地下管线动态更新与数据标准问题浅析

贾伟政，赵亚波，潘旭飞

(1.青岛市勘察测绘研究院，山东 青岛 266032； 2.青岛市地下空间地理信息工程研究中心，山东 青岛 266032)

1 引 言

为切实加强城市地下管线建设管理，保障城市安全运行，提高城市综合承载能力和城镇化发展质量，国务院、住建部等曾于2014年先后下发意见和通知，要求开展地下管线普查，建立综合管理信息系统，满足城市规划、建设、运行和应急等工作需要。据统计2015年度全国各地开展的各类管线项目多达14万项[1]。目前大部分城市已经完成了地下管线普查和信息化建设工作，并已转入了地下管线普查后的成果利用和运维工作。地下管线的动态更新和数据标准是影响地下管线普查成果持久发挥作用的重要因子。

2 地下管线普查与信息化建设的主要内容

2.1 资料收集与调绘

地下管线资料的收集对普查工作开展非常重要，尤其对复杂的探测区域，历史管线资料可以帮助作业员快速准确地判断管线的走向。普查工作开展前，应向相关单位收集整理已有管线资料。

2.2 地下管线探查

通过调查明显管线点，查明管点特征、管线埋深、材质、管径、附属物名称、所在位置等信息，以及管线起止走向、管线的连接关系等；并通过管线探测仪等设备对覆土管线进行探查定位，查清管线位置、走向、埋深等信息。地下管线探测方法主要有电磁法、电磁波法。对于复杂条件下城市地下管线技术，行业内有较多的经验积累[2，3]，但是受当前技术手段限制，复杂条件下管线探测、非金属材质管线探测、超大埋深管线探测仍然是行业内的难点。

2.3 地下管线测量

地下管线测量采用经济合理的技术手段，布设平面控制网和高程控制网，如网络RTK结合四等水准测量的方法[4]。在此基础上开展图根控制测量和管线点测量，确保管线点精度满足相关规范要求。

2.4 管线图编绘与数据建库

对地下管线探查和测量工序采集的地理数据和属性数据进行处理，开展管线图编绘，最终生产出符合要求的综合管线图、专业管线图。采用图库一体化软件，在图件编绘的同时，生成管线点线表数据库，经过格式转换后，形成符合入库标准的管线数据。

2.5 信息系统建设

地下管线信息系统建设，是根据政府管理部门、管线权属单位等用户在地下管线规划、建设、管理以及系统应用、数据更新等方面的需求设计研发的。根据用户对象和应用要求的不同，系统可以分为浏览查询系统、三维展示系统和信息管理系统。地下管线信息系统总体架构如图1所示。

图1 地下管线信息系统总体架构

地下管线普查工作的完成，仅仅是地下管线管理工作的一个开端，地下管线管理是一项复杂的系统性工程，普查后地下管线管理仍有若干问题需要重视。

3 普查后地下管线管理需要重视的问题

3.1 动态更新问题

大多数城市在管线普查工作完成后，都出台了地方性的地下管线管理办法，建立起了相应的动态更新制度[5，6]。

但是由于地下管线管理存在以下特点，动态更新机制难以完全无缝地发挥作用。主要表现在：

(1)动态更新制度执行不到位。对于一个大中型城市而言，新建、扩建、改建的项目众多，涉及的部门、管线权属单位、施工单位非常多，由多部门主导的动态更新制度的执行力度不统一。甚至有部分不办理竣工验收备案的管线也能投入使用，职能部门无法设置有力抓手。

(2)管线覆土前实测难度大。为了尽量减少管线施工的影响，施工单位在进行管线施工时经常安排在夜间进行，地下管线竣工测绘覆土前实测的要求难以满足。另外，部分抢修、应急等工程完工后没有及时办理竣工备案，管线跟踪测绘无法实施。对非电磁导体材质的地下管线，后期通过管线探测仪进行管线探测的难度大，竣工测绘数据的数据质量和可靠性会大打折扣。

(3)各部门竣工测量技术要求不统一。管线施工单位的竣工图多数是通过在施工设计图的基础上进行修改和添加注记形成，数据可靠性和精度低，数据格式无法导入管线普查成果数据库。测绘单位则主要是按照管线普查成果数据库要求，进行测绘，但对管线信息细节和专业性把握不足。

3.2 数据共享问题

地下管线普查建立的地下管线信息浏览查询系统主要为政府部门、专业管线单位、企事业单位等提供管线信息的浏览、查询和检索等服务，以及有关的统计与简单分析等功能服务。地下管线数据库则一般存放于档案管理部门，广大管线权属单位、设计单位、管线施工单位，也可以按照相应的程序，调取所需的管线数据。

各专业管线单位出于保护企业利益、管网数据安全保密、企业管理需要、专业深度不同等多方面原因，建立专业信息系统与综合管理信息系统数据标准不统一、不共享，管线信息交换、共享无法实现。

3.3 管线普查覆盖面问题

由于资金、管理、普查完成时间等各种因素的制约，目前地下管线普查的范围大多为市政道路、广场、河道等公共区域，与城市生产、居民生活密切相关的小区管线、企事业单位庭院管线大多未纳入普查范围。

小区管线承载着市政管线到户的功能，是市政管线的末端或起始端。小区管线分布于人口密集的居民区和企事业单位内部，如果这部分管线出现问题，会直接影响到居民生活和企事业单位生产活动。

小区管线的管理，目前属于城市地下管线管理的盲区，尤其是老旧小区地下管线，物业公司不愿意接管，有的老旧小区甚至无物业公司，地下管线处于无序状态，安全隐患严重。近年来在海绵城市改造、供热二次管网改造、燃气管线老旧管道升级改造等工作中，由于地下管线埋设情况不明，由施工引起的安全事故时有发生。

从政府精细化管理和以人为本的管理理念考虑，急需做好小区管线普查，建立完整的地下管线信息数据库，以满足城市规划、建设、运行和应急等工作需求。

3.4 管线数据标准问题

地下管线数据标准包括：地下管线分类、分层、分色标准；地下管线段分类编码标准；地下管线数据库结构标准；地下管线点分类编码及符号图例标准；地下管线隐患数据结构标准；地下管线元数据表结构标准等。地下管线数据标准化是实现管线信息共享的基础。

地下管线普查工作一般由政府档案管理部门组织和领导，由专业测绘单位承担建设工作。在确立数据标准时，主要参照了现有技术规范和行业规定，管线权属单位的参与度有限，数据标准中可能与管线权属单位的专业管线信息系统的数据标准不统一；对管线的功能性考虑也存在不足，缺乏管线功能参数，导致对管线的宏观分析和应用方面支撑不足。

从智慧管网建设角度考虑，需扩展现有数据标准，为智慧城市建设打好基础。

4 地下管线普查与信息化建设的建议

4.1 创新管理模式，以数据共享带动动态更新

根据职能部门的职责分工，建议由城管局或档案馆牵头联合规划、城建、发改等有关部门，建立永久性地下管线综合管理机构，负责地下管线普查工作的组织实施，并重点负责普查结束后的地下管线管理维护、动态更新、成果应用。

加强制度建设，以规划审批、城管和建管施工督查、竣工档案管理、测绘服务保障等为抓手，从“批前、批中、批后、竣工”等层面全程监管。对工程竣工后长期不向档案管理部门移交竣工档案的单位，纳入地方诚信考核体系。

推行综合管线数据共享和使用。通过财政保障，委托具有测绘资质的第三方机构负责数据库的更新和维护工作；实行财政投资建立的综合管线数据库免费提供有关单位查询、使用。制定工程建设项目开工前管线查询和核查制度，发现现状资料与查询资料不符时，委托测绘单位进行补测补绘。通过数据共享服务提高管线建设、管理相关方的参与度，营造“管线普查、竣工测量、系统更新、用户使用”良性循环的动态管理模式。

管线的动态更新是一个长期的、持续性的过程，而且需要多方面的积极配合，因此有必要建立一套完整的长效更新机制，由专门的测绘单位及时完成管线的覆土前测量，并及时入库更新，各职能部门应积极配合，以确保实现真正的管线动态化管理。

4.2 推动小区管线普查，构建完整数据库

研究和推动小区和企事业单位内部管线普查。小区管线数据标准和系统建设应与市政管线的标准相一致，为城市规划设计、管线管理、应急指挥等提供统一的应用服务体系。

对于老旧小区管线普查宜由政府主管部门，按照统一的标准、精度要求等组织实施。新建小区宜有开发主体单位按照竣工验收报备的标准，委托测绘单位依据相关规范要求开展竣工测绘，并向档案管理部门提交地下管线竣工成果。

企事业单位内部管线普查宜有该单位按照小区管线普查要求，委托测绘单位按统一的技术标准进行管线普查。开展居民小区、企事业单位内部管线普查(竣工测绘)(取舍标准见表1)，实现城市地下管线管理全覆盖，构建完整的地下管线数据库。

表1 居民小区、企事业单位内部管线普查(竣工测绘)取舍标准

4.3 推进智慧管网建设

智慧管网的内涵是通过互联网，把植入管网设施的智能传感器连接起来形成物联网，实现物理管网的全面感知；利用云计算技术对感知信息进行智能处理和分析，实现网上“数字管网”与物联网的融合以及管网智能响应与决策支持[7]。

智慧管网建设首先要解决数据标准问题，兼顾综合管线数据和专业管线数据标准，扩充接纳智能设备数据，升级现有地下管线综合信息管理系统，建设智慧管网管理平台。其次，是要通过智能传感器，构建管线、管线设施、人的互联互通物联网，实现地下管线的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。第三，智慧管网支持多源数据、多业务、多环境的门户集，基于多源数据、模型库、应用业务服务链和专家知识库，通过云计算和演绎推理，实现管网智能分析与决策支持。

智慧管网的建设内容十分丰富，是一项复杂的系统工程。在建设过程中，需要循序渐进，根据管线的种类、功能特性等分步实施，先建设新建管线的智慧化，再解决已有管网的智慧化；对重点区域、高危管线、关键部位等先行先试，逐步开展智慧管网建设。

5 结 语

城市地下管线是城市基础设施的重要组成部分，对城市的健康发展具有重要意义。地下管线普查完成后，动态更新成为开展地下管线管理、保持管线数据持久发挥作用的主要任务，同时管线数据共享程度、管线数据利用情况、数据标准一致性和扩展性等都对动态更新机制的运行产生一定影响。

在做好现阶段地下管线信息服务的基础上，通过地下管线补测补绘、管线竣工测量等方式开展管线数据维护和动态更新，积极拓展地下管线普查覆盖面，推进城市地下管线数据的信息共享、标准化建设、精细化探测，研究探索智慧管网建设，逐步提升地下管线管理的精细化、智能化水平，以满足城市建设、发展和高效管理的需要。