朱帥領

山東正元地球物理信息技術有限公司，山東濟南 250001

1 城市地下管線建設和發(fā)展現(xiàn)狀

城市地下管線是城市基礎設施建設的重要內(nèi)容，主要包括給排水管線、熱力管線、燃氣管線、通信管線和電力管線等，其作用是傳輸信息和能量，開展排水等工作，是城市生存和持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎。地下管線的管理也是城市管理的重要一環(huán)，地下管線工程檔案資料是城市規(guī)劃建設和管理的重要參考依據(jù)。近幾年來，通過新技術和管理方式的應用，加強了城市地下管網(wǎng)建設和管理工作，有效提高了管網(wǎng)運行的效率和安全性，尤其是地下管線信息管理平臺和數(shù)據(jù)庫的建立，實現(xiàn)了對地下管線的統(tǒng)一監(jiān)督管理，提高地下管線應急能力和決策水平。隨著城市化進程的加快，地下管線建設規(guī)模快速擴大，地下管線種類、密度和復雜程度也在增加，所承擔的功能也越來越多。當前大部分城市地下管線總長在萬公里上，特大城市的管線總長度在幾萬、幾十萬公里以上。全國600多個城市有將近300個城市完成了地下管線普查工作，建立了地下管線數(shù)據(jù)庫和管理系統(tǒng)，各種新技術和新工藝也被運用到地下管線建設和管理中。但是近幾年來燃氣爆炸事故、熱力爆炸事故、漏水、漏氣、管道腐蝕等問題依然普遍發(fā)生，隨著智慧城市概念的出現(xiàn)和在城市規(guī)劃建設中的應用，以及地下管網(wǎng)建設規(guī)模擴大、地下管線安全等問題日益嚴重，智慧管網(wǎng)建設將成為管線管理的發(fā)展趨勢，也將成為行業(yè)和社會發(fā)展的重點。

2 城市地下管網(wǎng)建設出現(xiàn)的問題

2.1 管線工程檔案資料不全

管線工程檔案資料是城市規(guī)劃建設以及管理重要的參考依據(jù)，如果信息檔案資料不全、不正確，將導致地下管線管理效率低下，而且會引起嚴重的安全問題。但是現(xiàn)階段全國依然有一半左右的城市并沒有健全城市地下管線檔案資料，甚至有的城市根本沒有開展管線檔案資料建設和管理工作。比如，有的城市在對地下管線建設管理和竣工驗收時沒有嚴格按照規(guī)定進行，不重視地下管線勘察工作，導致所搜集的資料不完整，不準確。因為管線資料的不全，導致無法發(fā)揮信息資源的優(yōu)勢，在對地下管線管理中出現(xiàn)協(xié)調(diào)性不夠、管理方式陳舊、規(guī)劃建設以及管理維護責任無法有效落實等問題。更嚴重的是，因為檔案資料的不全，信息便不能在各部門之間流通，導致地下管網(wǎng)相互交叉重疊等問題的出現(xiàn)。因為無法及時充分地掌握相鄰建筑設施的情況和管網(wǎng)的運行狀態(tài)，所以對于地下管線的管理往往比較被動，無法及時發(fā)現(xiàn)管線運行中的問題，因而無法有效落實維護維修措施，導致地下管線安全問題嚴重。

2.2 地下管線超出使用期限

目前，我國大部分城市燃氣管線、熱力管線和自來水管道等是在20世紀80年代前后建成，很多已經(jīng)進入使用壽命后期，有的甚至已經(jīng)超出了使用期限，部分管道出現(xiàn)腐蝕、損壞和泄漏等問題，給管網(wǎng)的安全高效運行埋下隱患，一旦受到不良的外力作用就可能會出現(xiàn)安全事故，這也是近幾年地下管網(wǎng)安全問題突出的一個重要原因。另外，地下管線屬于隱蔽工程，隱蔽性特點突出，隨著管線規(guī)模的快速擴大，管線種類、密度和復雜程度也在增加，像燃氣、電力、給排水管線的功能也越來越多，而且大部分管道屬于高危管線，尤其是輸油、輸氣等長輸管線很容易出現(xiàn)安全事故。而這些管線又是城市建設管理中發(fā)揮重要作用的管線，一旦出現(xiàn)安全問題便會帶來嚴重的經(jīng)濟損失，給人們的生命財產(chǎn)構成威脅。

2.3 地下管線應急能力弱

地下管線安全高效運行是城市地下管線管理的重點，近幾年來，隨著新技術和新材料的運用，在地下管線規(guī)劃建設和管理上取得了不少成就，尤其是地下管線信息化的建設。但是地下管線信息平臺的構建還處于初步發(fā)展階段，建設不完善，科學化自動化水平不高，尤其是在對管線緊急安全事故的預警能力、反應能力和決策處理能力上較弱，還有很大的改進空間。只有加強信息環(huán)境建設，構建完善的信息共享平臺，提高管線事故的應急能力，才能及時發(fā)現(xiàn)和診治管線病害。未來，應該繼續(xù)積極加強對管線在線監(jiān)測和控制技術的應用，實現(xiàn)地下管線管道信息化、數(shù)字化和自動化的監(jiān)督管理。

3 城市智慧管網(wǎng)

3.1 智慧管網(wǎng)概念

智慧管網(wǎng)是在智慧城市概念的基礎上出現(xiàn)的，智慧城市包括城市管理智慧化、城市環(huán)保智能化、國土規(guī)劃智能化、社區(qū)家居智能化，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術和云計算技術的快速發(fā)展，進一步推動了智慧城市的建設。智慧城市是在基礎設施的基礎上，以信息技術為技術支撐，從而實現(xiàn)城市基礎設施體系的智能化建設和管理，推動城市道路和管網(wǎng)等市政工作的發(fā)展，最終形成智慧城市體系。在智慧城市的概念下，智慧管網(wǎng)也是通過物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，實現(xiàn)對地下管網(wǎng)各種參數(shù)的采集，并經(jīng)過數(shù)據(jù)處理和智能化分析，及時掌握管道運行狀態(tài)，并通過執(zhí)行結構的自動化控制，實現(xiàn)城市管道高效安全運行。

3.2 智慧管網(wǎng)工作內(nèi)容

3.2.1 地下管網(wǎng)信息化建設

地下管網(wǎng)具有隱蔽性突出的特點，而信息化建設就是通過信息化技術，如數(shù)字技術、地理信息系統(tǒng)、計算機技術和網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫等的應用，實時獲取地下管線運行狀態(tài)等各種信息數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進行高效處理、加工，通過數(shù)據(jù)庫和信息管理系統(tǒng)的建設，實現(xiàn)對地下管線信息資源的共享和應用，使原本隱蔽的地下管網(wǎng)呈現(xiàn)在人們眼前。

3.2.2 地下管線診斷數(shù)據(jù)庫建設

很多城市地下管道已經(jīng)運行多年，加上受到外界環(huán)境的影響，部分管道出現(xiàn)了腐蝕、損壞等問題。為保證地下管線安全運行，通過診斷數(shù)據(jù)庫的建設，利用在線檢測技術實時采集管線運行狀態(tài)信息、管線周邊環(huán)境信息，并及時掌握地下管網(wǎng)中不同管線建設標準的執(zhí)行情況，從而完善管線基礎數(shù)據(jù)庫，為管網(wǎng)的未來發(fā)展奠定信息基礎。

3.2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術的應用

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上，通過通信、信息處理等技術將實體物品和數(shù)字網(wǎng)絡連接起來，從而實現(xiàn)信息的共享。在智慧管網(wǎng)建設中，對物聯(lián)網(wǎng)技術的應用指的是通過自動化監(jiān)控設備的設置，利用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)監(jiān)控設備和數(shù)字處理中心的連接，然后對管網(wǎng)運行狀態(tài)、信息傳輸?shù)冗M行實時監(jiān)控，將管網(wǎng)信息采集、處理傳輸和綜合應用有效連接起來，實現(xiàn)對管網(wǎng)智能化的識別、跟蹤、監(jiān)控和管理。

3.2.4 綜合管理平臺的建設

綜合管理平臺的建設指的是將各種信息連接起來實現(xiàn)綜合利用，不僅可以發(fā)揮平臺管理的作用，而且還可提升安全事故應急處理和決策的能力。比如，對基礎信息進行及時更新，對管網(wǎng)信息數(shù)據(jù)進行挖掘，將各種監(jiān)控影像數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)等相融合，通過三維建模等技術的應用進行模擬仿真，最后通過一系列的計算、模擬和分析制定相應的管網(wǎng)管理方案、應急處理方案和決策方案。

4 智慧管網(wǎng)構建的途徑

4.1 加快地下管線信息化建設

智慧管網(wǎng)構建是一項系統(tǒng)性工程，涉及到管網(wǎng)智慧化構建和管線等設施的建設，也涉及到大量的檢修井、閥門等附屬物設施構建。工程量較大，加上管網(wǎng)復雜、種類繁多，在進行智慧管網(wǎng)建設中必須加快地下管線的信息化建設，從而加快實現(xiàn)城市管網(wǎng)的綜合管理，完善城市功能。通過管理機制的完善、管理流程的優(yōu)化，利用信息技術加強城市地下管線的檢查，然后建立地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)字化在線檢測和管理。

4.2 探索和落實現(xiàn)有管網(wǎng)診斷機制

現(xiàn)有管網(wǎng)診斷機制是在數(shù)字管網(wǎng)建設的基礎上，通過自動化在線檢測和評估技術的應用，對已有的管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫進行完善，然后通過現(xiàn)有管網(wǎng)運行狀態(tài)分析評價機制的構建，實現(xiàn)對管網(wǎng)的在線監(jiān)測控制，將現(xiàn)有管線和新建管線連接起來，實現(xiàn)信息共享，從而保障管網(wǎng)的安全高效運行。

4.3 開展智慧管網(wǎng)構建的頂層設計

智慧網(wǎng)管構建是一項系統(tǒng)工程，加上已有地下管線本身就非常復雜，地下管線種類繁多、功能各異、管線建設規(guī)模龐大、隱蔽性突出，所以智慧管網(wǎng)建設應該要逐層展開，根據(jù)現(xiàn)有管網(wǎng)特點以及新建管網(wǎng)智慧化建設要求，結合管線種類和不同功能，逐步推動智慧管網(wǎng)的建設，同時智慧管網(wǎng)的構建還要和城市規(guī)劃建設與管理結合起來。為此，開展智慧管網(wǎng)構建的頂層設計，加強對高危管道的監(jiān)測，加強對管網(wǎng)典型問題的關注和重點部位勘察，推行試行機制，最終可實現(xiàn)智慧管網(wǎng)的有效構建。

5 結語

綜上所述，地下管網(wǎng)的構建關系著城市的規(guī)劃建設與管理水平。鑒于現(xiàn)階段管網(wǎng)建設和運行管理上存在的安全隱患問題，應該重視地下管網(wǎng)的智慧化建設，通過網(wǎng)絡技術和信息技術的應用，建立完善地下管網(wǎng)信息共享平臺和數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對地下管線在線檢測和實時監(jiān)控，提高地下管網(wǎng)應急和決策能力，從而保障地下管網(wǎng)安全有效運行。