青浦區(qū)排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫運維管理機制研究

孟海梅（上海泓源建筑工程科技股份有限公司，上海 201707）

青浦建設(shè)排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫至今已十年有余?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)庫排水管線總長兩千多公里。上海市政排水管網(wǎng)是大都市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)通過加強科學(xué)管理和精細化管理措施，推動排水管網(wǎng)提質(zhì)增效，充分發(fā)揮管網(wǎng)能力，提高排水系統(tǒng)效益[1]。青排水設(shè)施高效運營要通過全過程管理來實現(xiàn)，排水管道運行維護作業(yè)要嚴格執(zhí)行全方位的管理計劃，實現(xiàn)不斷循環(huán)的全過程管理[2]。青浦新城作為上海“五大新城”重點規(guī)劃建設(shè)我域之一，未來青浦將面臨住房、商業(yè)、道路、管線等多方位全面建設(shè)。青浦排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)已陸陸續(xù)續(xù)錄入GIS 排水系統(tǒng)，給排水管理單位統(tǒng)一管理、數(shù)據(jù)調(diào)用帶來極大便利。

然而我國城市排水管網(wǎng)信息化建設(shè)起步晚、發(fā)展慢、管理水平低[3]，西方發(fā)達國家都十分重視對排水管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃，較早時期就開始重視排水系統(tǒng)的運營管理。隨著現(xiàn)代管線探測和 GIS 等技術(shù)的迅速發(fā)展，我國許多城市已通過開展城市排水管網(wǎng)普查工作，逐步建立起排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫及排水管網(wǎng) GIS 系統(tǒng)，實現(xiàn)了對排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)的有效管理[4]。上海市在 2007 年開始建設(shè)排水信息管理系統(tǒng)，于 2009 年正式開展排水數(shù)據(jù)庫維護工作。基于青浦排水數(shù)據(jù)庫維護結(jié)合項目實施過程中管道檢測、管道養(yǎng)護經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)青浦排水數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性不佳。在工作中鑒于對青浦排水 GIS 數(shù)據(jù)庫的研究，筆者認為提高數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性，關(guān)鍵在于如何解決源頭管理問題，在管理過程中形成“循環(huán)回路”使得排水管理過程成為活性循環(huán)是管理的關(guān)鍵。

1 排水管網(wǎng)運維管理現(xiàn)狀

為更好的監(jiān)督各我排水設(shè)施運維管理工作，上海市排水管理處以考核的方式檢驗各我排水管網(wǎng) CCTV 檢測、養(yǎng)護、數(shù)據(jù)庫運維等項目實施情況。各我項目實施單位在盡量避免扣分或者不扣分情況下，嚴格按照考核要求按月按時完成相應(yīng)的檢測量、養(yǎng)護量、數(shù)據(jù)庫運維疑似問題整改量，每月反饋并積極上報。

青浦排水管網(wǎng)相關(guān)實施項目出現(xiàn)“各自為營”的局面，排水項目實施中暴露出管道破損、老化、淤堵、倒流、倒坡、管道廢除、井蓋掩埋等問題，突出問題得不到及時解決。主要原因表現(xiàn)：數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)維護工作與管道 CCTV 檢測修復(fù)及養(yǎng)護單位無銜接性；管道 CCTV 檢測孤立性、管道養(yǎng)護無針對性。這種局面出現(xiàn)近五年且未得到有效改善，在當前排水管網(wǎng)提質(zhì)增效管理思想指導(dǎo)下，排水管理單位領(lǐng)導(dǎo)者基于數(shù)據(jù)庫運維項目提出從根本上解決管網(wǎng)問題。這個問題直接向現(xiàn)狀排水數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)切入，因 GIS 數(shù)據(jù)庫基本涵蓋了整個青浦的排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，是解決問題的根本。

青浦排水 GIS 系統(tǒng)主要涉及基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層。本研究主要針對系統(tǒng)的基礎(chǔ)層和數(shù)據(jù)層進行排水管理機制分析。剖析數(shù)據(jù)庫屬性字段，合理劃分管理范圍，尋找數(shù)據(jù)庫檢查井編碼規(guī)律、檢查井與管道關(guān)聯(lián)關(guān)系。上海市排水檢查井沒有統(tǒng)一編碼，也無相關(guān)規(guī)范、標準對檢查井規(guī)定編碼規(guī)則。數(shù)據(jù)庫建設(shè)初期未考慮管井編碼問題，數(shù)據(jù)庫存在檢查井、管道編碼不唯一。本研究借助編程語言實現(xiàn)“派單”給管理單位。這項程序?qū)崿F(xiàn)的前提是檢查井編碼必須。青浦排水數(shù)據(jù)庫自數(shù)據(jù)運維以來緊隨考核要求一直在反饋問題并未解決問題并未關(guān)注編碼規(guī)則。數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)從入庫至今未做實質(zhì)性的更新，對應(yīng)的服務(wù)層、管理層數(shù)據(jù)必然達不到現(xiàn)勢性要求，尤其是高程、平面位置、管徑、材質(zhì)等屬性信息與現(xiàn)實差距明顯。在排水管網(wǎng)管理過程中不能實現(xiàn)智能化管理，有些重要屬性缺失還要追溯源頭，給管理者帶來不準確的信息。

2 編程語言實現(xiàn)循環(huán)管理

2.1 需求分析

地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)了排水管網(wǎng)的信息化管理，能夠進行查詢分析與可視化表達，在一定程度上取代了原有落后的人工管理模式[5]。如果不能準確掌握城市排水管網(wǎng)情況，排水管理單位開展工作將會十分困難[6]。因此，許多城市已通過開展城市排水管網(wǎng)普查工作，逐步建立起了排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫GIS 系統(tǒng)。然而當前我國城市排水管網(wǎng)維護還存在管理制度建設(shè)不完善[7]。因此，借助 GIS 及其他手段實現(xiàn)“養(yǎng)護-檢測-數(shù)據(jù)庫”有效循環(huán)對管理部門意義重大。

地理信息工程是指應(yīng)用 GIS 的理論和方法，結(jié)合計算機技術(shù)、現(xiàn)代測繪技術(shù)等，用于解決具體應(yīng)用的 GIS 工程?；谝荒甑幕A(chǔ)數(shù)據(jù)和用戶需求調(diào)研，明確了業(yè)主對系統(tǒng)的需求，通過分析用戶類型、服務(wù)對象、應(yīng)用現(xiàn)狀等理清了數(shù)據(jù)庫與用戶之間的邏輯關(guān)系，明確用戶需求，編程小程序才能實行可行性。本研究實現(xiàn)有效管理機制主要關(guān)聯(lián)重要需求有兩點。

首先，從 GIS 排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫運維日常復(fù)核過程中發(fā)現(xiàn)問題交由養(yǎng)護單位整改。養(yǎng)護單位多為養(yǎng)護工人現(xiàn)場巡查，借助 GIS 系統(tǒng)信息化制定可用的帶有定位信息的管網(wǎng)數(shù)據(jù)；其次，對于 CCTV 管道檢測，一般會提供給他們道路管段、管徑、管材、高程等信息。當提供管網(wǎng)定位數(shù)據(jù)具體到井蓋平面坐標（X,Y）（上海城建坐標系），或者現(xiàn)場圖片定位數(shù)據(jù)，養(yǎng)護工人尋找相應(yīng)的井位置將輕車熟路。這就涉及到對每一座井進行編碼，確定井蓋唯一性、定位信息可視化、形象化、提供數(shù)據(jù)批量化等關(guān)鍵技術(shù)。

2.2 建立分析模型

通過對青浦排水數(shù)據(jù)庫研究，管網(wǎng)數(shù)據(jù)主要存在節(jié)點編號重疊、道路名稱未更新、管段拓撲關(guān)系錯誤等。無論是管道數(shù)據(jù)異常還是井數(shù)據(jù)不準確，數(shù)據(jù)現(xiàn)場養(yǎng)護均需通過開井實現(xiàn)，井蓋位置確定唯一編碼在數(shù)據(jù)維護與現(xiàn)場檢測、養(yǎng)護均帶來極大的便利。研究發(fā)現(xiàn)青浦我八鎮(zhèn)三街道中每個街鎮(zhèn)中數(shù)據(jù)庫中井蓋數(shù)據(jù) OBJECTID 編碼存在唯一性，養(yǎng)護工作以路段劃分由各街鎮(zhèn)分管。唯一井編碼根據(jù)各街鎮(zhèn)劃分，實現(xiàn)井的唯一性，通過井用方向線掛接管道唯一性標識建立程序模型。通過 GIS 數(shù)據(jù)庫分街鎮(zhèn)建立各街鎮(zhèn)數(shù)據(jù)庫，根據(jù)排水屬性準確性檢查要求，通過查詢構(gòu)建器建立篩選模型配賦給各街鎮(zhèn)實現(xiàn)檢查井唯一編碼。

主要屬性異常判斷和篩選，依據(jù)《上海市排水設(shè)施地理信息數(shù)據(jù)庫維護技術(shù)規(guī)定》結(jié)合項目經(jīng)驗，排水數(shù)據(jù)庫常見屬性問題主要有管徑、井蓋地面標高、管底標高、井深、管材、埋深、建設(shè)年代等；主要邏輯錯誤有倒坡、連通、出水口、進水口不明已經(jīng)點線拓撲關(guān)系錯誤等，排除倒虹管、頂管、拖拉管等特殊管線。邏輯錯誤可以通過 GIS 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析、拓撲檢查自動檢查修改部分邏輯錯誤，常見典型異常圖式列于表 1。

表1 管網(wǎng)數(shù)據(jù)常見錯誤類型分類

根據(jù)需求分析通過 SQL 查詢語言實現(xiàn)，部分典型問題篩選語句如下：

MANHOLE_STATE ＜＞0 AND IsUse =1 AND (MANHOLE_DEPTH =0)

DRAI_PIPE_PALT_BEG- DRAI_PIPE_PALT_END ＜30

......

導(dǎo)出異常數(shù)據(jù)進行針對性復(fù)核和 CCTV 檢測，過程中形成具有唯一編碼的現(xiàn)場照片。建立“篩選-復(fù)核-反饋-整改”數(shù)據(jù)庫、養(yǎng)護、CCTV 檢測有效循環(huán)的管理機制。其中，反饋以整改表單的形式下放，循環(huán)后返回數(shù)據(jù)庫運維。本研究篩選和表單均通過唯一編碼結(jié)合編程語言 VBA 實現(xiàn)。

2.3 功能實現(xiàn)

養(yǎng)護工人文化水平普遍不高、使用智能手機定位困難但對養(yǎng)護我內(nèi)的路段及周邊環(huán)境了如指掌。這就要求提供給管理單位的異常問題單子格式是有要求的，實踐證明 Excel 表格有利于實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)又能實現(xiàn)養(yǎng)護工人使用。被掩埋井位置信息在數(shù)據(jù)庫運維中至關(guān)重要，且歷史資料查找困難，就必須借助數(shù)據(jù)庫進行定位、查找，針對被掩埋井位置信息必須標注方向示意線。

數(shù)據(jù)庫運維在外業(yè)復(fù)核階段對數(shù)據(jù)庫異常問題進行現(xiàn)場拍照定位，借助數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)進行（X,Y）平面坐標定位截取管線位置示意圖。復(fù)核或 CCTV 檢測現(xiàn)場照片與數(shù)據(jù)庫空間位置示意圖關(guān)聯(lián)同一個編碼。用編程語言 VBA 實現(xiàn)派單生成，養(yǎng)護現(xiàn)場整改完畢，返回數(shù)據(jù)庫運維，使用唯一標識碼實現(xiàn) GIS 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)進行屬性信息修改。在需求設(shè)計基礎(chǔ)上開展自動派單程序，部分代碼如下：

數(shù)據(jù)庫運維現(xiàn)場復(fù)核后針對全部篩選問題進行現(xiàn)場核查，根據(jù)現(xiàn)場核查結(jié)果進行數(shù)據(jù)庫首次屬性修改，針對現(xiàn)場測量無法實現(xiàn)的井位被掩埋、管道破裂、淤積等問題，做成唯一標識碼的單子反饋管理單位的養(yǎng)護工人，用定位定點方式高效快捷實現(xiàn)了暗井管道養(yǎng)護，掩埋井蓋挖掘、入河排水管修復(fù)。極大的提高了排水管網(wǎng)養(yǎng)護效率及數(shù)據(jù)庫現(xiàn)勢性。同時給管理單位呈現(xiàn)出了活性循環(huán)，見證了看得見的管理機制。

3 結(jié) 語

本研究理清了排水數(shù)據(jù)現(xiàn)狀數(shù)據(jù)存在的主要問題，并分析相應(yīng)問題產(chǎn)生的原因，打通了排水養(yǎng)護、管道檢測、數(shù)據(jù)運維三項工作循環(huán)思路。結(jié)合實際管理需求設(shè)計了針對排水數(shù)據(jù)庫提高數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性的數(shù)據(jù)維護管理程序。并在項目實施過程中得到有效運用。但本研究大部分工作重在更新重要字段屬性，目前次要字段屬性缺失方面未做深入研究，但數(shù)據(jù)庫缺失屬性已經(jīng)給管理者做改造工程決策帶來不便。

基于本研究相關(guān)經(jīng)驗總結(jié)，青浦排水數(shù)據(jù)庫目前部分存在老舊管線建設(shè)年代、管材字段屬性缺失嚴重，普遍存在井蓋材質(zhì)、管轄單位、跨界線不明確等屬性問題。建設(shè)年代、管轄單位、跨界線尤其是我界線這些數(shù)據(jù)給管理單位規(guī)劃管線及改造工程帶來困擾。通過數(shù)據(jù)庫研究，筆者建議搜集相關(guān)資料或者通過詢問有經(jīng)驗的排水管理者分街鎮(zhèn)按路段進行數(shù)據(jù)庫字段缺失屬性的填補。為將來排水行業(yè)工程決策提供準確數(shù)據(jù)。排水地下管網(wǎng)猶如城市的消化系統(tǒng)，維護系統(tǒng)數(shù)據(jù)現(xiàn)勢、準確將是未來城市規(guī)劃和建設(shè)不可或缺的組成部分。