青浦區排水管網數據庫運維管理機制研究

孟海梅（上海泓源建筑工程科技股份有限公司，上海 201707）

青浦建設排水管網數據庫至今已十年有余。現有數據庫排水管線總長兩千多公里。上海市政排水管網是大都市建設的重要基礎設施，應通過加強科學管理和精細化管理措施，推動排水管網提質增效，充分發揮管網能力，提高排水系統效益[1]。青排水設施高效運營要通過全過程管理來實現，排水管道運行維護作業要嚴格執行全方位的管理計劃，實現不斷循環的全過程管理[2]。青浦新城作為上海“五大新城”重點規劃建設我域之一，未來青浦將面臨住房、商業、道路、管線等多方位全面建設。青浦排水管網數據已陸陸續續錄入GIS 排水系統，給排水管理單位統一管理、數據調用帶來極大便利。

然而我國城市排水管網信息化建設起步晚、發展慢、管理水平低[3]，西方發達國家都十分重視對排水管網系統建設規劃，較早時期就開始重視排水系統的運營管理。隨著現代管線探測和 GIS 等技術的迅速發展，我國許多城市已通過開展城市排水管網普查工作，逐步建立起排水管網數據庫及排水管網 GIS 系統，實現了對排水管網數據的有效管理[4]。上海市在 2007 年開始建設排水信息管理系統，于 2009 年正式開展排水數據庫維護工作。基于青浦排水數據庫維護結合項目實施過程中管道檢測、管道養護經驗，發現青浦排水數據庫數據現勢性不佳。在工作中鑒于對青浦排水 GIS 數據庫的研究，筆者認為提高數據庫數據現勢性，關鍵在于如何解決源頭管理問題，在管理過程中形成“循環回路”使得排水管理過程成為活性循環是管理的關鍵。

1 排水管網運維管理現狀

為更好的監督各我排水設施運維管理工作，上海市排水管理處以考核的方式檢驗各我排水管網 CCTV 檢測、養護、數據庫運維等項目實施情況。各我項目實施單位在盡量避免扣分或者不扣分情況下，嚴格按照考核要求按月按時完成相應的檢測量、養護量、數據庫運維疑似問題整改量，每月反饋并積極上報。

青浦排水管網相關實施項目出現“各自為營”的局面，排水項目實施中暴露出管道破損、老化、淤堵、倒流、倒坡、管道廢除、井蓋掩埋等問題，突出問題得不到及時解決。主要原因表現：數據庫數據維護工作與管道 CCTV 檢測修復及養護單位無銜接性；管道 CCTV 檢測孤立性、管道養護無針對性。這種局面出現近五年且未得到有效改善，在當前排水管網提質增效管理思想指導下，排水管理單位領導者基于數據庫運維項目提出從根本上解決管網問題。這個問題直接向現狀排水數據庫系統切入，因 GIS 數據庫基本涵蓋了整個青浦的排水管網數據，是解決問題的根本。

青浦排水 GIS 系統主要涉及基礎層、數據層、服務層、應用層。本研究主要針對系統的基礎層和數據層進行排水管理機制分析。剖析數據庫屬性字段，合理劃分管理范圍，尋找數據庫檢查井編碼規律、檢查井與管道關聯關系。上海市排水檢查井沒有統一編碼，也無相關規范、標準對檢查井規定編碼規則。數據庫建設初期未考慮管井編碼問題，數據庫存在檢查井、管道編碼不唯一。本研究借助編程語言實現“派單”給管理單位。這項程序實現的前提是檢查井編碼必須。青浦排水數據庫自數據運維以來緊隨考核要求一直在反饋問題并未解決問題并未關注編碼規則。數據庫數據從入庫至今未做實質性的更新，對應的服務層、管理層數據必然達不到現勢性要求，尤其是高程、平面位置、管徑、材質等屬性信息與現實差距明顯。在排水管網管理過程中不能實現智能化管理，有些重要屬性缺失還要追溯源頭，給管理者帶來不準確的信息。

2 編程語言實現循環管理

2.1 需求分析

地理信息系統實現了排水管網的信息化管理，能夠進行查詢分析與可視化表達，在一定程度上取代了原有落后的人工管理模式[5]。如果不能準確掌握城市排水管網情況，排水管理單位開展工作將會十分困難[6]。因此，許多城市已通過開展城市排水管網普查工作，逐步建立起了排水管網數據庫GIS 系統。然而當前我國城市排水管網維護還存在管理制度建設不完善[7]。因此，借助 GIS 及其他手段實現“養護-檢測-數據庫”有效循環對管理部門意義重大。

地理信息工程是指應用 GIS 的理論和方法，結合計算機技術、現代測繪技術等，用于解決具體應用的 GIS 工程。基于一年的基礎數據和用戶需求調研，明確了業主對系統的需求，通過分析用戶類型、服務對象、應用現狀等理清了數據庫與用戶之間的邏輯關系，明確用戶需求，編程小程序才能實行可行性。本研究實現有效管理機制主要關聯重要需求有兩點。

首先，從 GIS 排水管網數據庫運維日常復核過程中發現問題交由養護單位整改。養護單位多為養護工人現場巡查，借助 GIS 系統信息化制定可用的帶有定位信息的管網數據；其次，對于 CCTV 管道檢測，一般會提供給他們道路管段、管徑、管材、高程等信息。當提供管網定位數據具體到井蓋平面坐標（X,Y）（上海城建坐標系），或者現場圖片定位數據，養護工人尋找相應的井位置將輕車熟路。這就涉及到對每一座井進行編碼，確定井蓋唯一性、定位信息可視化、形象化、提供數據批量化等關鍵技術。

2.2 建立分析模型

通過對青浦排水數據庫研究，管網數據主要存在節點編號重疊、道路名稱未更新、管段拓撲關系錯誤等。無論是管道數據異常還是井數據不準確，數據現場養護均需通過開井實現，井蓋位置確定唯一編碼在數據維護與現場檢測、養護均帶來極大的便利。研究發現青浦我八鎮三街道中每個街鎮中數據庫中井蓋數據 OBJECTID 編碼存在唯一性，養護工作以路段劃分由各街鎮分管。唯一井編碼根據各街鎮劃分，實現井的唯一性，通過井用方向線掛接管道唯一性標識建立程序模型。通過 GIS 數據庫分街鎮建立各街鎮數據庫，根據排水屬性準確性檢查要求，通過查詢構建器建立篩選模型配賦給各街鎮實現檢查井唯一編碼。

主要屬性異常判斷和篩選，依據《上海市排水設施地理信息數據庫維護技術規定》結合項目經驗，排水數據庫常見屬性問題主要有管徑、井蓋地面標高、管底標高、井深、管材、埋深、建設年代等；主要邏輯錯誤有倒坡、連通、出水口、進水口不明已經點線拓撲關系錯誤等，排除倒虹管、頂管、拖拉管等特殊管線。邏輯錯誤可以通過 GIS 數據庫系統網絡分析、拓撲檢查自動檢查修改部分邏輯錯誤，常見典型異常圖式列于表 1。

表1 管網數據常見錯誤類型分類

根據需求分析通過 SQL 查詢語言實現，部分典型問題篩選語句如下：

MANHOLE_STATE ＜＞0 AND IsUse =1 AND (MANHOLE_DEPTH =0)

DRAI_PIPE_PALT_BEG- DRAI_PIPE_PALT_END ＜30

......

導出異常數據進行針對性復核和 CCTV 檢測，過程中形成具有唯一編碼的現場照片。建立“篩選-復核-反饋-整改”數據庫、養護、CCTV 檢測有效循環的管理機制。其中，反饋以整改表單的形式下放，循環后返回數據庫運維。本研究篩選和表單均通過唯一編碼結合編程語言 VBA 實現。

2.3 功能實現

養護工人文化水平普遍不高、使用智能手機定位困難但對養護我內的路段及周邊環境了如指掌。這就要求提供給管理單位的異常問題單子格式是有要求的，實踐證明 Excel 表格有利于實現數據庫關聯又能實現養護工人使用。被掩埋井位置信息在數據庫運維中至關重要，且歷史資料查找困難，就必須借助數據庫進行定位、查找，針對被掩埋井位置信息必須標注方向示意線。

數據庫運維在外業復核階段對數據庫異常問題進行現場拍照定位，借助數據庫空間數據進行（X,Y）平面坐標定位截取管線位置示意圖。復核或 CCTV 檢測現場照片與數據庫空間位置示意圖關聯同一個編碼。用編程語言 VBA 實現派單生成，養護現場整改完畢，返回數據庫運維，使用唯一標識碼實現 GIS 數據關聯進行屬性信息修改。在需求設計基礎上開展自動派單程序，部分代碼如下：

數據庫運維現場復核后針對全部篩選問題進行現場核查，根據現場核查結果進行數據庫首次屬性修改，針對現場測量無法實現的井位被掩埋、管道破裂、淤積等問題，做成唯一標識碼的單子反饋管理單位的養護工人，用定位定點方式高效快捷實現了暗井管道養護，掩埋井蓋挖掘、入河排水管修復。極大的提高了排水管網養護效率及數據庫現勢性。同時給管理單位呈現出了活性循環，見證了看得見的管理機制。

3 結 語

本研究理清了排水數據現狀數據存在的主要問題，并分析相應問題產生的原因，打通了排水養護、管道檢測、數據運維三項工作循環思路。結合實際管理需求設計了針對排水數據庫提高數據現勢性的數據維護管理程序。并在項目實施過程中得到有效運用。但本研究大部分工作重在更新重要字段屬性，目前次要字段屬性缺失方面未做深入研究，但數據庫缺失屬性已經給管理者做改造工程決策帶來不便。

基于本研究相關經驗總結，青浦排水數據庫目前部分存在老舊管線建設年代、管材字段屬性缺失嚴重，普遍存在井蓋材質、管轄單位、跨界線不明確等屬性問題。建設年代、管轄單位、跨界線尤其是我界線這些數據給管理單位規劃管線及改造工程帶來困擾。通過數據庫研究，筆者建議搜集相關資料或者通過詢問有經驗的排水管理者分街鎮按路段進行數據庫字段缺失屬性的填補。為將來排水行業工程決策提供準確數據。排水地下管網猶如城市的消化系統，維護系統數據現勢、準確將是未來城市規劃和建設不可或缺的組成部分。