昆明地下管線信息化后普查時(shí)代新思路

文｜解智強(qiáng) 侯至群 何江龍

城市地下管線包括排水、給水、電信、電力、燃?xì)狻⑼ㄓ嵉榷喾N管線。近年來(lái)頻繁發(fā)生的地下管線事故使地下管線信息化工作成為社會(huì)的焦點(diǎn)，2013年11月22日中國(guó)青島和2014年8月1日高雄的燃?xì)夤芫€爆燃，以及2014年5月11日深圳內(nèi)澇事件，使地下管線信息化及其應(yīng)用工作迫在眉睫，地下管線信息化工作包括了數(shù)據(jù)的采集、更新與維護(hù)，到目前為止,中國(guó)內(nèi)地已經(jīng)有259個(gè)城市開(kāi)展城市地下管線普查工作，成果在城市管理、規(guī)劃、建設(shè)、安全運(yùn)行和維護(hù)工作中發(fā)揮著積極作用。

圖1 昆明市所處的位置

昆明市地下管線普查探測(cè)工作

昆明市于2007年大規(guī)模開(kāi)展地下管線信息化工作，昆明市地下管線普查工作的首要目標(biāo)是為治理滇池提供科學(xué)決策。在滇池治理工作進(jìn)入治本階段，城市管理者和專業(yè)技術(shù)人員逐漸意識(shí)到地下管線信息在滇池治理所涉及到的工程設(shè)計(jì)、河道整治、涉水規(guī)劃等工作中所能發(fā)揮的關(guān)鍵作用，因此昆明市政府專門立項(xiàng)開(kāi)展地下管線普查探測(cè)工作；該工作的另外一個(gè)重要任務(wù)是服務(wù)城市建設(shè)，和國(guó)內(nèi)其它城市一樣,昆明市地下管線信息管理尚有標(biāo)準(zhǔn)不一、資料不齊、家底不清、基準(zhǔn)不明、現(xiàn)勢(shì)性弱、多頭管理等問(wèn)題，在一定程度上影響了高節(jié)奏的城市規(guī)劃建設(shè)，特別是市政工程建設(shè)，由此導(dǎo)致道路反復(fù)開(kāi)挖、管線爆管頻繁發(fā)生、城市內(nèi)澇層出不窮，造成大量社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，這些問(wèn)題進(jìn)一步加大城市管理成本。為解決上述問(wèn)題，昆明市專項(xiàng)投入資金，目的是全面采集滇池北岸，昆明市主城區(qū)，即滇池主要污染源所在區(qū)域內(nèi)地下管線地理信息數(shù)據(jù)、為水環(huán)境治理、城市建設(shè)等各項(xiàng)工作提供支持與服務(wù)，減少地下管線事故并保障人民群眾生命與財(cái)產(chǎn)的安全。

昆明市地下管線普查覆蓋主城區(qū)330平方公里，考慮到工作需要，昆明市地下管線普查工作分為兩個(gè)階段。第一階段即市政管線普查階段工作于2007年12月開(kāi)始，2009年5月結(jié)束，過(guò)程歷時(shí)一年零六個(gè)月；第二階段即針對(duì)滇池治理專門開(kāi)展的庭院小區(qū)排水管線普查工作，于2009年12月開(kāi)始，2010年10月結(jié)束,期間歷時(shí)一年零十個(gè)月。

全面查清主城區(qū)市政道路所有排水、給水、電力、通訊、燃?xì)狻⒐I(yè)、熱力、不明管線共計(jì)約9000公里，其中排水2500多公里，這是昆明市管理部門首次掌握主城區(qū)道路網(wǎng)排水管線分布實(shí)際，普查工作共開(kāi)井155000個(gè)，其中排水井約90000個(gè)，編制了各類1∶500比例尺綜合管線圖3500幅，完成管線探測(cè)點(diǎn)470000個(gè)。

昆明市小區(qū)庭院排水管線普查成果為：采集排水管線數(shù)據(jù)長(zhǎng)度約10000公里；探測(cè)管線點(diǎn)1670000個(gè)；各類檢查井300000個(gè)；化糞池90000座；立管200000萬(wàn)根；普查工作涉及小區(qū)6700個(gè)。昆明市小區(qū)庭院排水管線普查的特點(diǎn)是首次采集了滇池北岸昆明市主城區(qū)的排水立管和化糞池?cái)?shù)據(jù)，在國(guó)內(nèi)是首個(gè)城市從根本上查清了所有的地下排水管線，這項(xiàng)工作為滇池治理工作提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料儲(chǔ)備。

圖2 昆明市主城區(qū)地下管線普查探測(cè)范圍（紅線內(nèi)）

圖3 昆明市市政排水管線和庭院小區(qū)排水管線數(shù)據(jù)共庫(kù)管理

后普查時(shí)代的城市地下管線信息化工作

后普查時(shí)代是指城市地下管線普查工作完成以后的時(shí)期，后普查時(shí)期，地下管線信息化特征主要是以下三方面：其一是政府性規(guī)?；Y金投入減少；其二是城市地下管線信息平臺(tái)運(yùn)行與維護(hù)需要持續(xù)投入；其三是地下管線信息隨著城市化的快速發(fā)展，需要不斷更新，以滿足城市日新月異建設(shè)發(fā)展的需要。

1、后普查時(shí)代的地下管線信息化思路

后普查時(shí)期的地下管線信息化平臺(tái)建設(shè)與維護(hù)十分關(guān)鍵，眾所周知，城市地下管線信息平臺(tái)建設(shè)是城市地下管線信息化工作核心，在后普查時(shí)期，城市地下管線信息平臺(tái)的主要任務(wù)是：第一，建設(shè)并維護(hù)地下管線數(shù)據(jù)庫(kù)，管理城市地下管線普查成果數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)成果的安全有效性；第二，提供數(shù)據(jù)成果對(duì)外服務(wù)接口，包括向政府部門、管線權(quán)屬單位以及公眾提供數(shù)據(jù)使用功能服務(wù)，促進(jìn)城市地下管線信息在全市范圍內(nèi)安全有序獲得共享與使用，以此推動(dòng)地下管線信息持續(xù)更新；第三，增強(qiáng)地下管線信息在昆明滇池治理、城市建設(shè)、水環(huán)境提升、城市應(yīng)急工作中發(fā)揮積極作用，幫助解決城市地下空間建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的混亂問(wèn)題。

昆明市地下管線信息系統(tǒng)以管線數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)及維護(hù)、管理為核心，同時(shí)具備海量存儲(chǔ)運(yùn)算、空間化、時(shí)間化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理以及可視化應(yīng)用服務(wù)能力，系統(tǒng)在配置保密專網(wǎng)的基礎(chǔ)上提供授權(quán)用戶使用，通過(guò)服務(wù)共享等手段實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新與維護(hù)，因此，該系統(tǒng)主要建設(shè)了地下管線數(shù)據(jù)批量處理子系統(tǒng)、地下管線動(dòng)態(tài)更新管理子系統(tǒng)、三維地下管線管理子系統(tǒng)等三個(gè)主要組成部分。

圖4 昆明市地下管線信息管理平臺(tái)架構(gòu)

圖5 昆明市地下管線信息管理系統(tǒng)三維模塊功能界面

2、面向用戶的地下管線信息應(yīng)用系統(tǒng)

面向用戶的地下管線信息應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的目的主要是為地下管線信息化建設(shè)處于初始階段的城市管線單位提供數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)應(yīng)用功能的支持，其目的是促進(jìn)昆明市地下管線信息在全市地下管線建設(shè)、管理、權(quán)屬單位中獲得深入地推廣應(yīng)用，促進(jìn)城市地下管線信息的交換與更新。

對(duì)管線單位提供的信息化工作服務(wù)主要包括兩方面，首先是數(shù)據(jù)服務(wù)，主要提供地下管線數(shù)據(jù)給各專業(yè)管線單位，滿足其對(duì)涉管線專業(yè)實(shí)施管理、建設(shè)、以及維護(hù)等日常工作需要，特別是為不同專業(yè)背景管線單位提供數(shù)據(jù)服務(wù)以支持其進(jìn)行管線規(guī)劃、建設(shè)、施工監(jiān)管的綜合與專業(yè)管線信息資料，以保證管線動(dòng)態(tài)建設(shè)與維護(hù)的安全；其次是功能服務(wù)，即對(duì)管線單位提供基本應(yīng)用功能滿足其對(duì)本專業(yè)地下管線信息進(jìn)行查詢、瀏覽、統(tǒng)計(jì)、分析，并促進(jìn)地下管線信息獲得深層次推廣應(yīng)用。

昆明城市排水審批管理系統(tǒng)是該系統(tǒng)的一個(gè)典型應(yīng)用代表，該系統(tǒng)主要由即圍繞排水行政管理部門審批以及專題數(shù)據(jù)管理兩部分組成，包括面向管理的WebGIS系統(tǒng)和面向現(xiàn)場(chǎng)的桌面版本查詢分析系統(tǒng)，前者包括辦公自動(dòng)化系統(tǒng)和電子地圖，兩者結(jié)合，管理著與城市排水口審批相關(guān)的地下排水管線現(xiàn)狀以及規(guī)劃數(shù)據(jù)、竣工測(cè)量數(shù)據(jù)以及審批輔助決策數(shù)據(jù)。這些工作能夠使排水審批管理工作人員應(yīng)對(duì)室內(nèi)和野外不同的作業(yè)環(huán)境開(kāi)展工作。

后普查時(shí)代昆明市地下管線信息化應(yīng)用

2010年普查工作完成以來(lái)，昆明市地下管線信息邊采集邊應(yīng)用，成果先后為滇池治理、城市規(guī)劃與建設(shè)、城市道路施工、河道整治、城市園林綠化、城中村更新改造等工作中發(fā)揮了顯著作用，有力支持了上述城市建設(shè)和環(huán)境建設(shè)工程順利開(kāi)展，典型應(yīng)用主要是以下方面：

市政以及管線規(guī)劃設(shè)計(jì)。昆明市地下管線信息有力支持了市政及管線規(guī)劃設(shè)計(jì)，通過(guò)地下管線信息的歸納應(yīng)用，編制了更具使用價(jià)值的城市管線專題地圖，基本改變了城市管線規(guī)劃缺乏基礎(chǔ)資料的窘境，設(shè)計(jì)成果逐漸擺脫依據(jù)經(jīng)驗(yàn)占主導(dǎo)的思路。使編制的規(guī)劃成果更具專業(yè)領(lǐng)域科學(xué)性、合理性以及針對(duì)性，近年來(lái)，上述基礎(chǔ)資料信息先后支持了昆明市排水、給水、防汛、電力、綜合管線等各項(xiàng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的順利開(kāi)展與完成。同時(shí)完成了地下空間開(kāi)發(fā)利用專項(xiàng)規(guī)劃等一系列重要的規(guī)劃成果編制。

入滇河道整治。昆明市地下管線信息在入滇河道治理方面有著精確定位的作用，首先為入滇河道的堵口查污提供了準(zhǔn)確信息，從源頭保證了城市工業(yè)以及生活污水不流入入滇河道，其次為河道的截污管線設(shè)計(jì)與改建提供了良好的數(shù)據(jù)支持，保證工程的順利實(shí)施，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資金效益最大化。

雨污分流實(shí)施。地下管線信息為城市2011年開(kāi)展的雨污分流改造提供了良好技術(shù)支持,通過(guò)資料提供,實(shí)現(xiàn)城市雨污分流工程快速設(shè)計(jì)完成、實(shí)現(xiàn)高效施工、并為雨污分流成果驗(yàn)核提供了重要基礎(chǔ)依據(jù)。

道路（軌道）建設(shè)。昆明市地下管線信息為城市道路的建設(shè)提供高效支持，是城市道路選址規(guī)劃、地質(zhì)勘察工作重要基礎(chǔ)資料，節(jié)省了大量前期勘察經(jīng)費(fèi)并支持其按期完工，這項(xiàng)工作在2011年以來(lái)開(kāi)展的城市軌道工作中尤其明顯：在城市軌道交通工作的站場(chǎng)設(shè)計(jì)、選址、遷改管線資金估算等工作中價(jià)值明顯。

圖6 昆明市排水許可審批系統(tǒng)

圖7 昆明市地下空間開(kāi)發(fā)利用專項(xiàng)規(guī)劃

城市應(yīng)急防災(zāi)。昆明市地下管線信息化數(shù)據(jù)及成果在昆明市近年來(lái)發(fā)生的城市內(nèi)澇、給水管線爆裂、燃?xì)馄鸹鸬仁鹿手兄С至藶?zāi)害應(yīng)急處置、使災(zāi)害損失最小化，維護(hù)了社會(huì)公眾利益。

信息及系統(tǒng)服務(wù)。昆明市地下管線信息化通過(guò)數(shù)據(jù)與服務(wù)功能并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化提供提供，在一定程度上為昆明市有關(guān)管線單位緩解了數(shù)據(jù)及智力資源缺失問(wèn)題，有效地提高了其工作效率，同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)共享等技術(shù)管理手段促進(jìn)城市地下管線信息得到迅速更新。

數(shù)據(jù)挖掘價(jià)值實(shí)現(xiàn)。昆明市地下管線信息管理部門利用已有地下管線信息及城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)成果，對(duì)目前掌握的昆明市部分重點(diǎn)、熱點(diǎn)區(qū)域地下管線數(shù)據(jù)信息開(kāi)展深入分析研究，利用地理信息系統(tǒng)（GIS）的原理結(jié)合城市排水模型相關(guān)知識(shí)，對(duì)上述區(qū)域城市地下管線現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，以支持對(duì)城市內(nèi)澇、管線規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的規(guī)范和管理，促進(jìn)城市地下管線片區(qū)改造成效明顯。

規(guī)劃成果編制。地下管線信息化工作完成之后，大量的市政規(guī)劃能夠編制，2015年，基于地下管線普查資料，昆明市編制完成排水規(guī)劃、地下空間開(kāi)發(fā)利用專項(xiàng)規(guī)劃，綜合管線規(guī)劃和豎向規(guī)劃等一系列城市規(guī)劃（見(jiàn)圖7）。