文｜ 中國航天系統(tǒng)科學與工程研究院 賈之楠；中國航天科技集團有限公司 賈東海 鐘加德

1 引言

隨著我國智慧城市理論與創(chuàng)新實踐的不斷深入，城市發(fā)展與信息技術相融合成為當前社會發(fā)展的一個顯著特點。社區(qū)作為居民生活的基本組成，是民生保障、社會治理的重要服務載體，智慧社區(qū)建設已成為智慧城市發(fā)展進程中的重要方面。近年來在全國大規(guī)模的城市建設背景下，社區(qū)中水、氣、電等城市基礎設施的敷設數(shù)量、密度不斷增加、能源消耗不斷加大，而且檢修維護工作越來越復雜，給智慧社區(qū)的服務與管理帶來了新的挑戰(zhàn)，智慧管網(wǎng)成為了智慧社區(qū)建設中的一項重要工作內(nèi)容。

2 工作目標

智慧管網(wǎng)綜合服務平臺的總體目標是建立覆蓋整個社區(qū)的地上、地下一體化的可視化信息系統(tǒng)，將相關管線和設施設備通過二維、三維地圖進行直觀顯示，并具備管網(wǎng)巡查、維修維護、節(jié)能降耗、輔助工程施工等功能，實現(xiàn)社區(qū)內(nèi)管網(wǎng)類資產(chǎn)的實時展示、動態(tài)管理、高效保障，保障社區(qū)管網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行，提升社區(qū)的服務層次和水平，取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。具體而言：

（1）建立管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫。摸清和管理社區(qū)管網(wǎng)資產(chǎn)，實現(xiàn)社區(qū)內(nèi)管網(wǎng)資產(chǎn)的統(tǒng)一化、標準化和集中式管理，并通過完善的數(shù)據(jù)更新機制實現(xiàn)各類信息的動態(tài)維護。

（2）建立實時監(jiān)測體系。通過對各類管線泵房的實時監(jiān)測和監(jiān)控，及時掌握社區(qū)內(nèi)全管網(wǎng)的工作狀態(tài)，保障各類管線的安全、穩(wěn)定運行，確保社區(qū)管網(wǎng)運行質(zhì)量。

（3）建立綜合分析平臺?；诟黝惞芫W(wǎng)相關數(shù)據(jù)進行綜合展示、智能分析、預警和應急應用，實現(xiàn)管網(wǎng)的精細化管理，從而提高社區(qū)管理能力與效率，促進節(jié)能減排工作成效，并為相關工程施工及社區(qū)管網(wǎng)后續(xù)的設計、施工工作提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

3 設計思路

智慧管網(wǎng)綜合服務平臺以社區(qū)管網(wǎng)數(shù)據(jù)作為核心，采用物聯(lián)網(wǎng)、GIS、大數(shù)據(jù)和云計算技術，構建統(tǒng)一集中管理的體系結(jié)構，實現(xiàn)管網(wǎng)信息數(shù)字化、綜合展現(xiàn)可視化、管網(wǎng)管理動態(tài)化、決策支持智能化、專業(yè)服務規(guī)范化，實現(xiàn)管道、水表、燃氣表、閥門資料以及相關的施工、維護維修資料統(tǒng)一管理，提供對地下管線的二維、三維可視化查詢、多維度分析，提高各類能源的利用率，輔助及時排除故障，縮短故障維修時間，為各類用戶全面準確掌握社區(qū)管網(wǎng)運行狀況提供有力的支持。

4 總體架構

智慧管網(wǎng)綜合服務平臺以“一個中心、多項應用”為基本原則，通過建設統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務中心，集中管理管網(wǎng)數(shù)據(jù)與基礎地形數(shù)據(jù)以及各業(yè)務數(shù)據(jù)。根據(jù)社區(qū)管理的工作內(nèi)容，建設日常服務、巡檢巡查、風險預警、工程輔助和綜合分析等多項業(yè)務應用系統(tǒng)，實現(xiàn)社區(qū)管網(wǎng)的科學化管理與智能化服務，提升人民群眾的生活質(zhì)量。

5 平臺組成

5.1 展現(xiàn)層

展現(xiàn)層是市政部門、物業(yè)單位、施工單位及應急搶險部門等各類用戶訪問智慧管網(wǎng)綜合服務平臺的窗口，主要圍繞燃氣、熱力、排水、供水、電力、通信和消防等管網(wǎng)使用與維護，根據(jù)日常巡檢維護、能源使用、工程設計與施工、管網(wǎng)故障處理等方面的業(yè)務需求，通過指揮中心、計算機終端和移動終端等方式訪問平臺。

5.2 業(yè)務層

（1）管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)

針對社區(qū)內(nèi)多種類型的管網(wǎng)線路，將經(jīng)過勘測或收集的管網(wǎng)數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、組織規(guī)則，形成管網(wǎng)圖庫和屬性庫，并建立圖數(shù)關聯(lián)，同時提供管網(wǎng)附屬設施、空間信息及其它屬性信息的修改功能。需要注意的是在實際工作中，管網(wǎng)線路經(jīng)常會發(fā)生變更，如各種專業(yè)管線時增時減，有的甚至還要改道。因此，平臺的修改功能需要全面、準確、穩(wěn)定、易操作，是整個平臺的基礎組成部分。

（2）管網(wǎng)綜合業(yè)務服務系統(tǒng)

結(jié)合社區(qū)服務的實際工作需求，根據(jù)社區(qū)管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)特點及網(wǎng)絡連接情況等，加載相關的空間信息數(shù)據(jù)，面向各類用戶提供基于管網(wǎng)信息的業(yè)務服務，實現(xiàn)燃氣、熱力、排水、供水、電力、通信和消防等管線運行狀態(tài)信息的實時采集和監(jiān)測，提供“一張圖”展示等業(yè)務功能，科學合理地控制水、電、氣、暖等相關能源的消耗使用，并支持與各類專業(yè)管線公司業(yè)務系統(tǒng)的集成。同時，采用智能報表等手段，對各類管網(wǎng)數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)進行多維分析，對相關部門和權屬單位的運行調(diào)度、信息統(tǒng)計、信息分析提供決策支持。

（3）管網(wǎng)巡檢管理系統(tǒng)

規(guī)范社區(qū)物業(yè)管理人員、安保人員、市政設施巡查人員等各種角色的日程巡檢工作，制定標準化的工作流程，明確管網(wǎng)巡查的路線、方式、內(nèi)容和工作崗位、人員任務分配及人員績效考核，對巡檢區(qū)域內(nèi)的巡檢項目能夠動態(tài)定義和維護，并將巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的問題或隱患及時上報、及時處理，從而保障管網(wǎng)的工作狀態(tài)，提高管網(wǎng)巡檢工作效率和質(zhì)量，促進管網(wǎng)及相關設施設備的維護。

（4）管網(wǎng)預警管理系統(tǒng)

針對重大危險源，對相關管網(wǎng)線路的壓力、流量、溫度、液位、水質(zhì)、有害氣體濃度以及市政設施狀態(tài)等指標項，建立健康管理監(jiān)測體系，對危險源和危險區(qū)域進行分類、分級管理，并提供橫剖面分析、縱剖面分析、水平凈距分析、垂直凈距分析、埋深檢測、碰撞檢測、連通分析、路徑分析、緩沖區(qū)分析和管網(wǎng)維修分析等功能，以及提供相關的突發(fā)事件應急預案。

（5）施工輔助管理系統(tǒng)

為社區(qū)建設涉及的工程建設項目、拆遷項目、管網(wǎng)搶修等施工提供準確的管網(wǎng)線路查詢服務。可及時、準確地查詢施工路段或區(qū)域下方管網(wǎng)鋪設的深度、種類和分布信息，并對施工情況進行跟蹤，及時掌握處理各類狀況，例如開挖后是否發(fā)現(xiàn)不一致的管網(wǎng)信息、是否發(fā)生管線挖斷事故，以便針對性采取補測、核測措施，在為施工項目提供輔助信息的同時，促進社區(qū)管網(wǎng)信息的維護。

（6）運維管理系統(tǒng)

具備全面可靠的權限管理機制，實現(xiàn)多方面、多層次的平臺用戶訪問權限控制；提供日志記錄管理功能，可按各種條件對平臺操作日志進行查詢管理；同時，建立元數(shù)據(jù)管理機制，形成用于描述數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)元素、數(shù)據(jù)環(huán)境等之間信息及相互關系的規(guī)則，并具有可擴充性，能夠根據(jù)實際應用需求的變化而不斷完善和充實。

5.3 數(shù)據(jù)層

智慧管網(wǎng)綜合服務平臺針對管網(wǎng)服務與管理相關工作中產(chǎn)生的各種業(yè)務信息、感知數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)，結(jié)合地理測繪等信息，基于統(tǒng)一業(yè)務語義的公共數(shù)據(jù)模型，通過數(shù)據(jù)交換、清洗、數(shù)據(jù)映射、整合、加工、時空化等技術手段，實現(xiàn)異構數(shù)據(jù)基于業(yè)務應用的有機集成，形成內(nèi)容全面、業(yè)務廣泛、數(shù)據(jù)規(guī)范、組織合理、高度融合智慧管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，包括基礎信息庫、地理信息庫、管網(wǎng)信息庫、監(jiān)測信息庫、業(yè)務信息庫和能耗信息庫等，同時建立便于索引使用的資源目錄和元數(shù)據(jù)庫，按主題對公共數(shù)據(jù)庫實行規(guī)范有序的統(tǒng)一管理，以滿足相關業(yè)務工作需求。

圖1智慧管網(wǎng)綜合服務平臺總體架構圖

5.4 基礎設施層

建立基于云計算技術的IT服務中心，完成網(wǎng)絡、計算機系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、機房及配套設施建設，實現(xiàn)平臺相關軟硬件設施設備的集中部署，數(shù)據(jù)的集中存儲和運維服務的統(tǒng)一管理，以及實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的集中配置管理。

5.5 感知層

結(jié)合GIS技術，將電力、熱水、排水、供水和燃氣等專業(yè)管網(wǎng)的感知數(shù)據(jù)統(tǒng)一從感知平面進行采集，通過數(shù)據(jù)聚合處理后，以標準接口接入平臺，實現(xiàn)智慧管網(wǎng)綜合服務平臺的多元信息融合處理，為平臺應用提供全面、可靠、及時的數(shù)據(jù)支撐。

5.6 信息安全體系

根據(jù)國家信息安全等級保護三級防護要求，通過身份認證、網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全、應用系統(tǒng)安全和物理安全等方面的技術防護措施和管理措施，開展平臺的信息安全管理體系建設。

5.7 標準規(guī)范體系

結(jié)合國家相關標準和要求，在網(wǎng)絡建設、應用系統(tǒng)建設的同時，進一步梳理、制定平臺的建設規(guī)范和使用標準、流程，優(yōu)化社區(qū)物業(yè)管理部門原有的規(guī)章制度，促進平臺的應用效果。

6 結(jié)束語

作為智慧社區(qū)的有機組成部分，智慧管網(wǎng)近年來已成為一個熱點。通過智慧管網(wǎng)的建設實施，社區(qū)及相關服務部門可全面掌握區(qū)域內(nèi)各類管網(wǎng)信息資源的類型、數(shù)量等底數(shù)，通過各類管網(wǎng)數(shù)據(jù)的二維、三維可視化和管網(wǎng)精細化管理應用服務功能，進一步促進社區(qū)管理的科學化和規(guī)范化，保障各類管網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行，顯著減少管網(wǎng)突發(fā)事件的發(fā)生，并提高能源的利用水平，促進節(jié)能減排工作，從而推進設施智能、服務便捷、環(huán)境宜居、綠色環(huán)保的新時代智慧社區(qū)的建設。