黃志洲，戴相喜，陶書竹

(1.南京市測繪勘察研究院有限公司，江蘇南京 210005；2.南京大學金陵學院城市與資源學院，江蘇南京 210089)

城市地下管線信息化建設思路探討

黃志洲1?，戴相喜1，陶書竹2

(1.南京市測繪勘察研究院有限公司，江蘇南京 210005；2.南京大學金陵學院城市與資源學院，江蘇南京 210089)

地下管線信息化是“數(shù)字城市”建設的重要組成部分。分析了國內(nèi)城市地下管線普查現(xiàn)狀，為了更好地發(fā)揮地下管線數(shù)據(jù)在城市建設、管理方面的作用，對管線數(shù)據(jù)進行信息化管理是一條有效途徑?；诖?，本文重點關注城市地下管線信息化建設過程中的幾個關鍵問題，如標準建立、系統(tǒng)架構、共享交換、數(shù)據(jù)更新等，并對這些問題的設計思路進行了相應探討。

地下管線；共享與交換；信息系統(tǒng)

1 引 言

城市地下管線數(shù)據(jù)是城市基礎地理信息數(shù)據(jù)重要組成部分，是“數(shù)字城市”建設重要內(nèi)容之一。傳統(tǒng)的地下管線運行和管理方式存在安全隱患，地下管線信息由各權屬單位管理維護，不利于信息的共享和交互，地下管線安全事故時有發(fā)生。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們認識水平的提高，對地下管線的安全運行和管理，越來越迫切地提上了歷史日程，特別是當一些重大的地下管線安全事故發(fā)生后，城市主管部門對地下管線的安全運行更加重視。目前許多大城市已經(jīng)完成了地下管線的普查與建庫工作，許多中小城市也已經(jīng)或者正在開展地下管線普查與建庫工作。如何利用好地下管線普查成果，發(fā)揮其在城市規(guī)劃、設計、建設、管理以及應急、防災減災中的指導作用，并制定合理的更新策略，對地下管線數(shù)據(jù)庫進行動態(tài)更新，防止其成為“死庫”，逐漸失去其利用價值，是我們急需解決的問題。

隨著計算機、網(wǎng)絡、信息化、物聯(lián)網(wǎng)等技術的發(fā)展以及GIS技術的推陳出新，基于Web服務的地下管線數(shù)據(jù)共享、交換甚至管線設備實時監(jiān)控都已成為可能。本文旨在探討建立城市地下管線信息管理中心，對城市地下管線進行集中和分布相結合的方式，對城市地下管線數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，并通過共享和交換技術實現(xiàn)與各地下管線權屬單位之間的數(shù)據(jù)共享和交換，在此基礎上開發(fā)各種數(shù)據(jù)應用的信息系統(tǒng)，如管理系統(tǒng)、三維展示系統(tǒng)、應急指揮系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等，為城市管理和決策服務。

2 數(shù)據(jù)標準建設

數(shù)據(jù)標準建設是地下管線信息系統(tǒng)建設的首要工作，因為數(shù)據(jù)標準是地下管線數(shù)據(jù)共享和交換的基石。由于城市地下管線數(shù)據(jù)管理中心是采用集中與分布管理相結合的方式對各類地下管線進行管理，因此數(shù)據(jù)采集標準建設應充分考慮綜合管線和專業(yè)管線的需求。綜合管線對象是城市快速路、主干路、次干路、支路和城市廣場內(nèi)的各類地下管線，其屬性是管線的空間位置信息和管線管理的通用屬性信息，如管徑、電壓、壓力、孔數(shù)等；專業(yè)管線對象僅包含本專業(yè)的管線信息，不包含其他類型管線的信息，其覆蓋范圍與綜合管線有所不同，一般包括該類別所有戶外的管線，其屬性除了綜合管線所包含的信息外，還應包含專業(yè)管線運行、維護和管理的專業(yè)信息，如:電力類管線的電流、用電負荷等級、電阻等信息。地下管線數(shù)據(jù)標準建設一般包括:空間坐標系統(tǒng)、分類與代碼、數(shù)據(jù)采集標準。

2.1 空間坐標系統(tǒng)

地下管線空間坐標系統(tǒng)一般與城市基礎地理信息坐標框架相一致，目的是方便多元數(shù)據(jù)的整合和管理。常用的有各城市地方坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，或者使用國家最新發(fā)布的CGCS2000大地坐標系。

2.2 分類與代碼

綜合考慮到綜合地下管線和專業(yè)地下管線的需求以及地下管線數(shù)據(jù)作為城市基礎地理信息數(shù)據(jù)組成部分的客觀事實，地下管線要素分類與代碼的制定可參考國家相關規(guī)范的要求，如:《基礎地理信息要素分類與代碼》GB/T 13923－2006，《城市地下管線探測技術規(guī)程》CJJ 61－2003等，在此基礎上，遵循規(guī)范的擴充規(guī)則，對地下管線分類與代碼進行相應的擴充，一方面滿足地下管線分類的要求，另一方面也可以滿足地下管線數(shù)據(jù)與其他地理信息數(shù)據(jù)的融合需求，如與地形數(shù)據(jù)的融合要求等。

2.3 數(shù)據(jù)采集

地下管線數(shù)據(jù)標準除了空間坐標系統(tǒng)和分類與代碼外，還應包含數(shù)據(jù)采集標準。數(shù)據(jù)采集標準應包含兩個方面:一是管線空間位置信息相關標準，一是管線屬性信息相關標準。管線空間位置標準可參照《城市地下管線探測技術規(guī)程》CJJ 61－2003要求進行探測和成圖；管線屬性信息則需要綜合考慮綜合管線和專業(yè)管線的需求，在綜合管線屬性數(shù)據(jù)基礎上結合專業(yè)管線對管線運行、維護、管理的需求，添加上專業(yè)管線屬性信息。這樣既能滿足綜合管線數(shù)據(jù)庫與各專業(yè)管線數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換的要求，也能滿足綜合管線數(shù)據(jù)庫對其他權屬單位以及相關部門之間數(shù)據(jù)共享的需求。

3 系統(tǒng)框架建設

3.1 系統(tǒng)總體框架

城市地下管線信息作為城市基礎地理信息，具有很廣的應用領域，需求很多，如:各權屬單位、城市建設部門、城市規(guī)劃部門、應急指揮部門、公共安全部門、施工單位、社會公眾等。城市地下管線管理中心應首先將自身功能進行正確定位，考慮到各管線權屬單位維護管理其管線數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)模式短時間內(nèi)無法改變的現(xiàn)實和各方面對管線數(shù)據(jù)的迫切需求，地下管線管理中心應將自身定位在管線數(shù)據(jù)共享和交換的中心。其主要作用有:①向城市規(guī)劃、建設、管理、應急、路政等政府部門和各管線權屬單位提供數(shù)據(jù)共享服務，避免管線數(shù)據(jù)重復建設，為城市運營和管理提供決策支持；②為建設和施工單位提供數(shù)據(jù)查詢服務，減少施工事故；③通過數(shù)據(jù)交換服務，同步管線數(shù)據(jù)管理中心與各權屬單位管線數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，保持數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性。系統(tǒng)總體框架圖如圖1所示。

圖1 地下管線信息化總體框架

3.2 數(shù)據(jù)共享與交換

由于城市地下管線各權屬單位對信息化重視和掌握水平不一，其信息系統(tǒng)建設也有差別。有的權屬單位建立了完善的專業(yè)管線GIS信息系統(tǒng)，并制定了合理的數(shù)據(jù)動態(tài)維護機制(如竣工測量)，有的權屬單位仍然使用CAD數(shù)據(jù)管理模式，有的甚至沒有完整的專業(yè)管線資料。在管線數(shù)據(jù)管理中心數(shù)據(jù)搜集、整理與建庫過程中，需要根據(jù)不同情況區(qū)別加以對待:對于有GIS數(shù)據(jù)以及CAD數(shù)據(jù)的權屬單位，應搜集其現(xiàn)有管線數(shù)據(jù)，并進行資料核查，若資料情況較好，則通過數(shù)據(jù)加工整理的方法，導入到數(shù)據(jù)中心的綜合管線數(shù)據(jù)庫中；對于通過核查發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量較差以及數(shù)據(jù)資料缺失的權屬部門管線，需要通過政府統(tǒng)一出資或者權屬單位贊助等方式，完成地下管線的普查，并建立其管線數(shù)據(jù)庫。

管線數(shù)據(jù)按照集中和分布相結合的方式進行管理。集中就是城市管線數(shù)據(jù)管理中心建立一個綜合地下管線數(shù)據(jù)庫，作為各類管線數(shù)據(jù)的集散中心，對其他權屬單位以及其他用戶共享數(shù)據(jù)。分布就是各權屬單位各自維護其專業(yè)管線數(shù)據(jù)庫，若其信息化水平不足或不愿意管理，可由管線數(shù)據(jù)管理中心代為管理。各權屬單位通過竣工測量等方法，保證其各自專業(yè)管線數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性，對其專業(yè)管線數(shù)據(jù)負責。管線數(shù)據(jù)管理中心通過數(shù)據(jù)交換機制，從各專業(yè)管線數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)更新信息，更新其綜合管線數(shù)據(jù)庫，保證綜合管線數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢性。

管線數(shù)據(jù)共享時將管線數(shù)據(jù)分為共享數(shù)據(jù)部分和私有數(shù)據(jù)部分加以對待。共享數(shù)據(jù)部分是指管線的一些通用屬性。私有數(shù)據(jù)部分是指專業(yè)管線的運行、維護、管理數(shù)據(jù)。管線數(shù)據(jù)中私有數(shù)據(jù)部分僅對各權屬單位自身開放，對其他專業(yè)的管線權屬單位僅開放共享數(shù)據(jù)部分。這樣就建立了一種對各專業(yè)管線權屬單位互惠互利的安全有效的管線數(shù)據(jù)管理模式。各自僅需維護好各自專業(yè)的管線數(shù)據(jù)，就可以分享到其他專業(yè)管線權屬單位的成果。防止了數(shù)據(jù)建設的重復投資，并減少了施工事故。管線數(shù)據(jù)共享與交換機制如圖2所示。

圖2 城市地下管線共享與交換機制

圖3 信息系統(tǒng)框架

3.3 信息系統(tǒng)架構

地下管線信息系統(tǒng)建設是在城市地下管線數(shù)據(jù)集中與分布管理相結合基礎上進行設計的。一方面，充分考慮各界對管線數(shù)據(jù)應用的需求，開發(fā)各類專題功能，充分發(fā)揮地下管線數(shù)據(jù)的作用；另一方面，需要保護管線權屬單位已有的信息化投資，使他們現(xiàn)有信息系統(tǒng)不改變或者經(jīng)過很小的改動即可接入到現(xiàn)有管線信息系統(tǒng)框架中來。

地下管線信息系統(tǒng)分如下幾個部分:數(shù)據(jù)共享平臺、數(shù)據(jù)交換平臺、管線管理控制平臺、決策支持平臺、門戶展現(xiàn)平臺等。具體架構如圖3所示。

4 法律法規(guī)建設

地下管線信息化體系建設還有一個最重要的方面就是相關法律、法規(guī)、制度的健全。地下管線數(shù)據(jù)是地下管線信息系統(tǒng)中最基礎和最重要的一環(huán)，是建立在其上的各類信息系統(tǒng)分析、預測、應急指揮的關鍵所在，而現(xiàn)在各城市中基礎建設日新月異，各類新管線鋪設、舊管線廢棄改造隨時都在進行，如何能建立一套行之有效的管理辦法，保障管線數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r更新是迫切需要解決的問題。

目前通常情況下地下管線建設和管理部門是各管線權屬單位，他們掌握了管線設計、施工的第一手資料，管線數(shù)據(jù)的更新和維護由各權屬單位履行最符合實際?；诖耍鞴懿块T可制定相應的地方法律法規(guī)，強制要求各權屬單位和施工單位在管線施工后及時完成管線竣工測量，更新其專業(yè)管線數(shù)據(jù)庫，并通過建立相應的獎懲機制，確保管線數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新。

5 小 結

本文從地下管線信息化建設過程中的幾個關鍵問題出發(fā)，分別探討了管線數(shù)據(jù)標準、系統(tǒng)框架、法律法規(guī)等方面的建設思路，提出了基于集中和分布相結合的地下管線數(shù)據(jù)管理機制，在此基礎上通過數(shù)據(jù)共享與交換手段，在保證地下管線能被充分共享利用的前提下，也能保持管線數(shù)據(jù)庫的動態(tài)更新，提高了地下管線管理水平和利用效率。

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國家測繪地理信息局李朋德副局長考察重慶市測繪工作

(本刊訊)2012年7月25日，國家測繪地理信息局李朋德副局長在重慶市規(guī)劃局張遠總規(guī)劃師以及國家測繪地理信息局、中國測繪學會相關人員及重慶市規(guī)劃局相關處室負責人的陪同下考察重慶市測繪工作。

李朋德副局長興致勃勃地參觀了重慶市勘測院計劃經(jīng)營辦公室以及檔案數(shù)據(jù)中心，向該院陳翰新院長詳細了解了相關情況并聽取了該院關于近年來科技創(chuàng)新管理、科研成果及轉(zhuǎn)化、信息化測繪體系建設以及三維數(shù)字重慶建設及應用等工作的匯報，隨后前往重慶市地理信息中心進行參觀。

李朋德副局長對重慶市測繪工作給予了高度評價，他指出:重慶市測繪主管部門管理到位，測繪行業(yè)很團結，全市技術力量、科研成果實現(xiàn)了有效的融合，充分達到了共鳴的效果，在管理創(chuàng)新、技術創(chuàng)新，服務創(chuàng)新方面的亮點也很突出；特別是重慶市勘測院開發(fā)的重慶市三維數(shù)字城市平臺細節(jié)要素齊全、真正提供了完整的建筑，實現(xiàn)了數(shù)字城市建設的理想境界，將基礎測繪和專業(yè)領域有機地結合起來，有力促進了城市的規(guī)劃、管理以及招商引資，李朋德副局長還對該院科技創(chuàng)新以及人才引進培養(yǎng)工作表示了肯定。

李朋德副局長希望相關部門認真學習重慶市測繪管理模式的經(jīng)驗，推進信息化測繪體系以及數(shù)字城市建設。希望重慶市測繪行業(yè)做好創(chuàng)新工作，加大服務模式創(chuàng)新力度，提供管理型、生產(chǎn)型和生活型地理信息服務，把地理信息服務推廣應用到各行各業(yè)；加強科技創(chuàng)新和人才培養(yǎng)力度，加大科研投入，通過項目培養(yǎng)人才，以人才帶動創(chuàng)新；及時對經(jīng)驗進行總結，起到良好的示范作用，帶動全國測繪地理信息行業(yè)管理、技術、服務邁上更高的水平。

(重慶市勘測院 向華林供稿)

Discuss on Urban Underground Pipeline Information Construction

Huang Zhizhou1，Dai Xiangxi1，Tao Shuzhu2
(1.Nanjing Institute of Surveying，Mapping＆Geotechnical Investigation，Co.，Ltd.Nanjing 210005，China；2.Urban and Resource Department Nanjing University Jinling College，Nanjing 210089，China)

Information Construct of Urban Underground Pipelines plays an important role in the build of“Digital City”.This paper analysis the Urban Underground Pipeline survey status in China，Regards taking pipeline data into information management is an effective way to express the usage of underground pipeline data at urban Construction and Management.Base on this thought，this paper Emphasis On several Key questions in the Information Construct progress of Urban Underground Pipelines，Such as Standards Building，System Architecture，Share and Exchange，Data Update and so on，then discuss on how to resolve these questions.

Underground Pipeline；Share and Exchange；Information System

1672－8262(2012)04－35－04

P208.2

B

2011—12—23

黃志洲(1967—)，男，高級工程師，主要從事測繪管理工作。