地下管線動態更新與數據標準問題淺析

賈偉政，趙亞波，潘旭飛

(1.青島市勘察測繪研究院，山東 青島 266032； 2.青島市地下空間地理信息工程研究中心，山東 青島 266032)

1 引 言

為切實加強城市地下管線建設管理，保障城市安全運行，提高城市綜合承載能力和城鎮化發展質量，國務院、住建部等曾于2014年先后下發意見和通知，要求開展地下管線普查，建立綜合管理信息系統，滿足城市規劃、建設、運行和應急等工作需要。據統計2015年度全國各地開展的各類管線項目多達14萬項[1]。目前大部分城市已經完成了地下管線普查和信息化建設工作，并已轉入了地下管線普查后的成果利用和運維工作。地下管線的動態更新和數據標準是影響地下管線普查成果持久發揮作用的重要因子。

2 地下管線普查與信息化建設的主要內容

2.1 資料收集與調繪

地下管線資料的收集對普查工作開展非常重要，尤其對復雜的探測區域，歷史管線資料可以幫助作業員快速準確地判斷管線的走向。普查工作開展前，應向相關單位收集整理已有管線資料。

2.2 地下管線探查

通過調查明顯管線點，查明管點特征、管線埋深、材質、管徑、附屬物名稱、所在位置等信息，以及管線起止走向、管線的連接關系等；并通過管線探測儀等設備對覆土管線進行探查定位，查清管線位置、走向、埋深等信息。地下管線探測方法主要有電磁法、電磁波法。對于復雜條件下城市地下管線技術，行業內有較多的經驗積累[2，3]，但是受當前技術手段限制，復雜條件下管線探測、非金屬材質管線探測、超大埋深管線探測仍然是行業內的難點。

2.3 地下管線測量

地下管線測量采用經濟合理的技術手段，布設平面控制網和高程控制網，如網絡RTK結合四等水準測量的方法[4]。在此基礎上開展圖根控制測量和管線點測量，確保管線點精度滿足相關規范要求。

2.4 管線圖編繪與數據建庫

對地下管線探查和測量工序采集的地理數據和屬性數據進行處理，開展管線圖編繪，最終生產出符合要求的綜合管線圖、專業管線圖。采用圖庫一體化軟件，在圖件編繪的同時，生成管線點線表數據庫，經過格式轉換后，形成符合入庫標準的管線數據。

2.5 信息系統建設

地下管線信息系統建設，是根據政府管理部門、管線權屬單位等用戶在地下管線規劃、建設、管理以及系統應用、數據更新等方面的需求設計研發的。根據用戶對象和應用要求的不同，系統可以分為瀏覽查詢系統、三維展示系統和信息管理系統。地下管線信息系統總體架構如圖1所示。

圖1 地下管線信息系統總體架構

地下管線普查工作的完成，僅僅是地下管線管理工作的一個開端，地下管線管理是一項復雜的系統性工程，普查后地下管線管理仍有若干問題需要重視。

3 普查后地下管線管理需要重視的問題

3.1 動態更新問題

大多數城市在管線普查工作完成后，都出臺了地方性的地下管線管理辦法，建立起了相應的動態更新制度[5，6]。

但是由于地下管線管理存在以下特點，動態更新機制難以完全無縫地發揮作用。主要表現在：

(1)動態更新制度執行不到位。對于一個大中型城市而言，新建、擴建、改建的項目眾多，涉及的部門、管線權屬單位、施工單位非常多，由多部門主導的動態更新制度的執行力度不統一。甚至有部分不辦理竣工驗收備案的管線也能投入使用，職能部門無法設置有力抓手。

(2)管線覆土前實測難度大。為了盡量減少管線施工的影響，施工單位在進行管線施工時經常安排在夜間進行，地下管線竣工測繪覆土前實測的要求難以滿足。另外，部分搶修、應急等工程完工后沒有及時辦理竣工備案，管線跟蹤測繪無法實施。對非電磁導體材質的地下管線，后期通過管線探測儀進行管線探測的難度大，竣工測繪數據的數據質量和可靠性會大打折扣。

(3)各部門竣工測量技術要求不統一。管線施工單位的竣工圖多數是通過在施工設計圖的基礎上進行修改和添加注記形成，數據可靠性和精度低，數據格式無法導入管線普查成果數據庫。測繪單位則主要是按照管線普查成果數據庫要求，進行測繪，但對管線信息細節和專業性把握不足。

3.2 數據共享問題

地下管線普查建立的地下管線信息瀏覽查詢系統主要為政府部門、專業管線單位、企事業單位等提供管線信息的瀏覽、查詢和檢索等服務，以及有關的統計與簡單分析等功能服務。地下管線數據庫則一般存放于檔案管理部門，廣大管線權屬單位、設計單位、管線施工單位，也可以按照相應的程序，調取所需的管線數據。

各專業管線單位出于保護企業利益、管網數據安全保密、企業管理需要、專業深度不同等多方面原因，建立專業信息系統與綜合管理信息系統數據標準不統一、不共享，管線信息交換、共享無法實現。

3.3 管線普查覆蓋面問題

由于資金、管理、普查完成時間等各種因素的制約，目前地下管線普查的范圍大多為市政道路、廣場、河道等公共區域，與城市生產、居民生活密切相關的小區管線、企事業單位庭院管線大多未納入普查范圍。

小區管線承載著市政管線到戶的功能，是市政管線的末端或起始端。小區管線分布于人口密集的居民區和企事業單位內部，如果這部分管線出現問題，會直接影響到居民生活和企事業單位生產活動。

小區管線的管理，目前屬于城市地下管線管理的盲區，尤其是老舊小區地下管線，物業公司不愿意接管，有的老舊小區甚至無物業公司，地下管線處于無序狀態，安全隱患嚴重。近年來在海綿城市改造、供熱二次管網改造、燃氣管線老舊管道升級改造等工作中，由于地下管線埋設情況不明，由施工引起的安全事故時有發生。

從政府精細化管理和以人為本的管理理念考慮，急需做好小區管線普查，建立完整的地下管線信息數據庫，以滿足城市規劃、建設、運行和應急等工作需求。

3.4 管線數據標準問題

地下管線數據標準包括：地下管線分類、分層、分色標準；地下管線段分類編碼標準；地下管線數據庫結構標準；地下管線點分類編碼及符號圖例標準；地下管線隱患數據結構標準；地下管線元數據表結構標準等。地下管線數據標準化是實現管線信息共享的基礎。

地下管線普查工作一般由政府檔案管理部門組織和領導，由專業測繪單位承擔建設工作。在確立數據標準時，主要參照了現有技術規范和行業規定，管線權屬單位的參與度有限，數據標準中可能與管線權屬單位的專業管線信息系統的數據標準不統一；對管線的功能性考慮也存在不足，缺乏管線功能參數，導致對管線的宏觀分析和應用方面支撐不足。

從智慧管網建設角度考慮，需擴展現有數據標準，為智慧城市建設打好基礎。

4 地下管線普查與信息化建設的建議

4.1 創新管理模式，以數據共享帶動動態更新

根據職能部門的職責分工，建議由城管局或檔案館牽頭聯合規劃、城建、發改等有關部門，建立永久性地下管線綜合管理機構，負責地下管線普查工作的組織實施，并重點負責普查結束后的地下管線管理維護、動態更新、成果應用。

加強制度建設，以規劃審批、城管和建管施工督查、竣工檔案管理、測繪服務保障等為抓手，從“批前、批中、批后、竣工”等層面全程監管。對工程竣工后長期不向檔案管理部門移交竣工檔案的單位，納入地方誠信考核體系。

推行綜合管線數據共享和使用。通過財政保障，委托具有測繪資質的第三方機構負責數據庫的更新和維護工作；實行財政投資建立的綜合管線數據庫免費提供有關單位查詢、使用。制定工程建設項目開工前管線查詢和核查制度，發現現狀資料與查詢資料不符時，委托測繪單位進行補測補繪。通過數據共享服務提高管線建設、管理相關方的參與度，營造“管線普查、竣工測量、系統更新、用戶使用”良性循環的動態管理模式。

管線的動態更新是一個長期的、持續性的過程，而且需要多方面的積極配合，因此有必要建立一套完整的長效更新機制，由專門的測繪單位及時完成管線的覆土前測量，并及時入庫更新，各職能部門應積極配合，以確保實現真正的管線動態化管理。

4.2 推動小區管線普查，構建完整數據庫

研究和推動小區和企事業單位內部管線普查。小區管線數據標準和系統建設應與市政管線的標準相一致，為城市規劃設計、管線管理、應急指揮等提供統一的應用服務體系。

對于老舊小區管線普查宜由政府主管部門，按照統一的標準、精度要求等組織實施。新建小區宜有開發主體單位按照竣工驗收報備的標準，委托測繪單位依據相關規范要求開展竣工測繪，并向檔案管理部門提交地下管線竣工成果。

企事業單位內部管線普查宜有該單位按照小區管線普查要求，委托測繪單位按統一的技術標準進行管線普查。開展居民小區、企事業單位內部管線普查(竣工測繪)(取舍標準見表1)，實現城市地下管線管理全覆蓋，構建完整的地下管線數據庫。

表1 居民小區、企事業單位內部管線普查(竣工測繪)取舍標準

4.3 推進智慧管網建設

智慧管網的內涵是通過互聯網，把植入管網設施的智能傳感器連接起來形成物聯網，實現物理管網的全面感知；利用云計算技術對感知信息進行智能處理和分析，實現網上“數字管網”與物聯網的融合以及管網智能響應與決策支持[7]。

智慧管網建設首先要解決數據標準問題，兼顧綜合管線數據和專業管線數據標準，擴充接納智能設備數據，升級現有地下管線綜合信息管理系統，建設智慧管網管理平臺。其次，是要通過智能傳感器，構建管線、管線設施、人的互聯互通物聯網，實現地下管線的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。第三，智慧管網支持多源數據、多業務、多環境的門戶集，基于多源數據、模型庫、應用業務服務鏈和專家知識庫，通過云計算和演繹推理，實現管網智能分析與決策支持。

智慧管網的建設內容十分豐富，是一項復雜的系統工程。在建設過程中，需要循序漸進，根據管線的種類、功能特性等分步實施，先建設新建管線的智慧化，再解決已有管網的智慧化；對重點區域、高危管線、關鍵部位等先行先試，逐步開展智慧管網建設。

5 結 語

城市地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，對城市的健康發展具有重要意義。地下管線普查完成后，動態更新成為開展地下管線管理、保持管線數據持久發揮作用的主要任務，同時管線數據共享程度、管線數據利用情況、數據標準一致性和擴展性等都對動態更新機制的運行產生一定影響。

在做好現階段地下管線信息服務的基礎上，通過地下管線補測補繪、管線竣工測量等方式開展管線數據維護和動態更新，積極拓展地下管線普查覆蓋面，推進城市地下管線數據的信息共享、標準化建設、精細化探測，研究探索智慧管網建設，逐步提升地下管線管理的精細化、智能化水平，以滿足城市建設、發展和高效管理的需要。