文｜正元地理信息集團股份有限公司 薛晨煜

一、項目背景

城市地下管線是城市的重要基礎設施和組成部分，是保障城市正常運行的“生命線”。隨著城市快速發(fā)展，地下管線建設規(guī)模不足、管理水平不高等問題逐漸凸顯，大雨內(nèi)澇、管線泄漏爆炸、飲水污染、河道污染、路面塌陷等事件頻頻發(fā)生，亟需加強城市地下管線管理工作。地下管線管理工作難度大，主要體現(xiàn)在地下管線資料不準確、不現(xiàn)勢，相應政策法規(guī)不健全，地下管線管理機制不完善，地下管線維護不及時。

安徽省宿州市于2015年完成市政主干管線普查工作，但基于管線普查成果和綜合管線數(shù)據(jù)庫建設的信息化工作，基于管線動態(tài)數(shù)據(jù)的獲取、處理、傳輸、存儲、分析的應用技術以及管線安全監(jiān)測等問題尚未解決。運用精確探測、綜合感知等各種先進技術，進行地下管線綜合監(jiān)管，有利于全面提高管線運行安全水平，提升地下管線建設管理水平。

二、工作思路

宿州市智慧管網(wǎng)項目旨在實現(xiàn)管線管理精細化、安全監(jiān)管綜合化、應急處置高效化，綜合利用傳統(tǒng)的管線探測、地下管道養(yǎng)護技術，成熟的地球物理技術，結合最新GIS、物聯(lián)網(wǎng)、軟件工程、項目管理技術，建立起宿州智慧管網(wǎng)指揮中心，對城市管網(wǎng)情況進行實時監(jiān)測，保證宿州地下管線安全運行，有效提升城市精細化管理水平。

項目建設的總體思路是建全管線資料數(shù)據(jù)庫并與原有數(shù)據(jù)無縫銜接，形成地下綜合管線圖和專業(yè)管線圖；利用視覺、聽覺、化學、光學、電磁雷達等多種檢測手段，進行管道結構性狀況評估和功能性狀況評估，構建相對完善的健康檔案數(shù)據(jù)庫；安裝物聯(lián)感知設備和智能監(jiān)管系統(tǒng)對各類管線進行在線監(jiān)測，實現(xiàn)對管網(wǎng)現(xiàn)勢性的準確把握。

三、主要做法

正元地理信息集團股份有限公司緊緊圍繞項目建設總體思路，有計劃、分工程、按步驟推進完善管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、生成地表圖像模型、構建安全檢測系統(tǒng)、形成管線養(yǎng)護機制等工作。

1.完善管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫

完善管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫是在原來主干管線資料的基礎上，對部分存疑管線進行復核修正，補充測量小區(qū)管線及新增主管管線，并針對管線施工作業(yè)開展竣工測量工作。

以淮河路為界，將整個宿州城區(qū)分成兩個施工作業(yè)單元。東起二徐路，西至京臺高速，南起鞋城九路，北至北外環(huán)，以小區(qū)管線探為工作基點，以小區(qū)管線與主管管線對接時產(chǎn)生的問題為延伸，修正及補測主干管線；在建立供、排水模型時，以原主干管線資料存疑的地方為切入點，重新復核補充部分管線資料，解決了原資料中存疑斷頭、水流方向異常、存疑聯(lián)通等問題；為掌握管線資料在項目建設期間變化情況，開展管線施工作業(yè)驗收階段的探測工作。

查明測區(qū)范圍內(nèi)的給水、排水、燃氣、熱力、工業(yè)管道、電力、通訊、綜合管溝等管線以及地面附屬設施，查明管線的平面位置、高程、埋深、走向(流向)、規(guī)格、材質、性質、埋設年代、權屬單位等信息，編制計算機數(shù)據(jù)成果文件、編繪地下管線圖（綜合管線圖和專業(yè)管線圖）。地下管線探測采用的坐標系統(tǒng)和宿州市城市規(guī)劃使用的坐標系統(tǒng)相一致，平面坐標系統(tǒng)采用1980 西安坐標系，高斯投影三度分帶，中央子午線為117°；高程系統(tǒng)為1985 國家高程基準。

2017 年9月至2018年3月，新增探測城區(qū)管線4700 余公里，基本掌握了宿州市地下管網(wǎng)分布情況，同時補充完善管線附屬物信息，對主干道井蓋、路燈桿進行了測繪，形成井蓋、路燈專題圖，為進行井蓋、路燈的管理奠定了數(shù)據(jù)基礎。

2.生成地表圖像模型

生成地表圖像模型就是對宿州市全域進行航空攝影任務獲取影像，并制作實景三維模型數(shù)據(jù)、正射影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）以及數(shù)字表面模型（DSM）產(chǎn)品。

根據(jù)項目成果不同分辨率的要求分為01 區(qū)、02 區(qū)兩個航攝分區(qū)，測區(qū)范圍 為E:116 ° 51.02 ′～117 ° 19.07 ′，N:33°29.23′～33°47.97′，如圖1所示。

01 區(qū)約94.2 平方公里1:500 傾斜攝影，02 區(qū)約909 平方公里1:2000 推掃式航空攝影。制作01 區(qū)（宿州市建成區(qū)）0.05m 分辨率，成圖比列尺為1:500 全域實景三維模型數(shù)據(jù)、正射影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）以及數(shù)字表面模型（DSM）；制作02 區(qū)（宿州市行政區(qū)）0.2m 分辨率，成圖比列尺為1:2000 全域的數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）以及數(shù)字表面模型（DSM）。成果如2 圖所示。

將地下管線數(shù)據(jù)跟地表影像資料結合，形成地上地下一張圖，形成管線監(jiān)管的地理信息系統(tǒng)平臺，如圖3所示。

3.構建安全監(jiān)測系統(tǒng)

構建安全監(jiān)測系統(tǒng)的目的是在管線測繪的基礎上，對供水、排水、燃氣管線進行管線健康狀態(tài)檢測，提供各類管線評估檢測報告和意見。針對供水、燃氣管線進行漏點排查，發(fā)現(xiàn)供水嚴重漏點18 處、燃氣泄漏8 處，針對供水管網(wǎng)老化情況給出評估意見；排水管網(wǎng)進行清淤檢測工作，逐路段形成管道檢測分析報告，檢測區(qū)域覆蓋了主城區(qū)和汴北新區(qū)。該資料是宿州市“黑臭水體治理工程”及“排水管道修復工程”重要的支撐材料。同時，在管道健康檢測的過程中，根據(jù)檢測施工情況不斷校正地下管線基礎資料，在管道修復完成后，宿州排水管網(wǎng)資料實現(xiàn)了基本準確。

4.形成管線更新及養(yǎng)護管理機制

對項目搜集的地下管線數(shù)據(jù)持續(xù)動態(tài)更新及養(yǎng)護管理，是確保管線資料現(xiàn)勢性和準確性，確保項目建設成果發(fā)揮作用的基礎性工作。但是由于法律法規(guī)、工作實踐、技術規(guī)范等方面還有很多不完善的地方，使得這項工作的落實比較困難。在法律法規(guī)方面，目前沒有全國性的城市地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新及養(yǎng)護管理的法規(guī)，地方上也缺乏相應的制度，即使地方部門有所要求，由于無相應的監(jiān)管和處罰手段，約束力比較差；在工作實踐中，管線建設在大部分工程中作為附屬組成部分存在，且一旦布設完畢埋入地下復核困難，管線建設單位對管線管理的重要性普遍認識不足，一般不會及時委托相關單位進行管線覆土前測量，只是在工程驗收時，隨意補充些管線圖紙作為竣工資料提交；在技術規(guī)范方面，建設或權屬單位不按照國家要求的技術標準進行測量，常常出現(xiàn)測得數(shù)據(jù)與實際位置偏差較大的情況。

宿州市針對以上情況，以《宿州市地下管線管理辦法》為法規(guī)基礎，設立管線辦公室，逐步強化管線施工報備、管線覆土測量工作，將管線的變化納入到常態(tài)化管理中。同時出臺管線探測規(guī)范，明確了數(shù)據(jù)入庫的標準格式。對供水、燃氣管道基于安全監(jiān)測的結果，以城市安全事件預防為主，督促權屬單位進行管道養(yǎng)護，并將發(fā)現(xiàn)問題和養(yǎng)護情況登記備案。分別對污水管道，探索“管（污水管道）——廠（污水處理廠）——河（河道）”一體化管理，對雨水管道，試行“管（雨水管道）——河（河道）”一體化管理，明確管理者內(nèi)防城市內(nèi)澇，外不污染河道水體的責任目標。在技術應用方面，數(shù)據(jù)更新主要通過管線覆土前的跟蹤測量方式實現(xiàn)。

四、項目成效

宿州市智慧管網(wǎng)項目改變了傳統(tǒng)的地下管線管理模式，推動了宿州城市地下管線管理科學化、現(xiàn)代化，保障了“城市生命線”的安全運行，取得了明顯的經(jīng)濟和社會效益。

圖1 測區(qū)范圍

在經(jīng)濟效益上，項目為“排水管道非開挖修復工作”“黑臭水體治理工程”提供了基礎資料，引導了不低于6 億元的城市基礎建設投資；項目對宿州市供水管網(wǎng)進行了漏損檢測、安裝了漏損監(jiān)測設備，降低供水漏損率大約5%，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不低于 100 萬 /月；精確掌握管線狀態(tài)，節(jié)省的工程探測費用無法精確統(tǒng)計，不過按照市政工程造價的2%計算，管網(wǎng)測繪帶來經(jīng)濟效益在1-5年內(nèi)不會低于數(shù)億元；在項目運行過程中，多次發(fā)現(xiàn)燃氣、供水泄漏情況，及時報警，有效的保護了城市安全。

在社會效益上，宿州市智慧管網(wǎng)項目發(fā)揮試點城市的引領作用，為安徽省管網(wǎng)管理提供參考依據(jù)。項目得到安徽省主要領導、安徽省住建廳的肯定，建設內(nèi)容引起住房和城鄉(xiāng)建設部的關注，是城市地下管線安全監(jiān)管的代表項目，社會效益極其顯著。

圖3 地上地下一張圖

圖4 安全監(jiān)測系統(tǒng)

五、工作展望

宿州智慧管網(wǎng)項目已經(jīng)進入到項目運維階段，建立的管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、管網(wǎng)安全監(jiān)管系統(tǒng)，運行穩(wěn)定、性能良好。工作中需要繼續(xù)落實《宿州市地下管線管理辦法》的執(zhí)行，加強各建設單位對地下管線重要性的認識，不斷完善地下管線的監(jiān)測點的數(shù)量和位置，不斷引入最新的技術手段優(yōu)化數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，提升監(jiān)測能力。從長遠發(fā)展來看，進一步完善數(shù)據(jù)庫建設及信息平臺建設，建立從地下管線規(guī)劃、建設、運行、應急、報廢的全生命周期管理平臺，從政府部 門、管線企業(yè)、社會單位和公眾對管線信息的應用需求出發(fā)，分層級、分類別的研發(fā)地下管線信息應用的功能模塊，才能真正實現(xiàn)全方位、立體式的地下管線信息服務。