智慧管網(wǎng)對(duì)現(xiàn)代化城鎮(zhèn)建設(shè)的重要性以及塑料管道的機(jī)遇

黃海亮 陳旭東 宋科明 李統(tǒng)一 盧家濤

（1 中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院；2 廣東聯(lián)塑科技實(shí)業(yè)有限公司）

0 引言

城市地下管網(wǎng)包括給排水、燃?xì)?、供暖、電力、照明、燃油等多種專用管線及其附屬設(shè)施，如同城市的神經(jīng)與血管，是城市的重要組成部分，也是城市賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)保障，與城市的發(fā)展規(guī)模和速度有著密不可分的關(guān)系。如何科學(xué)高效地管理地下管線是政府相關(guān)部門需要重點(diǎn)考慮的問題。只有將城市地下管線的管理工作做得更加科學(xué)有序，才能更好地為城市發(fā)展助力。

1 中國(guó)城市地下管網(wǎng)現(xiàn)狀

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，地下管網(wǎng)的規(guī)模也飛速發(fā)展，已經(jīng)從原來單一的供水管網(wǎng)發(fā)展成為建筑給排水、市政給排水、燃?xì)?、電力通訊、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、供暖等等多種類型的管網(wǎng)。目前中國(guó)城市地下管網(wǎng)的管理方式主要以人力管理為主，自動(dòng)化程度較低，與城市發(fā)展速度并不相符合[1]。具體而言，目前中國(guó)城市地下管網(wǎng)的特點(diǎn)如下：

⑴信息化程度不高，主要依靠人力管理：①管網(wǎng)日常維護(hù)主要依靠人力巡查，一旦出現(xiàn)事故，響應(yīng)效率低，風(fēng)險(xiǎn)控制能力低，根本沒有對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的能力[2]；②部分老舊線路單靠人腦進(jìn)行記憶管理，容易造成記錄缺失。

⑵管網(wǎng)信息主要依靠紙質(zhì)版本進(jìn)行記錄：①隨著使用時(shí)間延長(zhǎng)，部分記錄容易發(fā)生丟失，重新制作的難度與成本很高；②紙質(zhì)版本資料零散，并沒形成一個(gè)完整體系，無法對(duì)新的工程有指導(dǎo)性作用，容易導(dǎo)致管網(wǎng)事故的發(fā)生；③零散維修的工程圖紙并不能反映整個(gè)街區(qū)的變化情況；④這種方式屬于管網(wǎng)數(shù)據(jù)靜態(tài)管理，無法描繪某一地區(qū)管網(wǎng)的現(xiàn)狀，無法對(duì)其進(jìn)行分析；⑤一旦需要對(duì)紙質(zhì)版本信息進(jìn)行更新，成本高，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)[3]。

⑶管網(wǎng)管理權(quán)分散，不能形成統(tǒng)一整體：①城市地下管線歸口管理單位眾多，各管線的管理單位缺乏有效統(tǒng)一的協(xié)調(diào)和組織管理，管理效率低下；②現(xiàn)有不同的管線圖紙也是由各單位分別管理，管線管理部門很難拿到與現(xiàn)場(chǎng)一致的綜合管線圖，不利于施工單位推進(jìn)相關(guān)工作，也容易引發(fā)管線事故。

城市的管網(wǎng)信息是城市建設(shè)發(fā)展的基本資料，只有在完整并且準(zhǔn)確地掌握城市地下管網(wǎng)信息的基礎(chǔ)上，才能實(shí)現(xiàn)建立高效、科學(xué)的管網(wǎng)管理系統(tǒng)[4]。另外，由于管線類別復(fù)雜且數(shù)量眾多，單靠傳統(tǒng)的人力管理的方式已經(jīng)跟不上城市管網(wǎng)發(fā)展的速度，對(duì)地下管網(wǎng)發(fā)展以及城市發(fā)展造成一定的阻礙，有必要從管理模式上進(jìn)行革新。

2 建設(shè)“智慧管網(wǎng)”的重要性

智慧管網(wǎng)其實(shí)是一個(gè)綜合性的地理信息管理系統(tǒng)，這一系統(tǒng)建成有利于實(shí)現(xiàn)城市地下管網(wǎng)數(shù)字化、智能化的管理和服務(wù)，從而有利于智慧城市的建設(shè)，具有很重要的作用。

⑴基礎(chǔ)階段

通過采用物聯(lián)網(wǎng)[5]、云計(jì)算以及GIS（地理信息系統(tǒng)，Geographic Information Systems）技術(shù)等信息化手段將以前所有紙質(zhì)版本的地下管線資料進(jìn)行數(shù)字化入庫(kù)，建立一個(gè)綜合型的數(shù)字化地下管網(wǎng)模型，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理修改、系統(tǒng)地分析與管理，能迅速給出高精確度的管線模型，最終構(gòu)建具備統(tǒng)計(jì)、分析以及三維顯示等功能的智慧管網(wǎng)信息系統(tǒng)，讓管理人員對(duì)整個(gè)城市地下管網(wǎng)有深刻且全面的了解。

⑵規(guī)劃施工階段

由于歷史原因，大多數(shù)城市現(xiàn)存的地下管網(wǎng)走向雜亂無章，浪費(fèi)大量寶貴的地下空間資源，不利于城市發(fā)展。通過建立管線數(shù)據(jù)庫(kù)以及管線立體模型，能為施工方提供真實(shí)可靠的依據(jù)[6-7]，從而實(shí)現(xiàn)更科學(xué)的規(guī)劃以及施工。這不僅有利于減少管線破壞的事故，還能提高城市地下空間的利用率，減少重復(fù)投資，對(duì)城鎮(zhèn)發(fā)展以及地區(qū)環(huán)境保護(hù)都有重要意義。

⑶管理階段

①通過信息技術(shù)對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，從而實(shí)現(xiàn)事故預(yù)警，從而及時(shí)更換即將報(bào)廢的管材管件等，極大地提升管理人員對(duì)事故的響應(yīng)效率，保障管網(wǎng)安全高效地運(yùn)行。

②通過對(duì)管網(wǎng)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控以及對(duì)管網(wǎng)內(nèi)流體進(jìn)行智能調(diào)度，能有效減少管網(wǎng)的磨損程度，從而有效延長(zhǎng)管道的使用壽命。

③通過對(duì)不同用戶在用水、用氣以及供暖方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而通過系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)資源進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)更合理的分配，減少資源的浪費(fèi)，有利于引導(dǎo)公眾養(yǎng)成節(jié)約資源的好習(xí)慣，也對(duì)環(huán)境保護(hù)有一定的作用。

④通過對(duì)排水管網(wǎng)進(jìn)行全天候監(jiān)控，不僅能有效降低城市發(fā)生內(nèi)澇的概率，還能有效監(jiān)控排污的情況，有效減少個(gè)人或企業(yè)偷排的情況。

3 政府政策

所謂的綜合管廊，是一個(gè)位于城市地下的隧道空間，它將各種管線集于一體，包括給排水、通訊、燃?xì)庖约盁崃芫€等，設(shè)有專門的檢修口、吊裝口以及監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和管理，是現(xiàn)代化城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是智慧管網(wǎng)的具體表現(xiàn)形式，近年來從國(guó)外逐步傳入中國(guó)，并在不同城市中逐步升溫。

為了推動(dòng)綜合管廊在各城市落地生根，國(guó)家在十三五規(guī)劃中提出了地下管網(wǎng)的管廊建設(shè)，政府宣布將全面啟動(dòng)地下綜合管廊建設(shè)，到2020 年力爭(zhēng)建成一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的地下綜合管廊。在管廊建設(shè)中明確提出利用電子識(shí)別、自動(dòng)控制、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等新型信息化手段，實(shí)現(xiàn)城市管線的安全、透明、可視化實(shí)時(shí)管理。表1是近年來政府各級(jí)部門發(fā)布與城市地下管網(wǎng)建設(shè)相關(guān)的重要文件。

一系列政策表明政府對(duì)城市管網(wǎng)建設(shè)的重視力度。其中可以看到：

⑴政府細(xì)化政策由城市排水?dāng)U大至城市所有地下管網(wǎng)，其中包括具體時(shí)間表以及規(guī)劃投資的數(shù)值等；

⑵提出在一定數(shù)量的大中城市開展地下綜合管廊試點(diǎn)工程，且“鼓勵(lì)管線單位入股組成股份制公司，聯(lián)合投資建設(shè)綜合管廊，或在城市人民政府指導(dǎo)下組成地下綜合管廊業(yè)主委員會(huì)，招標(biāo)選擇建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理單位”，這意味著就資金落實(shí)以及項(xiàng)目收益分配等方面進(jìn)行了進(jìn)一步的梳理，有助加快地下管網(wǎng)政策落實(shí)。在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和社會(huì)環(huán)保意識(shí)提升的大背景下，未來地下管網(wǎng)（特別是排水管網(wǎng)[8]）投資逐步落實(shí)是大概率事件，這也是管道行業(yè)新的發(fā)展機(jī)遇。

4 塑料管道近年來的發(fā)展

與傳統(tǒng)的混凝土管道以及金屬管道相比，塑料管道在柔韌性、密封性、重量以及耐腐蝕性等方面擁有明顯優(yōu)勢(shì)，是一種節(jié)能、節(jié)材、綠色環(huán)保的化學(xué)建材，在市場(chǎng)中的受歡迎程度越來越高[9]。為了推廣塑料管道這種綠色建材的使用，政府部門以及行業(yè)協(xié)會(huì)等也推出了不同的文件，為行業(yè)的發(fā)展指明了方向，保障行業(yè)的健康發(fā)展。表2 是近年來與塑料管道相關(guān)的文件[10-11]。

同時(shí)，現(xiàn)代城市化建設(shè)也為塑料管道的發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的發(fā)展空間，主要包括以下兩個(gè)方面：①城市化建設(shè)發(fā)展：由于現(xiàn)代城市化建設(shè)發(fā)展迅速，也極大程度推動(dòng)了城市周邊部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)城市化發(fā)展，而城市內(nèi)市政管道網(wǎng)絡(luò)也隨之不斷擴(kuò)大和延伸，增大了市場(chǎng)對(duì)管道的需求。②舊城改造建設(shè)：我國(guó)很多城區(qū)都是20 世紀(jì)60 年代建立的，當(dāng)時(shí)鋪設(shè)的管道材質(zhì)大多數(shù)為混凝土以及金屬，其使用至今大多數(shù)都已經(jīng)非常陳舊，部分已經(jīng)到達(dá)使用年限，需要進(jìn)行更新改造。這些都為塑料管道的發(fā)展帶來了巨大市場(chǎng)空間[12]。

表1 政府近年來對(duì)城鎮(zhèn)地下管網(wǎng)建設(shè)出臺(tái)的相關(guān)文件

表2 近年來關(guān)于推廣塑料管道的相關(guān)文件

在相關(guān)文件的引導(dǎo)下以及中國(guó)城鎮(zhèn)化浪潮之下，塑料管道需求量也隨之增多。塑料管道行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)量也隨之提升。2011 年至2019 年間，全國(guó)產(chǎn)量由1000 萬(wàn)噸增長(zhǎng)到1600 萬(wàn)噸。塑料管道的應(yīng)用領(lǐng)域也隨之拓展，包括建筑給排水、市政給排水、電工套管、化工排污、電信、消防、農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域。根據(jù)中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)塑料管道專業(yè)委員會(huì)的數(shù)據(jù)，在2015 年，塑料管道在農(nóng)業(yè)方面的占比接近30%，在市政給排水領(lǐng)域的占比都超過10%，在建筑排水、市政燃?xì)庖约白o(hù)套管方面的應(yīng)用占比也接近10%，在城鎮(zhèn)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。

隨著智慧管網(wǎng)的概念以及物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)的不斷普及，賦予了塑料管道新的活力，充分發(fā)揮塑料管道在柔韌性、密封性、重量以及耐腐蝕性等方面的優(yōu)勢(shì)，讓其在城市建設(shè)中的地位不斷提升并得到更廣泛的應(yīng)用。

5 總結(jié)

近年來，塑料管道行業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品技術(shù)水平也不斷提高，塑料管道產(chǎn)品質(zhì)量越來越高。在國(guó)家政策以及城鎮(zhèn)化浪潮之下，塑料管材的應(yīng)用范圍越來越廣，在城市給排水系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)、供暖系統(tǒng)、電力系統(tǒng)以及通訊系統(tǒng)等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，在現(xiàn)代化社會(huì)的生產(chǎn)生活中幾乎無處不在，對(duì)促進(jìn)社會(huì)發(fā)展和提升生活水平做出了積極貢獻(xiàn)。未來，在智慧城市以及智慧管網(wǎng)的浪潮之下，塑料管材將會(huì)得到進(jìn)一步地發(fā)展，從而為中國(guó)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)做出更多的貢獻(xiàn)。