常州綜合管網后普查時代管線管理技術支撐體系的研究

冉慧敏，劉全海，潘伯鳴，孫雪梅，馬巍

(1.常州市測繪院，江蘇 常州 213003； 2.常州市地理信息智能技術中心，江蘇 常州 213003)

1 引 言

依據2013年國務院辦公廳《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》(國辦發[2014]27號)、根據國家有關精神，江蘇省以及常州部署相關工作，須于2015年底前完成城市地下管線普查，建立和完善城市地下管線綜合管理信息系統。許多其他城市同樣進行了類似的工作，進行標準的修訂、管線的普查、數據庫的建立等基礎性工作。

以常州為例，項目進行了數據庫的建立，以地理信息系統為基礎平臺，以常州市規劃局為中心，建立多層次、實用、緊密貼合規劃局市政管網管理工作的地下管線管理信息系統。項目實現管網全生命周期全業務流程化、一體化生產、管理、維護、應用。依托于統一的管線標準及數據庫，面向規劃建設管理，建立管線規劃設計、建設、竣工、應用、運維、更新全生命周期閉合生態鏈[1]。其他城市亦然，如昆明的“城市地下空間(管線)綜合評價與智慧決策關鍵技術及應用”、上海的“上海市綜合管線生命周期管理關鍵技術與應用”、武漢的“武漢市城市地下管線全生命周期信息化管理平臺關鍵技術與應用”等多個城市完成了相應數據庫及信息系統建設工作，建成了良好的后期運維機制。

普查后的時期定義為管線的后普查時代，是指城市地下管線普查工作完成以后的時期，后普查時期[3]。而伴隨著這些數據庫的建設與技術積累，下一步則需要更好地實現這些數據成果的轉化與利用。在城市土地資源集約利用背景下，隨著城市建設邊界的劃定，城市規劃逐漸從增量規劃發展為存量規劃，同時向地下要空間也是城市規劃的趨勢所向。前期做地下管線乃至地下空間的最終目標是提升地下管線或者城市的地下空間在城市規劃建設管理中的作用，需要對于地下管線的成果轉化利用以及后期服務共享模式進行不斷探索與創新。本文以常州為例，在數據體與技術體系建設的基礎之上，就如何做好地下管線數據的規范化管理以及高效服務進行闡述。

2 管線后期應用與運維業務流程分析

根據《中華人民共和國城鄉規劃法》，地下建構筑物以及地下管線的管理，一般在兩個節點進行統籌，一方面是在申請辦理建設工程規劃許可證時，另外一個是建設之后進行規劃條件核實之時。根據常州的實際情況，城市地下管網規劃業務開展流程如圖1所示，在規劃核實階段提供管線竣工驗收地圖。

圖1 智能管網全生命周期業務“閉合環”

這項工作各個城市根據管線數據的管理劃分，在不同部門推行，如常州市在規劃部門實施，有專門成立管線管理機構的如昆明、南京等城市，也紛紛采用此種管線竣工政策來保障數據更新；在檔案管理部門，也同樣采用此項政策，如遼寧省錦州市，工程竣工后建設單位向檔案館移交地下管線工程檔案并取得《合格證》，工程才能進入竣工驗收備案環節，地下管線覆土前必須委托有相應資質的工程測量單位進行竣工測繪[3]。

3 專業管線與綜合管線之間的聯系

管線管理各個城市有不同管理部門，無論這個管理職能是在規劃部門還是在專門的管線管理機構，抑或是檔案管理部門，其中的數據來源、提供單位都是唯一的，即管線的建設單位或者建設個人，且管線責任主體是專業管線的相關部門。無論是綜合管線管理還是專業管線管理，都是基于管線本身，對數據有著不同的要求。

(1)綜合管線數據標準分析

常州的管線相關規程包含了外業探測技術規程以及管線入庫的數據標準，通過這兩個技術規范將管線數據的采集、成圖以及數據的分層分類、分色、編碼、屬性以及出入庫的成果格式進行統一的規定。

為了能服務于大眾化管理，總體來說，管點強調幾何信息，描述在地理方面的數據；元數據，描述數據的采集時間等內容；與專業管線的區別在于屬性，其強調大面上的管理，例如管道年限、所屬單位、井蓋尺寸類型、窨井相關的內容等。在管線方面，屬性對于管線用途、管徑、材質、以及相關的壓力、流向電壓等進行描述。

(2)專業管線數據標準分析

為了滿足專業部門對管線的專業化管理，對各個專業管線單位數據進行分析，如照明管點上附加了路燈類型、燈桿附屬物、路燈編號，管線上還需調查配電用戶號、套管的尺寸、總孔、占孔、線徑、孔徑等信息。燃氣電力部門強調工程設備管理類的信息，如相關管線的設備、所在街區、所屬工程等。

(3)兩測合一必要性

各個管線的權屬單位如照明、排水、電力等一系列的管理部門，因為行業管理的需要，大都建立了自己的管線管理信息系統，以滿足管理的需要。而專業管線管理系統一般會建立兩大部分，一部分是基礎的管線信息以及數據維護的相關數據與系統，另一部分是與之相關聯的龐大的業務信息數據以及系統。管線數據作為專業部門的基礎與重要資產類數據，為了維護好相關的管線信息，專業公司通常會在日常的建設項目完成后進行數據竣工以及更新工作。在浙江麗水，嘗試直接從專業管線轉換到綜合管線，以燃氣管線數據為例，在剖析兩者間的語義、幾何、屬性、拓撲關系等方面差異的基礎上，通過兩者語義映射機制和抽取轉換規則建立，實現了燃氣管線數據到綜合管線的“一站式”抽取[4]。

但是，若專業管線團隊監管不嚴格，則會出現其所關心的專業的屬性信息非常完善，空間信息卻往往不能達標，特別是標高、埋深精度差強人意。若是針對兩類需求，分別探測，則出現人力物力浪費現象，比較省時省力的做法是在管線埋設之前進行跟測，建立相關的信息，因為兩者對信息的需求有交叉的地方，一次測繪是可以滿足專業管理信息系統與管理單位的竣工需求的。

(4)專業綜合管線數據庫搭建

針對專業管線與綜合管線不同的需求，常州采用建立綜合數據采集標準，建立一個綜合的一體化庫。針對綜合管線的管理部門，按照數據標準，進行與之對應的專業管線數據的輸出工作，專業管線的應用，針對其應用與建庫需求，導出相應格式的數據，支撐其應用。這樣，解決了兩類應用，且間接地搭建了一套完整的數據體系，為日后更為綜合的應用打下了數據基礎。

4 專業管線與綜合管線一體化竣工的實現

4.1 總體流程

從第3節分析可知，不同管網業務分屬不同部門，各部門間管理機制均有不同，而不同業務間相互交叉[5]。但管線業務總是從總體規劃再到建設施工最后的竣工驗收，常州的做法是規定綜合庫的入庫標準與流程，達到綜合庫的最終管理，再與專業管線部門進行聯合，提升數據采集與入庫標準，滿足各方管理的要求。總體流程如圖2所示。

圖2 管線一體化更新流程

4.2 管線數據探測

管線數據探測，通常包括物探與測量兩種方法，對于管線竣工來說，若要達到與設計圖、施工圖進行比對的質量過硬的數據產品，需嚴格根據測量規范，明顯點管點高程須進行四等水準測量，平面采用極坐標法或者RTK均可，而疑難管線，則需要進行物探的方法進行測量了，其總體作業流程如圖3所示。對于日常業務中，普通管線只需根據專業管線的需求保質保量地進行平面高程數據的采集，對于區別于綜合管線的屬性需求，如對于電力管線的占孔情況，路燈的編號，自來水的水表等信息，則應一一詳細地進行記錄，雖工作量巨大，但是對于城市的管理與運行，卻是一項重要的基礎性工作。

圖3 管線野外探測流程

4.3 移動端管線采集系統

管線竣工對工作效率要求較高，應以最快的方式進行數據的采集以及入庫，傳統的管線竣工一般采用導出現狀MDB表、現狀圖打印，現場需要進行草圖繪制、數據采集，完畢進行內業的數據再錄入質檢。為了提高整體效率，采用移動端方式，完全替代草圖繪制以及代替人工繪制草圖、數據再錄入工作，提高數據采集及數據處理效率，地下管線移動采集系統如圖4所示。

圖4 地下管線移動采集系統

4.4 地下管線綜合管理與應用

管線竣工動態更新對于專業管線或者是綜合管線都是極為重要的業務流程，在圖2中也論述了最終的數據入庫情況，常州市針對竣工工程入庫，已有非常完善的業務流程，系統引入管線竣工工程概念，針對竣工工程入庫，同時存儲管線數據信息及業務信息[1]。管線動態更新支撐了專業管線的入庫工作，輔助后期多層次應用，包括各個專業管線公司的相關應用以及更深層次地支撐規劃設計、管理與審批。如常州市地下管線管理系統結合日常其他類數據則可支撐排水的相關業務，排水模型計算與系統集成如圖5所示。

圖5排水模型計算與系統集成

5 結 語

根據管線的綜合管線與專業管線竣工總體業務流程分析，本文結合常州本地的情況，在已有的管網全生命周期全業務流程化、一體化生產、管理、維護、應用的基礎之上，進一步拓展，分析管網綜合與專業數據、采集一體化生產與管理應用體系，進一步深化管線數據標準，深度建立規劃設計、建設、竣工、專業綜合應用、運維更為合理的閉合生態鏈，一次竣工，同時滿足綜合管線與專業管線的管理與應用，使得管線的采集與管理更為“低碳”“協同”“智慧”，為后普查時代管線的建設、使用、維護與應急管理提供更好的支撐。