北京市地下管線智慧化管理實踐研究

摘" 要：該文對北京市地下管線智慧化管理實踐進行研究。通過文獻查閱與實地調研，調查通州地下管線三維數字化管理平臺、懷柔韌性城市應用場景技術迭代平臺、北京市管線防護系統的基本情況、運行成效，報告3個案例的現狀，從數據管理、感知體系建設、協同共治等方面提出推進地下管線智慧化管理的對策建議，為建設地下管線“一網統管”體系，提升地下管線管理科學化、精細化、智能化水平提供參考。

關鍵詞：地下管線;智慧化管理;精細化管理;數字化管理;管理對策

中圖分類號：TU990.3" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）02-0085-05

Abstract： This paper studies the practice of intelligent management of underground pipelines in Beijing City. Through literature review and field research， it investigates the basic situation and operating effectiveness of Tongzhou underground pipeline three-dimensional digital management platform， flexible urban application scenario technology iteration platform， and Beijing City pipeline protection system. It reports the current situation of three cases， and puts forward countermeasures and suggestions to promote intelligent management of underground pipelines from aspects such as data management， sensing system construction， and collaborative and co-governance. It provides a reference for building a \"one-network unified management\" system for underground pipelines and improving the scientific， refined and intelligent level of underground pipeline management.

Keywords： underground pipelines; intelligent management; refined management; digital management; management countermeasures

地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，是保障城市安全高效運行的“生命線”[1]。近年來，隨著城市基礎設施建設不斷加速，地下管線規模越來越龐大。一些問題也隨之而來，地下管線底數不清、感知能力不足、共建共治協同性不強等問題逐漸暴露，城市內澇、管線爆管、施工毀管和“馬路拉鏈”等事故頻發，地下管線管理精細化水平亟待提高[2-5]。

為了保障地下管線安全運行，提升地下管線管理水平，北京市積極推進地下管線智慧化改造，以科技支撐管理模式創新，破解地下管線管理中的實際問題。其中，通州區運用AR技術，將地上環境和地下管線疊加到同一畫面，工作人員可以不受時空限制，查看地下管線詳細信息，解決了以往看不到、查不清等問題。懷柔區通過在重點區域及主要風險點位部署700個激光式可燃氣體探測器，實時監控燃氣運行狀態，防止發生火災爆炸事件。北京市城市管理委員會針對防范施工破壞地下管線工作，搭建北京市地下管線防護系統，動態跟蹤建設單位與管線單位對接配合過程，協調解決相關問題，壓實了主體責任，降低了施工破壞地下管線事故發生率。對以上實踐案例深入分析，可以明確實現地下管線智慧化管理的關鍵要素，進而有針對性地提出推進地下管線智慧化管理工作的建議。

1" 北京市地下管線智慧化管理案例分析

1.1" 通州區地下管線數字化管理系統三維平臺

通州區以現有地下管線信息化數據為基礎，以國產超圖地理信息為平臺，將全區地下管線全面三維化立體化，并與地上城市部件、三維城市結合，實現地上地下三維一體化管理[6-7]。目前，平臺數據已覆蓋通州區市政道路范圍內的所有地下管線，包括給水、污水、燃氣、電力、電信和熱力等8大類14小類，總長超過12 000 km。為了保障地下管線數據資料的真實性和完整性，通州區編制《通州區地下管線數據動態更新工作方案》，參與單位包括區各委辦局、鄉鎮街道、專業公司等，建立常態化地下管線數據動態更新工作機制，提供管線更新資料，確保數據庫動態更新，實現了對地下管線基礎數據的統一管理。平臺中的城市基礎地理信息數據和地下管線數據全面共享給各相關單位。設立地下管廊管線事務中心，承擔本區地下管線、綜合管廊相關事務性工作，負責提供基礎數據共享服務，地下管線安全事故應急響應以及基礎數據的動態更新。

平臺全面嵌入全區地下管線數據庫，采用GIS技術，支持模擬開挖、管網改造或規劃設計、故障診斷分析等業務。其中，地下管線增強現實子系統可提供RTK輔助定位、管線增強現實瀏覽、管線穿透查詢等功能。系統在獲取當前精確定位信息后，辨識預先設置的標志物，將標志物中的標識符號與預先設定的數字模板鏡像匹配，確定需要添加的三維虛擬管線的基本信息，將管線信息模擬仿真，映射到真實世界中，把真實環境和地下管線三維數據相結合，將應用場景從室內搬到了室外（圖1），形象展示三維管線及數據信息。在全時空增強現實瀏覽模式下，工作人員可以將移動終端設備的攝像頭實時采集的現實環境作為背景，實時疊加終端設備或網絡用戶權限的地下管線虛擬數據，與現實環境進行即時性匹配。不僅如此，在模擬場景中操作人員可對管線進行精確的量測、統計、數據查詢等，解決了地下管線難以查看和掌握的問題，為現場施工、應急搶險等工作提供了更加真實準確的地下空間信息[8-9]。

基于詳實全面的地下管線數據庫，平臺不僅支持精準的數據查詢，還提供準確的數據分析結果，包括：道路挖掘分析、管線碰撞分析、歷史數據對比分析等。2022年，基于該平臺提供地下管線數據服務136次，包括信息查詢53次，突發事件應急數據支持21次，現場數據分析62次[10]，真正發揮了地下管線信息普查數據價值，為地下管線應急搶險工作提供了有效支撐。

目前平臺內數據只覆蓋到城市道路的公共區域，暫時未錄入小區內部管線詳細信息。除此之外，該平臺側重實現地下管線數據管理智慧化，運行監測方面功能暫未開發，數據更新依靠人工測繪進行，地下管線竣工數據獲取渠道較少。

1.2" 懷柔韌性城市應用場景技術迭代平臺

懷柔區運用韌性城市建設理念，加強燃氣安全運行監測體系建設，探索實踐了科技賦能風險防控新模式。韌性城市燃氣安全專項（一期）工程，通過在重點區域、場所布設監測設備，包括選取50 km的中壓主干燃氣管網及相鄰地下空間布設700臺地下燃氣監測設備，選取665個重點工商業終端用戶設置監測點，以及選取6 000戶居民終端用戶布設家庭燃氣監測設備，實時采集上傳燃氣運行數據，構造全方位燃氣安全運行監測物聯網，采用“大數據+云平臺”體系架構，打造燃氣安全運行綜合管理系統[11]（圖2），結合BIM技術、監測報警分析模型、綜合風險評估技術、濃度擴散分析技術和預警信息發布技術等，實現燃氣安全運行監測、預警和數據分析等功能。

建設懷柔區城市綜合運行檢測中心，搭建人工值守機制，完成系統報警事件的人工電話訪問和報警原因調查歸檔，并將報警信息實時同步傳至相關政府部門，做到了24小時燃氣監測報警和智能安全提示。監測中心接到系統報警信息后，一方面系統自動發送短信和撥打電話給業務用戶，提醒其當前存在安全隱患需要進行處置操作。另一方面，監測中心值守人員進行電話回訪，根據報警類型詢問業主具體報警原因，并結合業主描述進行初步分析給出處置建議。當監測中心發現持續報警或電話回訪后疑似真實存在隱患問題，立即向村（居）委會工作專員推送報警事件信息和初步分析結果，并向區相關部門、企業單位、鄉鎮街道等同步信息和事態進展。村（居）委會工作專員和相關部門在接到報警信息后，前往第一現場檢查，并將報警事件現場和處置進展情況有序向監測中心反饋，監測中心將消息同步工作專班成員，直到報警事件處置結束，形成了燃氣安全的“監測—預警—處置—解除”閉環管理和信息共享，避免了由于管道泄漏無法及時預警，居民用戶安全意識薄弱導致的燃氣安全事故，實現了燃氣安全風險防控精細化、智能化、數字化。

項目自2022年10月建設完成投入運行以來，截至2023年10月共監測到1 400余條燃氣報警信息。各單位協調聯動，成功處置由液化氣罐泄壓閥橡皮圈丟失、使用操作不規范、液化氣使用之時離開和設備老化等引起的41起燃氣安全隱患事件，保障了用戶生命財產安全。

目前，該項目監測覆蓋全區50 km燃氣管網及其相鄰空間，所布設的可燃氣體智能監測儀能識別燃氣管線是否已發生泄漏，暫時未實現對燃氣管線是否即將發生泄漏進行監測預警。基于該項目，無法查看全區燃氣管線材質、埋深、產權單位和剩余壽命等基本信息。

1.3" 北京市地下管線防護系統

為預防挖掘施工破壞地下管線事故的發生，北京市城市管理委員會探索建立了挖掘工程地下管線安全防護機制[12]，在該機制基礎上，2022年，結合相關部門、街道（鄉鎮）的職能分工，應用即時通信、區塊鏈等技術，組織搭建了“北京市地下管線防護系統”[13]（以下簡稱“管線防護系統”），并于2022年9月1日正式上線運行（圖3）。

系統內用戶類型分為3種：建設單位、管線單位和政府部門，設置工作臺、工程對接、工程發布、屬地監管、賬號管理、統計分析和個人中心7個模塊，提供工程發布、工程對接、工程信息數據統計和工程信息簽收等功能。

具體業務流程如下。

建設單位發布挖掘工程信息，填寫工程相關信息（包括工程名稱、工程類別、發布者相關信息、施工單位、施工區域、工程位置、工程聯系人、建設單位及施工單位聯系人信息等）。

管線防護系統根據工程位置匹配到相應的管線單位，工程對接過程進入待確認階段（工程對接包括待確認、對接中和已完成3個階段）。管線單位收到推送的新增工程信息后，進行施工區域內有無己方權屬管線的答復操作，分為以下2種情況，即若管線單位的答復為“無我管線”，則本次工程對接結束;若管線單位的答復為“有我管線”，則工程對接進入對接中階段。建設單位需主動與管線單位聯系溝通，線下共同完成以下工作：①地下管線資料技術交底;②地下管線位置現場交底;③簽訂地下管線改移防護協議，按計劃實施完成有關工作;④制訂地下管線保護措施和事故應急搶險預案。

完成上述工作后，建設單位與管線單位分別前往“管線防護系統”進行對接完成確認操作，同時對本次對接過程進行評價。

系統采取24小時咨詢服務、24小時催辦對接、24小時強化跟蹤的“3個24小時”標準，應用即時通信技術，方便建設、施工單位與管線單位溝通交流，輔助政府部門進行統籌協調。北京市城市管理委、各區城市管理部門、街道（鄉鎮）和管線單位不僅能實時了解掌握建設單位發布的工程信息、線下與管線單位對接配合，管線單位線上確認管線、線下與建設單位對接配合，以及屬地街鄉簽收、管理部門履責、上級賬號催辦等方面情況，還能及時發現應發布而未發布、應對接而未對接或完成對接的挖掘施工，通過采取系統消息、短信、電話和實地檢查等方式督促街道（鄉鎮）、建設單位、管線單位完成管線確認、屬地簽收、線下對接確認評價等操作。同時，利用區塊鏈技術，從施工前、施工中、施工后3個階段，對防范施工破壞地下管線工作流程進行上鏈，壓緊壓實建設、施工單位，政府部門，管線權屬單位三方職責。并且，依靠區塊鏈技術的不可篡改特性，結合業務流程信息化建設，形成了動態跟蹤、全程留痕的管理體系，確保了防范施工破壞地下管線工作落到實處。

自2022年9月1日系統正式上線運行以來，共有1 531家建設單位發布了14 393項工程信息，均建立了對接配合，且均未發生挖斷管線事故。2022年全市發生施工破壞地下管線事故26起，2023年全市發生施工破壞地下管線事故共8起，同比下降69%。

目前，施工區域的地下管線信息主要由該區域內管線權屬單位提供，一方面存在有的管線單位提供管線資料不全或不準，指認管線位置偏差較大等現象。另一方面，針對未登錄“管線防護系統”發布工程信息，野蠻施工問題，系統無主動監測預警功能。

2" 深化地下管線智慧化管理的啟示

第一，建立數據更新機制。從通州區的實踐可以看出，保證地下管線數據隨著道路改造、管線施工等因素的變化而動態更新，可有效提高數據利用率。因此，要全面查清城市范圍內地下管線運行現狀，獲取準確的管線種類、規模、材質等信息統一造冊登記，補充完善原有數據庫。在國家和市有關技術標準的基礎上，形成統一格式、統一空間參照、樣式、圖例、統一數據分類和編碼標準的地下管線三維數據庫，以該數據庫為底座搭建地下管線信息平臺，并且保證平臺對接地下管線規劃部門管理系統，出現新改擴地下管線工程時，地下管線信息管理平臺負責單位依據最終提交的符合規范的工程竣工電子圖紙，完成數據導入、增加、修改和刪除等，實現數據可持續更新。

第二，推進感知體系建設。從懷柔區的實踐可以看出，對管線進行監測預警，提早發現隱患，及時采取措施防控對實現地下管線智慧化管理十分重要。針對供水行業，可以采用管網漏損監測儀、管道漏失檢測智能球等設備，實時采集數據，結合爆管預警分析、用水量趨勢分析以及漏水量預警分析等及時遏制險情的發生。針對燃氣行業，可以在天然氣門站、調壓站（箱）、加氣站、閘井和管網等，部署物聯感知設備，實時采集壓力、流量、泄漏濃度和液位等燃氣運行參數，全面獲取管線運行狀態[14]。針對電力行業，可以通過布設感知設備和智能終端，對輸電線、變電站、配電站室變壓器運行狀態進行監測監控[14]。針對供熱行業，采集監測供熱管網的蒸汽管道排潮孔溫度、疏水箱壓力，以及熱水管網土壤溫度、管網流量、壓力和井蓋異動等關鍵指標，構建全方位的供熱管網動態監測體系。

第三，構建協同共治管理格局。引入協同治理理念，加強部門協調聯動，增加公眾參與渠道，構建政府主導部門聯動公眾協同的工作格局。在市級層面成立“地下管線綜合管理中心”之類的實體機構，該機構牽頭，完善包括權屬單位、行業主管單位、街道（鄉鎮）等在內的深度協調聯動機制。運用大數據、物聯網、云計算等技術，完成現有業務流程信息化建設。將地下管網地理區位按照一定標準劃分成單元網格，設立專門“網格管理員”，對單元網格內管網建設和運行情況進行巡查和反饋。利用社會監督機制，提供投訴途徑，使得網格員獲得的信息更完整、更及時。搭建政府和公眾直接溝通平臺，業務受理到完結動態跟蹤、全程留痕，以辦結率、提前率、拖延率等關鍵性指標，評估部門工作效率，優化事件處置期限。

3" 結束語

地下管線管理智慧化是實現其運行安全、穩定、高效的有效途徑，是智慧城市建設的具體應用場景和功能體現，要在掌握準確管線數據基礎上，建立數據更新機制，保障數據現勢性，同時結合物聯網、云計算、大數據等，推進管線感知體系建設，同步管線運行監測數據，拓寬公眾參與渠道，發揮公眾監督作用，實現地下管線安全運行風險早發現、早預警、早研判和早處置。

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第一作者簡介：王彤（1997-），女，碩士，助理工程師。研究方向為城市管理、城市運行安全。

*通信作者：宋華旸（1979-），男，碩士，高級工程師。研究方向為城市精細化管理、城市運行安全、城市管理標準化等。