀不明;管網(wǎng)數(shù)據(jù)具有不同的權屬部門，由不同部門管理，這使得數(shù)據(jù)綜合利用困難，各部門、管線權屬單位之間信息“孤島”嚴重存在;管線信息交換共享只能通過文件交換的方式進行，各部門之間沒有信息化的信息交流方式;同時，由于沒有建立不同業(yè)務系統(tǒng)、不同類型數(shù)據(jù)有效轉換、融合的數(shù)據(jù)共享平臺，導致各部門、各行業(yè)數(shù)據(jù)分散、彼此隔離，無法實現(xiàn)互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享，導致各地重復建設缺乏統(tǒng)一部署、協(xié)同推進機制。為解決此類問題，需要統(tǒng)一建設地區(qū)智慧城市地下綜合管網(wǎng)系統(tǒng)。

2 設計目的及設計原則

2.1 設計目的

（1）提供綜合管網(wǎng)管理新方式：查明地下管線的分布情況，建立地下管線綜合數(shù)據(jù)庫和專業(yè)數(shù)據(jù)庫，推動計算機管理一體化運行機制，為整個地下管網(wǎng)運行的科學化管理奠定堅實的基礎。（2）增強綜合管線的管理能力：利用三維可視化技術，直觀反映地下管網(wǎng)的空間屬性與基本屬性，助力職能部門進行管線的規(guī)劃、設計、敷設和管理。（3）管線數(shù)據(jù)普查提高數(shù)據(jù)可靠性：借助建設智慧管網(wǎng)的契機，徹底摸清地下管網(wǎng)現(xiàn)狀，制作管線健康檔案，使用統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式現(xiàn)行標準，并建立地下管網(wǎng)的綜合更新機制，以此實現(xiàn)智能化管理。（4）避免重復建設造成資源浪費，環(huán)境污染：通過統(tǒng)一信息管理，實現(xiàn)跨部門的管線建設交流，有效減少道路重復開挖等資源浪費問題的出現(xiàn)。提高項目職能部門管理效率，有效控制管理的人力、物力。減少噪音、粉塵污染，方便居民日常生活。（5）有效提高城市應急指揮水平：利用對管線信息數(shù)據(jù)的分析，挖掘其中的不安全因素與隱患，及時采取措施。（6）助于建立災害實時響應機制：當出現(xiàn)管線工程事故的時候，職能部門可以查詢管線位置與基本信息，從而輔助采用決策與處理，避免發(fā)生次生事故。

2.2 設計原則

（1）實用性：操作人員可以用最簡易的操作步驟完成自己的目的;做到友好、個性化、人性化軟件界面，提高操作者的工作效率。（2）先進性：設計方案立足先進技術，采用先進的設計理念、技術路線和技術體系架構，使軟件保持先進性、可擴展性、穩(wěn)定性、安全性，性能指標高。（3）集成性：各個子模塊，耦合性低，模塊間內聚性高，若一子模塊出現(xiàn)問題，不易擴散至整個系統(tǒng)。（4）標準性和開放性：內部數(shù)據(jù)自由流動，在結構上實現(xiàn)真正開放，數(shù)據(jù)格式符合相應標準，便于與其它系統(tǒng)互聯(lián)和擴展，形成開放的、穩(wěn)定的、并具有統(tǒng)一軟件平臺，統(tǒng)一標準、統(tǒng)一數(shù)據(jù)來源的開放性系統(tǒng)。（5）完備性：平臺中應用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是復雜、龐大的系統(tǒng)。系統(tǒng)的可管理性需要充分考慮，必須建立全面的系統(tǒng)管理解決方案。

3 地下管線系統(tǒng)建設

系統(tǒng)使用ArcGIS為GIS信息軟件處理平臺，借助ArcCatalog直連數(shù)據(jù)庫建立空間數(shù)據(jù)關系，以Oracle11g作為數(shù)據(jù)庫。在GIS信息處理上，B/S子系統(tǒng)結構上后臺直接使用ArcObjects組件開發(fā)，前臺通過Arcgis For Js Api調用ArcServer服務器發(fā)布的服務，間接使用GIS模塊來處理地理信息。C/S子系統(tǒng)結構上直接使用ArcObjects組件開發(fā)。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、共享發(fā)布子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)理及動態(tài)更新子系統(tǒng)、三維展示系統(tǒng)四個子系統(tǒng)組成。提供了數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)更新、視圖瀏覽、地圖定位、信息查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、空間分析、地圖輸出、輔助工具、數(shù)據(jù)管理等多項功能服務。

3.1 地下管線數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

地下管線數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)采用C/S結構，基于ArcGIS應用平臺，使用圖示化管理模式，實現(xiàn)了地下綜合管網(wǎng)瀏覽、查詢、出圖、分析、統(tǒng)計、更新、定位等功能。其系統(tǒng)架構圖如下圖1所示：

3.2 地下管線共享發(fā)布子系統(tǒng)

3.3 地下綜合管線數(shù)據(jù)監(jiān)理及動態(tài)更新子系統(tǒng)

地下綜合管線數(shù)據(jù)監(jiān)理及動態(tài)更新子系統(tǒng)是C/S架構，基于AutoCAD開發(fā)，它具有完善的管線數(shù)據(jù)入庫功能與更新功能，并在入庫更新前檢查數(shù)據(jù)，這保證了地下管線數(shù)據(jù)的準確性、完備性、規(guī)范性。

3.4 地下管線三維展示系統(tǒng)

地下管線三維展示系統(tǒng)結合使用基礎地理信息數(shù)據(jù)與管線數(shù)據(jù)。基于GIS、3D可視化、虛擬現(xiàn)實等信息技術，在三維場景中展現(xiàn)各類型管線的空間位置與屬性信息，能給予使用者以更加直觀的視角觀測管線的現(xiàn)狀，為決策者在城市規(guī)劃、建設、管理、防災中提供新的技術手段。該子系統(tǒng)遵循四層架構體系。

4 結語

智慧城市地下綜合管網(wǎng)系統(tǒng)是智慧城市建設中的重要組成部分，系統(tǒng)實現(xiàn)了管線數(shù)據(jù)的動態(tài)更新，保障管網(wǎng)數(shù)據(jù)的實時性。系統(tǒng)實現(xiàn)了地下三維管網(wǎng)的在線預覽，使用戶更加生動直觀地觀察管線的位置、形態(tài)，了解管線系統(tǒng)的現(xiàn)狀。系統(tǒng)提供了火災搶險與爆管關閥等分析功能，這為險情的應急處理，提供功能上的保障。系統(tǒng)有助于節(jié)約時間金錢，有效減低地下管線施工事故的發(fā)生概率，為相應部門的決策、實施提供了高效、準確的憑證。

參考文獻：

[1]劉英明.深圳市地下管線的規(guī)劃建設與管理探討[J].城市管理與科技，2007.

[2]朱益磊.智慧城市建設中地下綜合管線的智能化管理研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016.

作者簡介：孫雨生（1996-），男，漢族，山東榮成人，從事地理信息軟件開發(fā)相關工作。