宿州市智慧管網項目建設研究與實現

文｜正元地理信息集團股份有限公司 薛晨煜

一、項目背景

城市地下管線是城市的重要基礎設施和組成部分，是保障城市正常運行的“生命線”。隨著城市快速發展，地下管線建設規模不足、管理水平不高等問題逐漸凸顯，大雨內澇、管線泄漏爆炸、飲水污染、河道污染、路面塌陷等事件頻頻發生，亟需加強城市地下管線管理工作。地下管線管理工作難度大，主要體現在地下管線資料不準確、不現勢，相應政策法規不健全，地下管線管理機制不完善，地下管線維護不及時。

安徽省宿州市于2015年完成市政主干管線普查工作，但基于管線普查成果和綜合管線數據庫建設的信息化工作，基于管線動態數據的獲取、處理、傳輸、存儲、分析的應用技術以及管線安全監測等問題尚未解決。運用精確探測、綜合感知等各種先進技術，進行地下管線綜合監管，有利于全面提高管線運行安全水平，提升地下管線建設管理水平。

二、工作思路

宿州市智慧管網項目旨在實現管線管理精細化、安全監管綜合化、應急處置高效化，綜合利用傳統的管線探測、地下管道養護技術，成熟的地球物理技術，結合最新GIS、物聯網、軟件工程、項目管理技術，建立起宿州智慧管網指揮中心，對城市管網情況進行實時監測，保證宿州地下管線安全運行，有效提升城市精細化管理水平。

項目建設的總體思路是建全管線資料數據庫并與原有數據無縫銜接，形成地下綜合管線圖和專業管線圖；利用視覺、聽覺、化學、光學、電磁雷達等多種檢測手段，進行管道結構性狀況評估和功能性狀況評估，構建相對完善的健康檔案數據庫；安裝物聯感知設備和智能監管系統對各類管線進行在線監測，實現對管網現勢性的準確把握。

三、主要做法

正元地理信息集團股份有限公司緊緊圍繞項目建設總體思路，有計劃、分工程、按步驟推進完善管網數據庫、生成地表圖像模型、構建安全檢測系統、形成管線養護機制等工作。

1.完善管網數據庫

完善管網數據庫是在原來主干管線資料的基礎上，對部分存疑管線進行復核修正，補充測量小區管線及新增主管管線，并針對管線施工作業開展竣工測量工作。

以淮河路為界，將整個宿州城區分成兩個施工作業單元。東起二徐路，西至京臺高速，南起鞋城九路，北至北外環，以小區管線探為工作基點，以小區管線與主管管線對接時產生的問題為延伸，修正及補測主干管線；在建立供、排水模型時，以原主干管線資料存疑的地方為切入點，重新復核補充部分管線資料，解決了原資料中存疑斷頭、水流方向異常、存疑聯通等問題；為掌握管線資料在項目建設期間變化情況，開展管線施工作業驗收階段的探測工作。

查明測區范圍內的給水、排水、燃氣、熱力、工業管道、電力、通訊、綜合管溝等管線以及地面附屬設施，查明管線的平面位置、高程、埋深、走向(流向)、規格、材質、性質、埋設年代、權屬單位等信息，編制計算機數據成果文件、編繪地下管線圖（綜合管線圖和專業管線圖）。地下管線探測采用的坐標系統和宿州市城市規劃使用的坐標系統相一致，平面坐標系統采用1980 西安坐標系，高斯投影三度分帶，中央子午線為117°；高程系統為1985 國家高程基準。

2017 年9月至2018年3月，新增探測城區管線4700 余公里，基本掌握了宿州市地下管網分布情況，同時補充完善管線附屬物信息，對主干道井蓋、路燈桿進行了測繪，形成井蓋、路燈專題圖，為進行井蓋、路燈的管理奠定了數據基礎。

2.生成地表圖像模型

生成地表圖像模型就是對宿州市全域進行航空攝影任務獲取影像，并制作實景三維模型數據、正射影像圖（DOM）、數字高程模型（DEM）以及數字表面模型（DSM）產品。

根據項目成果不同分辨率的要求分為01 區、02 區兩個航攝分區，測區范圍 為E:116 ° 51.02 ′～117 ° 19.07 ′，N:33°29.23′～33°47.97′，如圖1所示。

01 區約94.2 平方公里1:500 傾斜攝影，02 區約909 平方公里1:2000 推掃式航空攝影。制作01 區（宿州市建成區）0.05m 分辨率，成圖比列尺為1:500 全域實景三維模型數據、正射影像圖（DOM）、數字高程模型（DEM）以及數字表面模型（DSM）；制作02 區（宿州市行政區）0.2m 分辨率，成圖比列尺為1:2000 全域的數字正射影像圖（DOM）、數字高程模型（DEM）以及數字表面模型（DSM）。成果如2 圖所示。

將地下管線數據跟地表影像資料結合，形成地上地下一張圖，形成管線監管的地理信息系統平臺，如圖3所示。

3.構建安全監測系統

構建安全監測系統的目的是在管線測繪的基礎上，對供水、排水、燃氣管線進行管線健康狀態檢測，提供各類管線評估檢測報告和意見。針對供水、燃氣管線進行漏點排查，發現供水嚴重漏點18 處、燃氣泄漏8 處，針對供水管網老化情況給出評估意見；排水管網進行清淤檢測工作，逐路段形成管道檢測分析報告，檢測區域覆蓋了主城區和汴北新區。該資料是宿州市“黑臭水體治理工程”及“排水管道修復工程”重要的支撐材料。同時，在管道健康檢測的過程中，根據檢測施工情況不斷校正地下管線基礎資料，在管道修復完成后，宿州排水管網資料實現了基本準確。

4.形成管線更新及養護管理機制

對項目搜集的地下管線數據持續動態更新及養護管理，是確保管線資料現勢性和準確性，確保項目建設成果發揮作用的基礎性工作。但是由于法律法規、工作實踐、技術規范等方面還有很多不完善的地方，使得這項工作的落實比較困難。在法律法規方面，目前沒有全國性的城市地下管線數據動態更新及養護管理的法規，地方上也缺乏相應的制度，即使地方部門有所要求，由于無相應的監管和處罰手段，約束力比較差；在工作實踐中，管線建設在大部分工程中作為附屬組成部分存在，且一旦布設完畢埋入地下復核困難，管線建設單位對管線管理的重要性普遍認識不足，一般不會及時委托相關單位進行管線覆土前測量，只是在工程驗收時，隨意補充些管線圖紙作為竣工資料提交；在技術規范方面，建設或權屬單位不按照國家要求的技術標準進行測量，常常出現測得數據與實際位置偏差較大的情況。

宿州市針對以上情況，以《宿州市地下管線管理辦法》為法規基礎，設立管線辦公室，逐步強化管線施工報備、管線覆土測量工作，將管線的變化納入到常態化管理中。同時出臺管線探測規范，明確了數據入庫的標準格式。對供水、燃氣管道基于安全監測的結果，以城市安全事件預防為主，督促權屬單位進行管道養護，并將發現問題和養護情況登記備案。分別對污水管道，探索“管（污水管道）——廠（污水處理廠）——河（河道）”一體化管理，對雨水管道，試行“管（雨水管道）——河（河道）”一體化管理，明確管理者內防城市內澇，外不污染河道水體的責任目標。在技術應用方面，數據更新主要通過管線覆土前的跟蹤測量方式實現。

四、項目成效

宿州市智慧管網項目改變了傳統的地下管線管理模式，推動了宿州城市地下管線管理科學化、現代化，保障了“城市生命線”的安全運行，取得了明顯的經濟和社會效益。

圖1 測區范圍

在經濟效益上，項目為“排水管道非開挖修復工作”“黑臭水體治理工程”提供了基礎資料，引導了不低于6 億元的城市基礎建設投資；項目對宿州市供水管網進行了漏損檢測、安裝了漏損監測設備，降低供水漏損率大約5%，產生的經濟效益不低于 100 萬 /月；精確掌握管線狀態，節省的工程探測費用無法精確統計，不過按照市政工程造價的2%計算，管網測繪帶來經濟效益在1-5年內不會低于數億元；在項目運行過程中，多次發現燃氣、供水泄漏情況，及時報警，有效的保護了城市安全。

在社會效益上，宿州市智慧管網項目發揮試點城市的引領作用，為安徽省管網管理提供參考依據。項目得到安徽省主要領導、安徽省住建廳的肯定，建設內容引起住房和城鄉建設部的關注，是城市地下管線安全監管的代表項目，社會效益極其顯著。

圖3 地上地下一張圖

圖4 安全監測系統

五、工作展望

宿州智慧管網項目已經進入到項目運維階段，建立的管網地理信息系統、管網安全監管系統，運行穩定、性能良好。工作中需要繼續落實《宿州市地下管線管理辦法》的執行，加強各建設單位對地下管線重要性的認識，不斷完善地下管線的監測點的數量和位置，不斷引入最新的技術手段優化數據采集和分析系統，提升監測能力。從長遠發展來看，進一步完善數據庫建設及信息平臺建設，建立從地下管線規劃、建設、運行、應急、報廢的全生命周期管理平臺，從政府部 門、管線企業、社會單位和公眾對管線信息的應用需求出發，分層級、分類別的研發地下管線信息應用的功能模塊，才能真正實現全方位、立體式的地下管線信息服務。