智慧管廊信息化建設(shè)策略探討

翟乃斌

(天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)汽車與交通學(xué)院，天津 300222)

目前，我國(guó)正在加快推進(jìn)城市化建設(shè)，其中，地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)屬于短板部分，在地下管廊建設(shè)中，路面的頻頻開(kāi)挖和破壞、管線的事故、地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)之間的沖突等問(wèn)題比較多見(jiàn)。對(duì)此，針對(duì)目前的地下管線建設(shè)問(wèn)題，需要改變相關(guān)的管理模式和技術(shù)方法等，才能夠更好的推進(jìn)城市化建設(shè)和發(fā)展。縱觀發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于我國(guó)解決城市管廊建設(shè)也具有一定的參考價(jià)值[1]。

1 城市綜合管廊建設(shè)概述

總體來(lái)看，要實(shí)現(xiàn)城市地下管線的有效建設(shè)，開(kāi)展綜合管廊建設(shè)至關(guān)重要。綜合管廊建設(shè)指的是在城市的地下通過(guò)集中敷設(shè)電力、通信、廣播電視、給排水、燃?xì)狻⑴瘹獾裙芫€公共隧道，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)管線的科學(xué)、集約管理目標(biāo)。而在這一過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)于綜合管廊的信息化建設(shè)和管理模式構(gòu)建，對(duì)于適應(yīng)當(dāng)前信息化發(fā)展需要，提升管廊管理效益等都具有必要性。

針對(duì)城市的地下綜合管廊建設(shè)，無(wú)論是規(guī)劃設(shè)計(jì)還是施工運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，相關(guān)的過(guò)程都有一定的復(fù)雜性，管理難度和工作量都比較大，這種情況下，借助信息化的手段來(lái)進(jìn)行管理，可以促進(jìn)地下綜合管廊的信息化建設(shè)質(zhì)量進(jìn)一步優(yōu)化。此外，在目前的管理工作層面，相關(guān)數(shù)字化、信息化、智能化技術(shù)也是熱點(diǎn)研究方向和內(nèi)容，將目前先進(jìn)的管理技術(shù)融入到管廊的綜合管理實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的集成應(yīng)用和融合，對(duì)于促進(jìn)綜合管廊信息化的管理效益提升，促進(jìn)全面感知和智慧管理具有重要價(jià)值[2]。

2 城市綜合管廊信息化建設(shè)中的核心技術(shù)

2.1 GIS技術(shù)

GIS是地理信息系統(tǒng)的英文縮寫，這一技術(shù)將地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)作為基礎(chǔ)，通過(guò)采集空間相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，對(duì)于相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中的管理、操作和分析等，最后借助地理模型分析，為空間和動(dòng)態(tài)的地理信息數(shù)據(jù)提供支持。在綜合管廊中，GIS技術(shù)應(yīng)用主要是借助相應(yīng)空間位置的關(guān)聯(lián)，針對(duì)物聯(lián)感知、管廊設(shè)施等數(shù)據(jù)實(shí)施空間分析和處理。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在相應(yīng)的物體中進(jìn)行射頻識(shí)別裝置的安裝，通過(guò)設(shè)備中的紅外線感應(yīng)和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、激光掃描等設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)有效的信息交流和通信，突破這種交流和通信原本在失控上的限制，通過(guò)精確定位和識(shí)別，能夠構(gòu)建智能監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)智慧管理，構(gòu)建一個(gè)完善的監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前在城市綜合管廊中的應(yīng)用也比較普遍，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，能夠?qū)芾拳h(huán)境、人員等實(shí)現(xiàn)全面、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的感知，大大提升管理成效[3]。

2.3 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是一種建筑信息模型建造技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，需要綜合相關(guān)建筑工程項(xiàng)目的信息來(lái)進(jìn)行三維模型的構(gòu)建。BIM技術(shù)在建筑中的應(yīng)用不僅僅是構(gòu)建三維立體建筑模型，還貫穿于建筑工程的全生命周期中。相對(duì)于國(guó)外一些發(fā)達(dá)的國(guó)家來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)在我國(guó)的起步發(fā)展相對(duì)較晚，處于初步發(fā)展階段，在目前的建筑領(lǐng)域的應(yīng)用率也不夠高。在“十三五”規(guī)劃中對(duì)建筑設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的報(bào)告指出，要將BIM技術(shù)作為建筑市場(chǎng)的重點(diǎn)技術(shù)項(xiàng)目來(lái)開(kāi)展，不斷完善中國(guó)特色的BIM技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，要將BIM技術(shù)作為建筑信息化發(fā)展的重要推動(dòng)力，重視數(shù)字城市建設(shè)中BIM技術(shù)的參與和應(yīng)用。

近年來(lái)，BIM技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用表明，我國(guó)的BIM技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)獲得顯著成效，要繼續(xù)把握機(jī)遇，積極推動(dòng)BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的有效應(yīng)用。而將BIM技術(shù)應(yīng)用到城市綜合管廊工程中，可以對(duì)于復(fù)雜的管線進(jìn)行監(jiān)管，構(gòu)建三維立體動(dòng)態(tài)的管廊施工模型，方便對(duì)于相關(guān)管線進(jìn)行優(yōu)化管理，避免管理中相關(guān)管線存在干擾和矛盾，保證工程順利開(kāi)展。

3 智慧管廊信息化建設(shè)目標(biāo)

進(jìn)行城市智慧管廊信息化建設(shè)，在具體的建設(shè)中，可以借助工業(yè)控制改良和管道信息化改良的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。基于自動(dòng)化控制的改良方案是將PLC/RTU等硬件材料作為管道核心，針對(duì)上下位軟件材料實(shí)施編程處理，針對(duì)管廊相應(yīng)的環(huán)境設(shè)施實(shí)施數(shù)據(jù)采集，讓相應(yīng)的管道系統(tǒng)可以按照設(shè)計(jì)的方案實(shí)施數(shù)據(jù)分析和設(shè)備執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)上位軟件的開(kāi)發(fā)，提升開(kāi)發(fā)效率，降低成本，目前，這一技術(shù)在西門子公司的相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)中應(yīng)用比較普遍。不過(guò)，該技術(shù)自身也存在一些問(wèn)題，系統(tǒng)封閉性強(qiáng)、數(shù)據(jù)共享度差等，也導(dǎo)致該技術(shù)在應(yīng)用推廣中面臨挑戰(zhàn)。

而借助ArcGIS等地理信息系統(tǒng)技術(shù)來(lái)構(gòu)建城市綜合管廊的運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)，借助對(duì)于管廊實(shí)體數(shù)據(jù)的有效分析，能夠?qū)崿F(xiàn)初步的模型構(gòu)建，在立體動(dòng)態(tài)模型中，將智能管廊技術(shù)和先進(jìn)的技術(shù)結(jié)合起來(lái)，獲得數(shù)據(jù)材料，針對(duì)管廊實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控和管理。這種技術(shù)方案的應(yīng)用能夠使得管廊建設(shè)管理的效果更加直觀清晰，還可以提前預(yù)測(cè)故障所在。不過(guò)，這一方案應(yīng)用中，需要花費(fèi)一定的時(shí)間來(lái)進(jìn)行模型構(gòu)建，針對(duì)數(shù)據(jù)處理和管理的性能要求嚴(yán)格，投資成本也更大。在目前的智慧管廊建設(shè)中，要盡可能的實(shí)現(xiàn)成本控制，提升智慧管廊的信息化建設(shè)效果，就需要在建設(shè)中，進(jìn)行技術(shù)融合，促進(jìn)目前時(shí)代發(fā)展中開(kāi)發(fā)出來(lái)的新技術(shù)、新方案等促進(jìn)智慧管廊信息化建設(shè)的整體成效提升[4]。

4 城市綜合管廊信息化建設(shè)的要點(diǎn)

4.1 構(gòu)建綜合管廊數(shù)據(jù)庫(kù)

開(kāi)展城市管廊的信息化、智慧化建設(shè)，要奠定信息化的建設(shè)基礎(chǔ)，必須要加速構(gòu)建綜合管廊數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，通過(guò)構(gòu)建管廊和地面設(shè)施之間的拓?fù)潢P(guān)系，促進(jìn)城市地下地上一張圖的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，借助構(gòu)建的全面覆蓋的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)，將常態(tài)數(shù)據(jù)和非常態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，將歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建比較完整可靠的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中應(yīng)該包含空間數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、BIM建模數(shù)據(jù)、應(yīng)急指揮數(shù)據(jù)等。

4.2 構(gòu)建綜合管廊信息化管理平臺(tái)

要實(shí)現(xiàn)城市綜合管廊的信息化建設(shè)，還需要進(jìn)一步構(gòu)建綜合管廊的信息化管理平臺(tái)。可以借助GIS技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、BIM建模技術(shù)等，構(gòu)建地下管廊的立體模型，明確相應(yīng)管線的分布情況，有效把握相關(guān)管廊中的運(yùn)行數(shù)據(jù)類型和狀態(tài)，通過(guò)管理平臺(tái)的計(jì)算和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)于管廊內(nèi)部信息的全面把握，為優(yōu)化管廊建設(shè)和運(yùn)維工作提供依據(jù)。具體的綜合管廊信息管理平臺(tái)建設(shè)中，要明確，信息化管理平臺(tái)建設(shè)是城市地下綜合管廊運(yùn)營(yíng)管理的有機(jī)組成部分。在城市地下綜合管廊信息系統(tǒng)中，除了綜合管廊的地理信息和容納的管線屬性信息之外，還應(yīng)該包括廊道環(huán)境信息和廊道內(nèi)各類管線生產(chǎn)運(yùn)行信息[5]。

在構(gòu)建綜合管廊信息化管理平臺(tái)的過(guò)程中，要善于綜合應(yīng)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、無(wú)線通訊技術(shù)、人工智能技術(shù)等，通過(guò)技術(shù)整合應(yīng)用，發(fā)揮不同技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建一個(gè)三維管廊信息模型。實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全管理、信息預(yù)報(bào)、數(shù)據(jù)分析和處理等功能有效實(shí)現(xiàn)，構(gòu)架一個(gè)相互聯(lián)系，又優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同作用。

4.3 構(gòu)建高素質(zhì)、高技能的管廊信息化人才隊(duì)伍

隨著城市地下綜合管廊運(yùn)營(yíng)里程的增加，各類管廊新技術(shù)、新工藝的廣泛運(yùn)用，管廊運(yùn)維隊(duì)伍及維修隊(duì)伍原有的素質(zhì)技能水平，已經(jīng)不能完全滿足新形勢(shì)的發(fā)展需求，想要保持穩(wěn)定、持續(xù)、健康的發(fā)展，高素質(zhì)的技能隊(duì)伍是在管廊運(yùn)維中取勝的關(guān)鍵。為進(jìn)一步加大對(duì)城市管廊領(lǐng)域青年員工培養(yǎng)力度和人才隊(duì)伍建設(shè)，引導(dǎo)青年員工盡快融入工作崗位，各地綜合管廊項(xiàng)目組都應(yīng)該重視智慧管廊信息化建設(shè)中的人才隊(duì)伍建設(shè)，針對(duì)目前隊(duì)伍的建設(shè)情況，進(jìn)一步優(yōu)化隊(duì)伍建設(shè)方案，積極組織管廊工作人員開(kāi)展信息化和智慧技術(shù)應(yīng)用的培訓(xùn)。通過(guò)培訓(xùn)，介紹鋼筋翻樣軟件及操作方法，并詳細(xì)講解操作流程，包括主體窗口介紹、柱鋼筋基本信息輸入、柱鋼筋下料操作、平面及三維展示、料表生成、匯總所需鋼筋總量、核對(duì)驗(yàn)證料表等。各部門員工要認(rèn)真聆聽(tīng)講、做好筆記，并針對(duì)不懂的問(wèn)題進(jìn)行交流探討。通過(guò)培訓(xùn)，進(jìn)一步掌握鋼筋翻樣相關(guān)專業(yè)知識(shí)，在今后的學(xué)習(xí)和工作中要堅(jiān)定理念信念，不斷提升自身綜合素質(zhì)和專業(yè)素養(yǎng)，為公司高質(zhì)量高速度發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)[6]。

培訓(xùn)學(xué)習(xí)旨在提高城市管廊信息化建設(shè)中相關(guān)工作人員的職業(yè)素養(yǎng)和業(yè)務(wù)技能。培訓(xùn)應(yīng)該具有針對(duì)性，從智慧管廊信息化建設(shè)思路、方法、核心技術(shù)、后期維護(hù)維修等方面分階段開(kāi)展，例如，在后期開(kāi)展對(duì)于相關(guān)工作人員的管廊信息化系統(tǒng)故障檢修和維護(hù)培訓(xùn)中，重點(diǎn)講解繞線式電機(jī)的工作原理及常見(jiàn)故障、電機(jī)控制線路故障排除方法、電機(jī)主電路跳閘故障排除方法等。同時(shí)通過(guò)多媒體大屏投影面授現(xiàn)場(chǎng)接線排故實(shí)操的形式，讓所有員工對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行鞏固加深，并認(rèn)識(shí)到自身業(yè)務(wù)知識(shí)的欠缺，在今后的工作中有的放矢。通過(guò)有效的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，在企業(yè)中營(yíng)造“比、學(xué)、趕、幫、超”的良好氛圍，幫助管廊員工快速成長(zhǎng)為公司急需的全方位人才，為公司高質(zhì)量高速度發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5 總結(jié)

城市綜合管廊的信息化、智慧化建設(shè)是當(dāng)前城市管廊建設(shè)的總趨勢(shì)和大方向，是提升城市管廊建設(shè)和管理效益的重要舉措，必須要確保從城市綜合管廊建設(shè)中，相關(guān)的信息化和智慧化建設(shè)加速。目前，城市綜合管廊信息化建設(shè)中，還有一定的不足，對(duì)此，需要相關(guān)部門高度重視，明確城市綜合管廊信息化建設(shè)的意義和價(jià)值，在具體的工作中，通過(guò)優(yōu)化管理措施，轉(zhuǎn)變管理方法，建設(shè)優(yōu)秀人才隊(duì)伍，促進(jìn)智慧管廊信息化建設(shè)水平不斷提升，同時(shí)也為智慧城市建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量。