非公共空间管线信息共享及协同更新研究

魏子雄，张新新，夏磊凯

1.南京市城市地下管线数字化管理中心，江苏 南京 211300；

2.南京市测绘勘察研究院股份有限公司，江苏 南京 210004

0 引 言

管线是指在城市公共、非公共空间内铺设的用于传输物质、信息的通道，被誉为城市的生命线。在普查工作的后时代，管线能否及时动态更新已经成为了管线信息成果是否可用的症结[1]。目前，各地管线信息化管理部门公共区域管线更新机制已经基本成熟。

非公共空间却还未形成完善的协同更新机制。首先，管线管理部门对非公共区域的管线更新缺乏管理机制。众多的社会单位往往未经审批自行铺设、维护管线，单位内部相对封闭且管网维护改造工期较短，难以管理。其次，社会单位也难以实现管线信息化管理，资金有限，管线数量庞大，受限于数据安全以及人力投入等问题，难以通过专网实现共享，自身也很难单独构建独立的管线信息系统。长期的无序埋设、维护工作的薄弱使得管线安全问题逐渐浮上水面，近年来各地频发非公共空间管线破坏事故，对人民群众生产生活带来了极大的影响[2-3]。随着各地城市智慧化、精细化管理工作的深入推进，着力完善城市非公共空间管线协同更新机制，破除非公共区域管线信息孤岛已然迫在眉睫[4-10]。本文以南京市为例，研究非公共空间管线信息共享服务、数据协同更新模式，探索城市管线信息更新模式的全覆盖式发展。

1 非公共空间管线信息平台建设

1.1 现状及症结分析

2014年，南京市管线数据成果共享和免费供图等优惠政策实施，目前年供图量达近12×104km。众多建设单位有着强烈的管线成果共享需求，社会单位也同样迫切需要管线信息成果。实际工作中，传统供图方式难以满足社会单位需求，而管线数据系统往往涉密级别高，专线铺设成本大，同样社会单位也难以应用[11-14]。随着南京市规划和自然资源管理事业融合的深入，改革工作明确提出加快信息化建设实现信息共享，实现轻量化信息平台共享、交互势在必行[15]。

然而推进非公共空间管线利用信息系统的建设又存在着诸多症结与难点。首先，管线信息专业化程度较高，区别于正常地形图等地理信息系统，有着复杂的线性表示和图形表达，图面线路交错、抽象化程度很高。作为面向基层管理人员的信息系统，存在着学习成本高昂，难以实际使用系统等问题。其次，管线信息涉密，社会单位往往缺乏保密意识，信息系统在满足相关保密工作要求的同时，如何方便单位的日常工作。最后，非公共空间管线信息系统直接面对社会单位，部署环境繁杂，普遍硬件老旧性能较低，对系统建设、系统部署的兼容性、可靠性都带来了巨大的挑战。

1.2 建设需求分析

非公共空间管线信息化建设涉及管线信息化管理部门及社会单位，厘清双方需求，解决目前信息系统建设的症结与难点，对建设管线信息化平台显得尤为重要。

1）功能需求。既要衔接现有综合管线信息系统，扩展系统的一键生成功能，为社会单位分发管线数据资源及建设非公共空间管线信息系统。也应当构建管线数据管理、查询统计、屏幕输出和系统管理等功能模块，辅助社会单位用户进行管线信息的日常管理。

2）便利需求。既要基于南京市管线地方数据标准，符合现有管线信息系统分类分层的表达要求，也应当弱化管线专业性，简化管线线型表达，提高系统展示的可阅读性，降低学习成本，强化系统使用便利性。

3）技术保密需求。首先，系统研发应以轻量化、安全化为原则，在交互友好、部署简易的同时兼顾安全保密。保密方式采用数据库加密、访问控制、用户安全管理、禁用网络端口、限制u口、期限控制等手段确保信息安全。其次，系统应以南京市管线数据标准为规范依据，与现有综合管线平台实现数据交互和功能集成。

通过探索非公共空间地下管线信息利用与协同更新的技术方法，建立完整的管理流程与技术流程，与现有的公共区域管线信息动态更新流程互为补充，进一步打通管线信息共享壁垒。

1.3 系统设计

系统在需求调研、南京市管线数据标准、实施方案设计等基础上，进行系统功能、界面和开发框架设计。与现有综合管线信息系统对接，搭建非公共空间管线信息系统，实现两套系统相互衔接。本项目中非公共空间管线信息系统采用B/S与C/S混合架构设计。系统的一键生成系统模块部署在管线信息化管理部门，采用C/S架构，对应的用户为管理用户。系统中除一键生成系统模块外的其他模块部署在社会单位，采用B/S架构，对应的用户为使用用户。

系统为减少系统部署、安装的压力，满足社会单位管线数据成果的共享需求，构建了一键生成系统。该系统包括管线申请受理、资源打包和一键生成系统等功能，生成的系统介质包括管线数据、系统所需的软件安装环境、部署软件和系统安装部署手册等资源。总体框架包含支撑层、数据层、服务层、应用层、用户层（图1）。

图1 总体框架Fig.1 Overall framework

1.4 支撑数据库建设

参考现有综合管线信息数据和管线数字化平台基础，以南京市地方管线数据标准为规范依据，设计并建设支撑数据库。综合管线数据库包括给水、排水、燃气、热力、再生水、工业、电力、信息通信、综合管廊等管线地理空间数据[16]。数据库内容体系主要由综合管线数据和支撑数据库两部分组成（图2）。综合管线数据主要包括给综合管点和管线数据，以及变化标注图形数据；支撑数据库用于存储用户、权限、日志等相关的基础数据，支撑数据库主要用于存储变化标注图形、变化标注报告、管线申请用户、用户、权限和日志等。

图2 数据库内容体系Fig.2 Database content system

1.5 服务应用建设

针对非公共空间管线利用信息系统需求，服务层基于开源地图服务器Geoserver、JAVA后台开发等相关技术实现。非公共空间地下管线信息管理系统的服务层分为两大类，一类部署在管线信息化管理部门的服务层，主要由管线申请服务、管线申请查询服务和管线资源自动生成服务等服务组成，为非公共空间地下管线信息管理系统应用提供基础服务。另一类部署在社会单位的服务层，主要由管点图层服务、管线图层服务、行业统计服务、查询统计服务、自动发布服务、变化标注要素服务、变化标注导出报告服务和用户管理服务等服务组成。

登子开始忙活着晚饭，甲洛洛坐在那里烤火。突然屋顶啼啼嗒嗒地一阵响动，房梁间的灰尘簌簌的直往下落，甲洛洛赶紧用手盖住茶碗。登子大吼一声冲出家门：是那头小牛跑到了屋顶？几个小孩大声回应着：是扎巴和扎洛！是扎巴和扎洛！没过一会儿只听到两个孩子的哭声震天。

应用层则基于服务层提供的相关服务和实际业务应用需求，开发非公共空间地下管线信息管理系统，系统应用层分为两大类：一类部署在管线信息化管理部门的应用层，主要包括一键生成应用系统，该系统基于应用层来展示非公共空间管线利用信息系统的基础功能，推动体系建设和应用。另一类部署在系统的应用层，主要包括数据管理、查询统计、变化标注、屏幕输出打印和系统管理等应用。

为响应图层应用简化需求，降低管线复杂的线性表示和图形表达的使用门槛，需对服务应用层中主要的管线、管点图层服务进行简化建设。管线图层：根据南京市管线地方标准，现行管线类别共10大类45小类，每种小类颜色、线型都不一致。在非公共空间管线信息系统图层服务中，简化现行分类表达，将管线大类统一线性样式，仅以颜色区分。管点图层：简化表达各类管线的辅助点、设备、设施，主要表达井、地上明显构筑物等，如检修井、调压房等，其他管点仅用圆点符号表达，具体属性可在属性查询内区分。

2 非公共空间管线信息共享应用与协同更新

2.1 共享应用与协同更新技术研究

非公共空间管线信息共享平台可满足社会单位日常的管线信息管理，实现了按特定空间范围进行查询与统计、输出管线简图、系统用户及权限管理等需求。为用户提供管线数据管理、查询统计、屏幕输出和系统管理等功能模块，拓展了管线数据共享应用范围，便于社会单位摸清自身管线家底，辅助管网维护、改造、施工等工程。

在共享的基础上，为实现管线信息动态交互，研究协同更新技术。系统增加协同更新变化标注功能，包括：增加、修改、删除等图形及属性编辑功能；名称、描述、时间、状态等信息备注功能；打包导出报告内容、标注范围等所需文件的一键导出功能，导出报告包括word文档和shapefile两种文件格式。

2.2 协同更新机制

基于非公共空间管线更新现状，为了解决数据交互更新问题，管线信息化管理部门需结合非公共空间利用软件与变化标注方法研究，基于非公共空间管线共享平台构建管理部门和社会单位的协同工作模式，从制度和管理办法上保障非公共区域管线信息利用与更新机制畅通，促进非公共区域管线信息共享利用与协同更新技术发展，提升管线更新维护管理水平。为了完善协同更新机制，非公共空间管线信息平台中增加管线协同更新变化标注功能，管线信息化管理部门利用标注更新范围，进行管线数据动态更新维护，建立更加完整、高效、互惠的管线利用与协同更新管理机制。

在统一更新技术标准、统一数据分发服务政策的基础上，建立管线信息化管理部门与社会单位间的分工负责保障机制。社会单位在管线信息化管理部门协助下，申请信息系统使用，而后社会单位通过自身内部物业管控、工程管理等方式收集管线动态变化，做好管线变化区域标注。当范围内管线发生变化后，及时进行动态标注绘制，导出准确的变化区域范围并上传至管线信息化管理部门。协同更新变化标注方法流程如图3所示。

图3 协同更新变化标注方法流程图Fig.3 Flow chart of collaborative update labeling method

南京市各区县主管单位在接到变化区域通知后，按照管线信息的变化情况，组织数据采集和动态更新工作，获取管线数据变化量。管线信息化管理部门通过管线系统实时将更新区域的变化数据进行入库推送更新，再将社会单位的管线数据进行重新资源打包后分发，实现非公共空间管线信息生产、利用到动态更新的闭环管理（图4）。

图4 非公共区域管线利用与更新机制流程图Fig.4 Flow chart of the utilization and update mechanism of pipelines in non-public areas

3 结 论

非公共空间管线信息利用与协同更新技术研究，响应了众多社会单位的管线信息化建设和应用需求。利用非公共空间管线信息系统实现了离线加密的管线信息数据共享，摆脱了以往造价高昂的专线专网共享限制。利用简易化的管线图形表达，以及基础的分析统计功能使社会单位能非常便利地使用管线信息成果。通过在南京市内选择试点单位开展了非公共空间地下管线信息利用与协同更新技术方法的示范应用，进一步打通了南京市管线信息化管理部门与社会单位之间的共享壁垒，跳出了传统线下单一的供图模式，利用协同更新的双向交互，解决了历史线下数据共享间隔期间的现势性问题，示范成果反馈良好。下一步将面向全市社会单位，广泛开展管线信息共享利用和协同更新工作。非公共空间管线信息利用与协同更新的完善，实现了管线信息全覆盖、全更新的跨越式发展，促进了管线信息发挥出更广泛的经济效益和社会效益，为未来走向城市管线精细化管理奠定了扎实的基础。