創(chuàng)新智慧管廊

我國地下綜合管廊第一批試點(diǎn)城市，從2015年10個城市開始，2016年增加到15個城市，目前全國約有150個左右的區(qū)、縣、市正如火如荼地開展相關(guān)建設(shè)。但各地開展的地下綜合管廊建設(shè)，還存在很多短板，在投融資、建設(shè)咨詢、專項規(guī)劃、勘測設(shè)計、施工管理、加工制造等方面，運(yùn)營環(huán)節(jié)較為薄弱：1、在理念方面，各類基礎(chǔ)設(shè)施，包括智能監(jiān)控，更像是智能建筑從地上向地下的平移，缺乏對運(yùn)維的針對性考慮；2、在標(biāo)準(zhǔn)方面，現(xiàn)有的國標(biāo)，沒有相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)規(guī)范，也缺乏相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)考慮；3、在架構(gòu)方面，目前的業(yè)務(wù)和技術(shù)架構(gòu)，難以滿足不同層次的需求。

一、資源共享需求與對策

如果要在架構(gòu)上實現(xiàn)上述三個層次的需求目標(biāo)，還需要克服很多困難。其中：

在資源共享層次上，目前的現(xiàn)狀是，缺乏集中總控，而且片區(qū)或者管理站等分控點(diǎn)之間也缺乏共享；管廊的獨(dú)立設(shè)計和建設(shè)，與市級應(yīng)急平臺相互孤立，共享機(jī)制不暢，更難以上升到智慧城市建設(shè)的層面。

因此，需要政策法規(guī)、管理制度、工作流、標(biāo)準(zhǔn)體系和技術(shù)的有效結(jié)合。考慮到普遍存在的行政利益沖突，資源共享既需要包括總線融合、協(xié)同共享，也需要離線導(dǎo)入，以及保密管控下分享的差異化策略。同時，綜合管廊的資源共享，需要與智慧城市的建設(shè)相互對話，它應(yīng)該包括自然、歷史、人工三大規(guī)律；空間、規(guī)模、產(chǎn)業(yè)三大結(jié)構(gòu)；生產(chǎn)、生活、生態(tài)三大布局；規(guī)劃、建設(shè)、管理三大環(huán)節(jié)；政府、企業(yè)、公眾三大主體；體制、科技、資本三大動力，這是一個非常綜合的話題。

二、互聯(lián)互通需求與對策

在互聯(lián)互通層次上，如何將地下管廊與城市地下與地上空間結(jié)合起來。廈門綜合管廊連續(xù)兩年被評為全國試點(diǎn)城市第一名，部分原因是做了如下創(chuàng)新：第一，高壓電力架空線纜化入地，同步建設(shè)綜合管廊，節(jié)約用地；第二、與清淤、填海造地同步進(jìn)行，減少開挖；第三、與過海隧道同步建設(shè)，打通城市動脈；第四、同步結(jié)合地鐵，容納弱電管線，為國內(nèi)首創(chuàng)；第五、率先探索與海綿城市的綜合利用。

地下綜合管廊與海綿城市的結(jié)合，既包括對雨水的儲蓄，也包括生態(tài)水循環(huán)；建設(shè)海綿管廊，還包括綜合雨水的利用設(shè)施，以及對超標(biāo)雨水的排除。因此，海綿城市需要將地理、水文、地面覆蓋、地下管線、管廊等信息優(yōu)化設(shè)計，將綜合管廊與海綿城市協(xié)同起來。

綜合利用地下空間資源，還要考慮與地上的互聯(lián)互通，將地下管網(wǎng)、交通、商業(yè)街，還有文化娛樂、停車場綜合一體化設(shè)計，促進(jìn)地鐵、管廊等城市空間結(jié)構(gòu)的成長，并串聯(lián)行政中心、商業(yè)中心、居民區(qū)成為平衡區(qū)域差異的杠桿，形成“投資建設(shè)、開發(fā)利用、獲取收益、再擴(kuò)大建設(shè)”的持續(xù)發(fā)展模式。特別強(qiáng)調(diào)的是，這里的互聯(lián)互通，不一定是物理上的連通，而是指它們之間的相互協(xié)同，才能更充分地開發(fā)和利用城市的空間。

三、安全管控需求與對策

目前，最常見的實施需求在于第一層次，也就是安全管控的需求。它需要考慮三個方面：

首先，需要考慮業(yè)務(wù)融合。要跨越設(shè)計、施工、運(yùn)維不同階段，包括不同業(yè)務(wù)的融合，使傳統(tǒng)設(shè)備與環(huán)境監(jiān)控、入侵報警、光纖電話、廣播系統(tǒng)等與智慧管控結(jié)合。

另一方面，還要跨越BIM、GIS、定位、網(wǎng)絡(luò)、通信、機(jī)器人等不同技術(shù)，還包括了“云、大、物、移”等新興技術(shù)。其中，BIM技術(shù)可以貫穿全部過程，但BIM核心建模軟件各有特色，各有問題，尚未形成行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時，BIM與地理信息平臺的融合，有五個問題需要突破，包括：

1、合并多精度、多文件類型引起的準(zhǔn)確性問題。

2、不同坐標(biāo)、模型、格式文件、處理次數(shù)，引起的互操作問題。

3、BIM與GIS各自元數(shù)據(jù)引起的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一問題。

4、細(xì)節(jié)層次不同步，造成渲染資源配置不合理，引起細(xì)節(jié)層次混亂問題。

5、GIS表達(dá)室外和大場景，BIM提供室內(nèi)小場景，如何結(jié)合二者，開發(fā)通用性平臺的問題。

其次，要考慮數(shù)據(jù)交互。由于地下綜合管廊數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，包括“5+1”類數(shù)據(jù)，即除了地理空間數(shù)據(jù)外，還包括管線、廊體、附屬設(shè)施、以及日常管養(yǎng)、應(yīng)急處置等數(shù)據(jù)，而不同情況下，數(shù)據(jù)交互需采取不同差異化策略；可以直接與采集端交互；也可以通過PLC與協(xié)議交互；或者通過通信管理機(jī)交互。每種交互方式，都有它的特點(diǎn)，同時，也有它的前提。

第三，要考慮信息集成。包括人、財、物的全鏈條管理，集日常管理與應(yīng)急管理于一體，并能從被動安全，上升到主動安全、前瞻安全，以及集約安全。從“被動安全”提升到“主動安全”，需將定位與物聯(lián)傳感結(jié)合，以實時監(jiān)測綜合管廊的健康狀況；如果引入算法模型，還可以再提升到“前瞻安全”；如果再結(jié)合“靜力水準(zhǔn)儀、裂縫儀”等手段，可以實現(xiàn)“集約安全”。地下管廊高度集約的空間，意味著集約風(fēng)險與集約安全并存，解決方案不能照搬智能建筑，新一代信息化解決方案需要有新的內(nèi)涵。

四、新一代信息化解決方案內(nèi)涵

對于大多數(shù)城市而言，解決“安全管控”的需求，是規(guī)定動作；在規(guī)劃先行的情況下，有些城市可以考慮“互聯(lián)互通”的需求，這是自選動作；領(lǐng)先的城市，如果在政策、體制、機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)等方面結(jié)合得較好，那么，它就能作為智慧城市的有機(jī)部分，實現(xiàn)“資源共享”的需求，這是創(chuàng)新動作。

新一代信息化解決方案，涉及多技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，不同種類傳感器，也會應(yīng)用于不同場景。在發(fā)展較好的城市，業(yè)務(wù)框架涉及管理站、片區(qū)以及市級的三個層面業(yè)務(wù)關(guān)系，安全管控既包括從傳感、視頻、入侵報警、無線通信等手段的應(yīng)用，還包括了各種系統(tǒng)之間的整合，這些整合包括：軟硬集成、數(shù)據(jù)集成以及管控集成，與消防、通風(fēng)、照明、排水、視頻監(jiān)控等七大控制系統(tǒng)之間的集成。全面的解決方案，還需要將技術(shù)手段與非技術(shù)資源結(jié)合起來，包括了投資、信貸、政策、稅收、服務(wù)等更為豐富的內(nèi)涵。

五、綜合管廊智慧管控平臺

在安全管控中，智慧管控是“大腦”、是“核心”。并且，市級平臺，不同于管理站級別，或者管理片區(qū)級別的平臺。

平臺的每個模塊，包含了豐富功能，僅列舉管廊管線模塊和監(jiān)測監(jiān)控中的部分功能。包括：入廊流程化、共享標(biāo)準(zhǔn)化、以及作業(yè)規(guī)范化的內(nèi)涵。通過模塊可展示管廊概況、管線、入廊、收費(fèi)、檔案、基礎(chǔ)信息的管理。同時還可展示管廊規(guī)劃、在建、運(yùn)維長度，以及具體空間位置等。

市級管控平臺中，還要對下面的片區(qū)，甚至管理站，進(jìn)行宏觀管理，這是市級平臺與下級平臺重要的不同點(diǎn)。監(jiān)測監(jiān)控，包括了對廊體、對管線、設(shè)備，以及對人員的管理。因此，智慧管控具有預(yù)警告知、雙重保障、以及管控一體的鮮明特點(diǎn)。該模塊可以對管廊狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控、對各片區(qū)能耗進(jìn)行對比，同時采集溫度、氧氣、甲烷、水位等數(shù)據(jù)，幫助運(yùn)營公司實現(xiàn)運(yùn)維階段的節(jié)能降耗、優(yōu)化配置、高效運(yùn)維。

上述成果應(yīng)用了住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、科技部、發(fā)改委、工信部等近十個重大和重要專項的相關(guān)成果、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，形成了相關(guān)發(fā)明專利和實用新型專利，已應(yīng)用于住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部連續(xù)兩年試點(diǎn)城市第一名的廈門，同時還應(yīng)用于中國第一個離岸式人工智慧島——中國雙魚島，建設(shè)了國內(nèi)第一條環(huán)形閉合管廊的管控平臺。在中國雙魚島上，城市的管理后臺實現(xiàn)統(tǒng)一架構(gòu)、統(tǒng)一平臺，使得綜合管廊智慧管控平臺可以有機(jī)地成為智慧城市建設(shè)的部分，將安全管控、互聯(lián)互通、資源共享三個層次的需求相互結(jié)合。

總之，地下綜合管廊新一代信息化解決方案，不但需要在理念、標(biāo)準(zhǔn)、架構(gòu)上進(jìn)行創(chuàng)新，而且還需要根據(jù)不同城市的不同基礎(chǔ)，在安全管控、互聯(lián)互通和資源共享三個層次之間，把握規(guī)定動作、自選動作和創(chuàng)新動作的尺度。