基于GIS技术的地下管线全生命周期体系构建研究

曹斌

（上海市测绘院 上海 200063）

1 引言

作为城市基础建设的重要组成部分，地下管线在城市规划、设计、应急管理等基础建设中占据着重要位置，城市地下管线被称作城市的“神经”和“血管”[1]。上海市地下管线全场以超过12万千米，复杂交错存在密度大、辨识度低等问题。现阶段为实现地下管线从规划设计到施工运营再到日常围护的管线全生命周期互通互联、数据共享的精准化管理方式。上海市规划和国土资源管理局联合上海市测绘院、上海市城市规划设计研究院以及各大管线单位、管线工程设计单位等部门提出在基于GIS技术的地下管线全生命周期数据库的基础上，建立覆盖地下管线全生命周期的规划管理机制。

2 地下管线管理中存在的问题

2.1精细化管理水平欠缺

2017年，习近平总书记在上海提出“城市管理应该像绣花一样精细。”现阶段上海市的地下管线信息化管理停留在仅依靠GIS技术，固然单纯技术上的数据存储更新管理是最容易实现的，但远达不到总书记提出的“绣花”目标[2]。地下管线管理工作应包括从管线的规划到设计、施工、验收、日常维护等阶段，并实现各阶段的有效互联，由于地下管线生命周期长、工程量庞大，实际工作由各管理部门分散管治，导致各阶段工作被严重分割，关联性差导致管线信息共享程度低，数据流、工作流长期处于分割状态[3]，不能进行信息交流对比，这种情况多精细化管理相当不利。

2.2智能化程度低

《上海市城市总体规划(2016-2040)》指出，上海市将在2040年建成卓越的全球城市，上海市中心城区已在2016年完成地下管线普查工作，同时外环线以外建成区的管线普查工作已开展。现阶段除基础的地下管线信息普查外，还需要建立地下管线数据库共享平台实现各方数据的共建共享[4]。在地下管线基础信息框架构建过程中，对于普查成果的拓展应用也是建设全球城市的重要一步。合理的利用地下管线数据库，发挥普查结果最大效益，在应急处置决策、统筹区域协调发展有着重大意义[5]。

3 地下管线数据库的建设

3.1地下管线数据规状

根据自2003年以来的地下管线测量数据中可知，目前上海市的地下管线已累计测量了长度达2万千米左右[6]，存在的以下问题：

（1）处于规划审批阶段的地下管线没有统一数据标准，没有进行入库管理；

（2）已获工程许可的地下管线，没有进行数据统一整理，数据状态呈碎片化；

（3）规划审批与已获工程许可的管线不能够实现各环节的环环相扣，中间存在严重的断联情况，亦未实现与测量成果质量验收、规划竣工验收、档案验收管理数据的一体化，如应急抢修、旧管网原管位拆排等管线工程规划许可证的管线数据信息尚未共享。

3.2数据库的建设目标

（1）统一数据入库标准

入库标准是实现数据统一的关键步骤，规划审批阶段和工程许可阶段的成果，各设计单位之间存在不同的成图标准无法实现统一入库，为实现数据统一管理，上海市制定了《上海市管线规划成果数据标准》和《上海市管线工程平面设计图数据标准》，同时再次修订了《上海市地下管线测绘规范》。以上内容详细规定了各阶段地下管线数据内容、要素分类规则、文件命名原则、数据格式和元数据，GIS方面确定分层标准、图层属性以及CAD与GIS相对关系。统一数据标准，实现了各类各阶段地下管线管理相互关联，数据成果兼容互通，确保了地下管线数据从设计规划阶段到审批施工竣工以及运营维护的全生命周期有效管控。

（2）数据资源整合

分析现有数据，上海市现存管线数据来源广，不同单位的地下管线数据内布要求不同，导致现有数据的精度不同，不符合数据入库要求。通过内业数据分析判别，外业实地调研，数据来源单位核查等方式，对现有数据进行整合、筛选形成精度高且统一满足入库条件现状管线数据库。采用自主研发的生产软件，将已整和的地下管线各阶段包括规划设计、审批许可、施工、跟测、竣工验收、运行维护、废弃处置等全生命周期信息相互关联[9～10]。形成了涵盖规划管理全生命周期的数据库，实现管线规划管理信息化全覆盖。同时对调研过程中发现存在破坏或功能废弃的管线建立管线数据修补机制，一并入库。

（3）数据库的应用

地下管线数据库建成后应包含全生命周期管线数据，以便满足地下管线不同阶段的规划管理要求。地下管线全生命周期数据库的统一，有利于规范地下管线布局规划，进一步使地下空间资源合理有效利用，可以为通信、供水、燃气、热力、电力、通信、广播电视等行业提供基础支撑，为全市地下空间发展规划设计模型提供数据支持，测量数据精确的数据库也各部门在日常规划管理和应急处置中提供精确三维空间数据。互联互通的数据库也为各部门间协调管理、统筹规划提供了便利。

4 全生命周期的管理制度

4.1规划审批机制

主干管网、受规划管控的管线需编制专项规划或控制性详细规划，完成审批流程，依规实施。具体流程主要为：编制、审批规划设计书，制定具体方案、方案公示、专家审议、意见征询等程序后进行方案完善和报批，管理流程新增要求，主要要求设计单位按规范制作电子报件，同时在审批过程中对电子报件进行检查入库，具体流程见图1。

图1 专项规划和控制性详细规划流程图

4.2工程许可机制

管线申请建设工程规划许可证过程中，已获专项规划或控制性详细规划的主干管网等重要管线可不提交规划文本和数据，新的工程许可机制审理流程规定设计单位须按《上海市管线规划成果数据标准》《上海市管线工程平面设计图数据标准》制作电子报件，受理时应进行数据筛查以保证电子报件符合要求，达到入库标准。为实现管线规划图、工程图等电子入库，机制新增成果入库流转单填写环节，新增打印送达文件有规划核查告知单和档案核查办理须知，同时告知管线建设单位工程批后的核查管理要求。成果管理部门接收成果入库流转单，同时将数据和案卷移交档案馆，具体流程见图2。

图2 工程许可审批流程图

4.3规划核查机制

自2011年上海市开始执行地下管线规划核查管理制度，主要包括管线的开工验线、跟踪测量管理、竣工验收和档案验收等内容。并通过组建微信群，加强核查的信息交流，各管理部门单位及时沟通、紧密协作，有力推进了规划核查管理工作，具体流程见图3。

图3 规划核查流程图

4.4成果入库机制

地下管线工程是地下隐蔽性设施，管线数据精确入库是实现地下管线规划管理精细化的前提和基础。入库前首先进行数据的质量审查工作，自主研发的成果预检工具可完成对项目信息完整性，图层组织、图层命名、属性完整性，正确性和规范性的检查，保证了数据的精确度。同时主管单位制定了严格的入库流程，具体流程见图4。

图4 成果入库流程图

5 结束语

新建数据库共享机制将规划审批、工程许可、施工竣工、运行维护各阶段串联融为整体，使各环节紧密沟通，精细化程度更高，数据库的动态更新，可不断完善和修改保障了地下管线数据的精确性。目前，大数据背景下，健全的数据规划管理机制可为城市安全、政府部门决策、突发事件的应急处理提供强大的技术支持，数据的共享机制可使数据的价值最大化。科学合理的管理体系使大数据和管理机制有机融合实现了上海市地下管线系统化、精细化管理的需求。地下管线全生命周期管理机制的构建，实现了中央对全面加强城市地下管线管理要求，提升高了城市运行效率。