綜合管廊智能化運維管理技術解析

李修巖

摘 要：相較于綜合管廊的廣闊發展前景，在綜合管廊運維管理等方面的技術研究還非常滯后，目前還沒有形成一套較完整、較成熟的運維管理技術體系。隨著綜合管廊項目陸續建設和投入運營，亟需建立一套安全、高效、合理可行的智能化運維管理模式，為綜合管廊的運維管理提供相應的技術支持。

關鍵詞：綜合管廊；智能化；運維管理

1 綜合管廊智能化運維管理的關鍵技術

1.1 可視化運維管理

由于目前建立的地下管線管理系統大多為二維系統，不能生動地表現具有三維特征的客觀實體，并且對理解管線的空間拓撲關系造成困難，因此，可視化技術在地下管線管理中的應用需求顯得十分迫切和必要。作為信息可視化管理工具，GIS和BIM都能建立空間信息數據模型（GIS主要應用于建筑外部的宏觀區域建模，BIM主要應用于建筑內部的精細化建模），并且都能應用于相同的領域，例如對城市市政基礎設施信息的查詢和管理。

1.2 智能監控

物聯網（InternetofThings，IOT）技術是智能監控的核心部分，其利用傳感器、執行器、射頻識別（radiofrequencyidentification，RFID）、二維碼、全球定位系統、激光掃描器、移動手機等信息傳感設備對物體進行信息采集和獲取；依托各種通信網絡隨時隨地進行可靠的信息交互和共享；利用各種智能計算技術，對海量的感知數據和信息進行分析處理，實現智能化決策控制。IOT技術能應用于運輸與物流、智能家居/建筑、智慧城市、環境監測、庫存和產品管理、安全監督等諸多領域。

1.3 管理平臺

針對地下管線復雜的管理體系以及不同管理平臺間普遍存在的“信息孤島”現象口卜冽等問題，亟需建立統一的地下管線信息資源共享服務平臺，以實現對地下管線的安全運營、有效監控和預警。

2 綜合管廊智能化運維管理的技術挑戰

2.1 數據及技術標準

BIM和GIS的集成運用能夠為綜合管廊運營的可視化、宏觀以及微觀管理功能的結合提供基礎。但目前為止，GIS與BIM數據的集成還存在很大的問題，如集成后數據丟失、可視化效果不好、無法進行空間數據分析等。為了促進BIM和GIS技術的融合應用，實現更加理想的運維管理效果，需進一步研究建立GIS與BIM之間模型精細度的映射算法、映射規則以及語義映射表等內容。在綜合管廊運維管理平臺中將lOT、BIM、GIS等不同技術以及各類運維管理子系統進行集成管理時，需對各類數據的標準進行適當的定義，如建模標準、交互標準、管理數據標準、技術數據標準、檔案存儲數據標準等。此外，還包括綜合管廊智能化運維管理平臺各個子系統的配合標準、接口標準等。與此同時，運用IOT技術對綜合管廊進行自動化監控管理時，還需研究將現場監測的實時數據映射到運維管理平臺數據庫中的相關標準，以實現對上層應用的數據支持。

2.2 大數據信息分析

在搭建綜合管廊運維管理平臺時，需要整合多個子系統，如GIS系統、綜合管廊BIM模型、環境與設備監控系統、安全防范系統、通信系統、預警與報警系統、管廊物業管理系統等。在對不同子系統的信息資源進行集成整合時，一方面要解決各類數據來源的互操作性問題。另一方面，由于不同來源的數據結構復雜且數量巨大，采用傳統數據處理工具進行數據分析和決策支持將變得十分困難，因此需要采用新的技術才能實現對各類數據源的數據挖掘和分析。

在搭建綜合管廊智能化運維管理平臺時，還需考慮平臺的易用性和便捷性。如何實現集成平臺中“大數據”的智能化處理，將成為巨大的挑戰。新興的云計算技術能夠為“大數據”提供快速的信息處理能力，使企業專注于自身的核心業務，而不必擔心基礎設施、靈活性以及資源可用性等方面的問題。但是“大數據”在云平臺中的運用研究仍處于初級階段，還面臨著一系列的挑戰，如可擴展性、可用性、數據完整性、數據轉換、數據質量、數據的異質性、法規監管以及數據隱私等問題。

2.3 信息的安全保障與準確性

由于綜合管廊集中敷設的市政管線是服務于整個城市運行的生命線，若在運維管理過程中處理不當，將可能產生非常嚴重甚至是災難性的結果。綜合管廊信息化模型等信息如果被恐怖分子獲取，極易造成影響整個城市運行的恐怖襲擊行為。同時，針對綜合管廊安全運營的數據挖掘和智能決策，均需要經驗數據的支持，否則無法做出正確的管理決策。

3 國內外綜合管廊現狀對比及啟示

地下綜合管廊是城市生命線走廊，收容的管線種類多樣，采用現代信息技術對地下綜合管廊進行管理與監控是不可或缺的手段。從國內已建的地下綜合管廊運營狀況來看，國內在研究信息化監控方面與國際水平較接近，但也還有一定差距唧o。我國在對綜合管廊的研究和實踐方面還處于起步階段，相比國外一百多年的歷程，我國無論是在法規制度、管理模式等方面還有很大的差距。

3.1 法規體系

推廣和普及綜合管廊的基礎是制定相應的法規體系，以法規政策來保障綜合管廊的投資建設與運營管理。例如，日本在綜合管廊建設方面有著相當完備的法律、管理和技術體系，制定的《共同溝實施法》以及指導規劃設計的《共同溝設計指針》等，對綜合管廊建設中的資金分攤與回收、建設技術等關鍵問題進行了明確。由于我國綜合管廊相關的法律法規不完善，在上海世博園綜合管廊建設過程中，由誰出資、管理費用由誰支付、分攤費用的標準等問題，一度成為阻礙項目順利推進的焦點。綜合管廊牽涉的管線眾多，其屬性既有公益性，也有經營性。因此，有一套完整的法規體系作為依據，才能促進綜合管廊的有序發展和順利實施，使地下管線管理工作有法可依、有章可循。

3.2 管理模式

城市地下管線綜合管廊項目在政府公共管理中的職能定位直接決定了它的發展和所能發揮的作用。國外對綜合管廊設施的定位是社會公共產品，與城市道路、下水道、公園等公共設施處于同等地位，并以法律的形式予以規定，它的管理歸屬部門也有統一的規定。而相比國內，綜合管廊的職能定位較模糊，更沒有國家統一的法律法規予以規范，建成后的綜合管廊的歸口管理也較混亂。因此，當前對我國在地下綜合管廊的職能定位的研究上須加快腳步。此外，從新加坡的運維管理經驗來看，對綜合管廊全程、全生命周期的管理，將運維管理前置到設計階段，是新加坡綜合管廊管理的最大亮點，也是它得以安全、乎穩運維，令管廊投資方獲得最大收益的可靠保證。

4 結束語

我國綜合管廊的建設進度在不斷加快，學界對綜合管廊的關注度也在不斷提高。通過分析國內外與綜合管廊相關的研究文獻發現，針對綜合管廊運維管理的相關研究非常有限，亟需提高對綜合管廊運維管理的重視程度。本文通過分析綜合管廊及城市地下管線在運維管理中存在的問題及原因，提出了城市綜合管廊智能化運維管理的關鍵技術需求，并對相關的技術進行了綜述分析。這些研究對于實現綜合管廊智能化管理推動綜合管廊安全運營的進一步發展具有重要的意義。研究最后還對綜合管廊智能化運維管理面臨的挑戰進行了討論分析，未來的研究若能在技術和管理層面上解決這些問題，將為綜合管廊的運維管理帶來巨大的效益。隨著綜合管廊項目的陸續建設和投入運營，建立一套安全、高效、合理可行的智能化運維管理模式，對綜合管廊的長期、健康、可持續發展具有重大意義。

參考文獻：

[1] GB 50838-2015.城市綜合管廊工程技術規范[S].

[2] 王恒棟，薛偉辰，綜合管廊工程理論與實踐[M].北京：中國建筑工程出版社，2013.