武漢市地下管線信息系統(tǒng)規(guī)劃與建設

文｜武漢市測繪研究院

地下管線是城市的生命線，它與廣大市民的日常生活和城市安全息息相關。為了摸清家底，消除隱患，國家相繼出臺了一系列文件，指導督促各地開展地下管線普查和隱患排查工作。

武漢市政府統(tǒng)一組織實施，明確提出各城市要在2015年底前，全面查清城市范圍內的地下管線現狀, 掌握地下管線的基礎信息情況和存在的事故隱患，建立綜合管理信息系統(tǒng)；各管線行業(yè)主管部門和權屬單位建立完善專業(yè)管線信息系統(tǒng)。

武漢市地下管線信息系統(tǒng)總體布局

地下管線信息系統(tǒng)是利用“數字城市”地理空間框架或“智慧城市”時空地理空間框架，管理和分析地下管線及其附屬設施的基礎信息和行為信息的信息系統(tǒng)。根據系統(tǒng)功能定位，我們將地下管線信息系統(tǒng)劃分為數據化、網絡化、物聯(lián)化以及智能化四個建設階段。

在數據化階段，系統(tǒng)主要的功能定位就是對管線探測數據進行有效的管理和展示，系統(tǒng)管理的數據對象主要是普查數據；在網絡化階段，系統(tǒng)主要的功能定位就是管線數據的共享和應用，系統(tǒng)管理的數據對象既有管線普查數據，也有權屬單位的調查數據以及管理部門的審批信息；在物聯(lián)化階段，系統(tǒng)主要功能定位就是管線安全運行監(jiān)測和監(jiān)管，系統(tǒng)管理的數據對象既有管線的基礎信息，也有管線的運行信息；智慧化階段，系統(tǒng)主要功能定位就是管線的科學規(guī)劃建設和安全預警，系統(tǒng)管理的數據對象主要是管線的現狀數據，也有管線的預測數據。

武漢市地下管線信息系統(tǒng)建設實施

（一）數字化管線信息系統(tǒng)建設與應用

1、二維信息系統(tǒng)建設與應用

自2002年武漢市開展管線普查開始，隨著普查工作的深入推進，根據統(tǒng)一的標準建立了管線普查數據成果數據庫,并在此基礎上研制開發(fā)了《武漢市地下管線信息系統(tǒng)》。2010年，結合城市規(guī)劃管理實際需求，以管線普查數據為基礎，整合管線規(guī)劃編制、規(guī)劃管理審批和驗收等信息資源，配套開發(fā)了《武漢市地下管線規(guī)劃管理一張圖》，整合了現有市政工程報建、審批、放驗線、竣工等各個環(huán)節(jié)的數據，統(tǒng)一規(guī)范標準和格式，方便工作人員實時查看規(guī)劃報建地段現狀管線情況，完成規(guī)劃輔助審批和管理工作。

圖1 二維管線系統(tǒng)

2、三維信息系統(tǒng)建設與應用

2011年，利用已有管線普查數據、地形圖和航空影像圖等地理信息，建立覆蓋武漢市主城區(qū)范圍的地下管線及其附屬物的三維模型數據庫，并搭建“武漢市地下空間三維信息平臺”。該平臺提供地層結構、市政管網、地基基礎和人防工程等地下空間形態(tài)的三維場景，實現圖層管理、要素管理、輔助規(guī)劃設計、方案調整、空間量測與飛行瀏覽等功能應用。先后在東沙聯(lián)通、銀墩路下穿鐵路等基礎設施工程的管線綜合設計和規(guī)劃審批中得到應用。

3、數字化管線信息系統(tǒng)主要特點

數據來源單一，主要管理地下管線普查數據；應用領域單一，主要服務于管線規(guī)劃設計和審批；運行環(huán)境單一，主要部署在內部網絡。

（二）網絡化管線信息系統(tǒng)總體設計

網絡化管線信息系統(tǒng)即武漢市地下管線綜合信息平臺，主要以信息共享和成果應用為導向，目前正在建設實施中，預計2016年6月建成投入使用。

圖2 三維管線審批

1、平臺邏輯結構設計

武漢市地下管線綜合信息平臺以普查成果為基礎，以共建共享為原則，以綜合應用為導向，以動態(tài)更新為支撐，按照《市人民辦公廳關于轉發(fā)武漢市城市地下管線綜合信息平臺建設方案的通知》（武政辦[2014]123號）要求，搭建全市“1+3+N”地下管線綜合信息平臺。“1”即一個全市統(tǒng)一的城市地下管線基礎信息平臺；“3”即三個分工負責又互相銜接的規(guī)劃、建設、監(jiān)管系統(tǒng)；“N”即與多家權屬單位進行信息互聯(lián)互通的共享交換系統(tǒng)。

2、平臺拓撲結構設計

武漢市地下管線綜合信息平臺通過電子政務專網實現數據中心與管線監(jiān)管部門以及管線權屬單位實現互聯(lián)互通，通過電子政務外網發(fā)布門戶網站信息。按照分布式存儲模式，各監(jiān)管部門的監(jiān)管審批數據以及各權屬單位的專題數據分別存儲在各數據產生單位；按照自主式維護要求，各數據共享單位分別對普查數據、監(jiān)管審批數據以及管線專題數據進行動態(tài)更新；按照授權式管理方式，平臺對所有數據的訪問和調用設置統(tǒng)一的監(jiān)管；按照共享式服務方法，各數據共享單位通過在線調用可以授權訪問的數據服務。

3、平臺數據組織設計

武漢市地下管線綜合信息平臺的數據按照地理空間框架數據、地下管線現狀數據、地下管線規(guī)劃數據以及地下管線監(jiān)管數據四大類進行組織。地理空間框架數據包含線劃地圖、影像地圖、三維地圖、全景地圖以及POI數據；地下管線現狀數據包含綜合普查數據和各權屬單位提供的管線調繪數據、場站設施數據以及危險源數據；地下管線規(guī)劃數據包括管網專題規(guī)劃數據、管網綜合規(guī)劃數據以及管網詳規(guī)修規(guī)數據等；地下管線監(jiān)管數據包括規(guī)劃審批數據、建設監(jiān)管數據以及運營監(jiān)管數據等。

4、平臺功能設計

基礎信息平臺包括管線普查數據和竣工測量數據的監(jiān)理建庫以及服務權限管理，管線數據的可視化表達、基本分析以及服務權限管理，空間框架數據的可視化表達及服務權限管理，平臺所有涉及角色的分類管理以及對外信息的發(fā)布與接收等功能；規(guī)劃管理系統(tǒng)包括規(guī)劃編制成果監(jiān)理與建庫、規(guī)劃輔助審批、小微工程備案等功能；建設管理系統(tǒng)包括年度計劃編制、建設施工注冊、管網輔助綜合以及項目檔案管理；城市管線監(jiān)管系統(tǒng)占道挖掘許可管理、壓占管線違建管理、城市道路井（溝）蓋管理以及城鎮(zhèn)燃氣熱力管線行業(yè)管理等功能。

圖3 平臺拓撲設計

（三）物聯(lián)化和智慧化管線信息系統(tǒng)建設思路

物聯(lián)化管網信息系統(tǒng)主要服務于管線的安全運營，借助物聯(lián)網技術對各類壓力管線以及綜合管廊的運行環(huán)境和運行參數進行監(jiān)測和分析，以便應對各類管線的異常狀況。該系統(tǒng)的建設需要有法規(guī)依據，要結合各地城市建設和權屬單位的運行情況，將必備監(jiān)測檢測系統(tǒng)列入管線和管廊的設計和建設的必選項，在管線和管廊建設的同時，同步實施監(jiān)測檢測系統(tǒng)，落實以權屬單位為監(jiān)測檢測主體的責任制；其次要建立監(jiān)測技術標準，統(tǒng)一監(jiān)測方法，規(guī)范監(jiān)測數據；此外還要建立監(jiān)測數據的共享交換機制，除涉及商業(yè)秘密外的監(jiān)測信息，要匯入全市管線信息中心，以便管線行業(yè)監(jiān)管和應急保障。

智慧化管線信息系統(tǒng)主要立足于管線的運營效率，它是綜合利用數字化、網絡化以及物聯(lián)化所建立的管線大數據，利用各類管線的效率數學模型，來分析和發(fā)現現狀管線的缺陷，對管線的規(guī)劃設計進行優(yōu)化，同時還能對管線接入方案進行評估，確保管線以最高的性價比來支撐城市的日常運轉。

武漢市地下管線信息系統(tǒng)建成預期

（一）實現管線信息的全面共建共享。

實現管線信息的共建共享，關鍵是要破除部門利益的障礙。武漢市管線信息系統(tǒng)的建設，一方面在技術路線和技術實現上著力，體現系統(tǒng)的實用性和先進性，同時也在規(guī)章制度上著力，將出臺系列管理規(guī)定和技術規(guī)范，確保管線信息能在單位與單位之間實現無縫交換。

（二）實現管線規(guī)劃建設維護的全生命周期管理

武漢市管線系統(tǒng)的建設，除了注重管線數據的集成管理和交換共享外，更注重管線信息的應用，特別是在監(jiān)管層面的應用。系統(tǒng)構建的三個監(jiān)管系統(tǒng)，不僅滿足監(jiān)管業(yè)務的需要，也將管線在規(guī)劃、建設和營運階段的信息有效地串聯(lián)起來。

（三）實現管線安全運行狀態(tài)的全方位監(jiān)控

管線既是城市的“生命線”，也是城市安全隱患源。武漢市管線信息系統(tǒng)的建設，將密切跟蹤通訊技術和物聯(lián)傳感器技術的發(fā)展，建立起低成本、動態(tài)監(jiān)測管線監(jiān)測系統(tǒng)，及時掌握管線的安全狀態(tài)和運行狀態(tài)。

（四）實現管線服務能力的科學預測

武漢市管線信息系統(tǒng)的建設，將以專業(yè)的管線分析模型為導向，充分融合城市的社會經濟等信息，為城市的基礎設施規(guī)劃、建設和改造提供科學依據。