大数据技术在青岛智慧管廊中的应用与探索

文｜青岛市政空间开发集团路桥养护维修分公司 王亚男；青岛青咨工程咨询有限公司 黄涛 张季宝 鹿琳

1 引言

作为继物联网、云计算后的新一代信息技术，大数据已成为当前最受关注的概念之一。大数据技术和应用在全球得到了迅猛发展，并已对政府、企业决策和人们的生活方式产生了重要的影响。青岛市作为国家第二批综合管廊试点城市，管廊试点项目陆续进入交付、运营阶段。各试点管廊项目开展了智慧管廊建设，为加强对各管廊试点项目的运维监管,提高城市管廊运行管理水平,青岛市汇聚各区域管廊数据,建设城市级管廊运维监管指挥中心和城市级管廊运维监管平台，为城市级管廊大数据的应用奠定了基础。为此，青岛市建委组织课题组对智慧管廊在青岛市的应用进行了总结，并对大数据技术在青岛智慧管廊中的应用进行了探索。

2 研究思路

城市地下综合管廊大数据应用是涵盖管廊数据采集、梳理、管理、服务、应用于一体的数据资源综合服务与管理。也需要按照统一、集约、高效的数据开发利用理念，打造“新型智慧管廊”，有效解决“信息孤岛”、“数据烟囱”等现象，通过以应用为抓手，打通信息流，满足城市管廊多方位、多层次的数据需求，推进全市地下综合管廊信息资源共享及城市地下综合管廊治理的现代化，从而不断提升“智慧城市”公共基础设施“智慧管廊”的管理水平。

在青岛市《关于促进大数据发展的实施意见》（以下简称“大数据实施意见”）的指导下，大数据技术在青岛市智慧管廊中得到了初步的应用，而青岛市智慧管廊在大数据采集处理、开发和应用模式创新方面刚刚起步，还需要进一步的探索和创新。

3 大数据技术在青岛智慧管廊中的应用

3.1 城市级管廊大数据基础支撑云服务应用

按照大数据实施意见，在各级、各部门、各单位全面推行大数据基础支撑云服务模式，实现资源集约化利用。政务大数据和云计算中心建成启用后，原则上各部门不能再安排机房建设和改造，各部门也不能再配备机房设备、主机服务器、存储系统等基础软硬件设施。城市级管廊运维监管平台机房及数据存储部署在青岛市政务云上，不仅保证了数据安全，而且节省了政府投资，树立了城市级管廊大数据云服务应用的典范。

3.2 青岛市城市智慧管廊一体化数据中心

大数据实施意见提出建成一体化城市大数据中心，通过公共数据和社会数据的“聚、通、用”，实现跨部门、跨行业的数据资源共享共用和统一开放，并通过大数据的开发应用提升政府决策能力和风险防范水平，提高政务服务和社会治理的精准性和有效性。青岛市城市级管廊运维监管平台将全市地下综合管廊视频监控数据、前端采集的设备实时数据、基础数据和业务数据，包括管廊、管线的GIS数据、BIM数据和电子档案数据进行了汇聚和云存储,形成青岛市城市智慧管廊一体化数据中心；通过城市级管廊监管平台将城市管廊实时监控信息、影响管廊、管线安全的实时状态信息与电力、燃气等入廊管线单位实现共享共用，在管廊应急处置时，能够与政府主管部门、应急办等应急联动部门进行跨部门、跨行业的协同处置，能够有效提升政府决策能力和风险防范水平。

3.3 管廊前端智能化设备提高大数据采集与信息惠民能力

大数据实施意见提出加快建设城市智能感知网络，部署和推广传感器、智能设备等城市物联数据采集设备，提高大数据采集能力和信息惠民水平。管廊前端智能化设备能够实时采集城市地下管廊环境数据、视频监控数据、管线状态等数据，实现对城市地下管廊、管线运行态势的实时感知、预警报警，保障城市地下管线运行安全，创造良好的城市公共基础设施服务，为建设宜居幸福创新型国际城市，提升政府履职效能、构建信息惠民体系、推进智慧城市建设发挥重要作用。

4 智慧管廊大数据构建及创新应用探索

城市管廊大数据是智慧城市大数据中心的一个重要组成部分，青岛市智慧管廊在大数据采集处理、开发和应用模式创新方面刚刚起步，还需要进一步的探索和创新。

4.1 智慧管廊大数据的来源

大数据一般被认为是拥有PB、EB以及更高数量级的数据，大数据内容通常包括结构化、半结构化和非结构化数据。青岛市智慧管廊大数据，包括了管廊设计、施工、运行及影响管廊运行、结构健康、入廊管线状态等结构化、半结构化和非结构化数据，其来源可分为以下内容：

（1）管廊内的视频监控数据、前端采集的设备实时数据、管廊的基础数据和业务数据（日常运维管理、应急管理数据）；

（2）管廊本体结构定期进行的沉降、裂缝、应力等健康监测数据及管廊健康情况的评估数据；

（3）管廊内管线的档案数据、运行数据、管线的壁厚及腐蚀情况监测数据；

（4）管廊、管线的规划数据、地形数据，BIM模型数据以及管廊和管线及设备设施的历次大修、改造数据；管廊内历次发生的火灾、水淹、坍塌等事故前后的监测数据及评估数据；

（5）管廊、管线项目立项前的勘探数据、地质结构数据；

（6）管廊周边施工建设等隐患数据，如周边轨道交通、人防工程、海绵城市、居民建筑等对管廊影响的监测与评估数据。

（7）青岛市作为海洋性城市，空气中盐分高，对管廊内设备设施腐蚀性大，还需要对管廊内历年空气盐分含量监测数据、城市管廊地下地质监测数据进行归集。

4.2 智慧管廊大数据的构建

智慧管廊大数据的构建，包括数据采集、数据交换，以及数据的抽取和加载，转换、清洗对比与校验，形成城市智慧管廊大数据系统。

在智慧管廊大数据构建过程中，还需要对管廊的数据按照“分类存储、时限各异”的存储方式，对数据进行分类存储，如资料数据永久保存，运行数据中期保存，状态数据短期保存，图像数据选择性保存，优化大数据存储空间、提升系统效率。同时通过数据整合、数据建模、专题分析等，满足大数据智慧应用的需要。

4.3 智慧管廊大数据应用探索

城市地下管线是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”，也是智慧城市的重要基础子系统。而城市地下综合管廊是城市地下综合管廊安全、经济、高效运行的重要保障，通过将管廊多源异构的数据整合、数据建模和专题分析，从海量管廊大数据中挖掘出数据中潜在的有用信息，探索智慧管廊大数据的开发与应用。

（1）通过智慧管廊大数据与城市地理信息大数据、城市地下管线等大数据的融合，实现智慧城市跨部门协作，共享数据，可充分利用管廊大数据信息资源，做好城市地下空间工程规划、施工建设、运营维护、应急防灾、公共服务等工作，实现地下综合管廊与智慧城市管理有机衔接，提高城市规划与治理能力。

（2）通过智慧管廊、管线长期、海量数据的挖掘，可以对管廊、管线健康状况进行分析与预警，提前采取措施，避免管廊、管线事故的发生，提高管廊、管线的寿命，保障城市生命线的安全运行，大大提升城市公共基础服务水平。

（3）通过对管廊运维服务大数据的积累与分析，可对管廊运营维保行为、人员绩效、各种设备、设施的故障情况及有效服务年限等进行评价；可分析设备设施及运维服务的技术瓶颈，为改进管廊、管线运维服务质量，优化设备设施的选型提供依据，实现管廊经济、高效运行。

（4）通过对管廊施工工艺、地质状况、运行情况及健康监测情况等大数据的积累及分析，可对管廊在不同地质情况下的设计工艺、施工工艺等进行分析评价，通过对其深度挖掘，得出对设计单位今后改进优化设计有帮助的信息和结论，从而进一步完善、优化管廊设计，实现管廊全生命周期、全方位、螺旋上升式的闭环管理。

智慧管廊大数据构建

5 结论

通过智慧管廊大数据来源、大数据构建及智慧应用的探索，以及大数据技术在青岛智慧管廊中的应用实践，可以看到大数据对保障管廊、管线和设备设施安全，提升城市地下综合管廊治理水平，提升政府决策能力和风险防范能力，能够发挥重要作用。而管廊内高温、高湿、高盐分、高腐蚀的恶劣环境对管廊、管线及管廊内设备设施的寿命造成的不良影响，通过大数据应用保障管廊、管线和设备设施的安全更具现实意义。此外，对大数据技术在智慧管廊数据采集处理、数据建模和应用方面方兴未艾，还需要进一步的探索与实践。未来，大数据技术在智慧管廊的应用必将发挥重要作用。