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城市地下综合管廊信息化建设探讨
作者：童丽闺 杨浩
来源：《科技资讯》2017年第02期
摘 要：从城市综合管廊全方位管理的角度出发，该文在运用GIS、物联网、BIM等多技术融合的基础上，提出综合管廊信息化建设思路，研究法规标准体系、综合管廊大数据、综合管廊管理平台等建设内容，全面实现综合管廊的全面感知、智能监测、灾害预警、仿真模拟等智慧化管理，提高综合管廊的智能化水平，对提高综合管廊安全管理水平具有重要的现实意义。
关键词：综合管廊 信息化 GIS BIM
中图分类号：TU990.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（b）-0036-02 Abstract： For the management of urban utility tunnel，this paper used the technologies of GIS，ToT and BIM，put the train of thought for information construct of utility tunnel，researched on standards and regulations，utility tunnel big data and utility tunnel management platform，realized the intelligent management of the full awareness，intelligent monitoring，hazard forecast-warning and analogue simulation，improved the ability of utility tunnel. This research has important practical significance in improving the level of safety management on utility tunnel. Key Words： Utility Tunnel； Information Construct； GIS； BIM
我国城镇化正处于快速发展的关键时期，地下基础设施建设还比较薄弱，表现为路面频挖、管线事故时有发生等问题，因此，改变现有管线的管理方式，迫在眉睫。从发达国家的成功经验来看[1]，解决好城市的地下管线问题，最科学的途径是建设城市地下综合管廊。城市地下综合管廊亦称共同沟，是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道，是一种现代化、科学化、集约化的城市基础设施 [2]。
城市地下综合管廊的规划、设计、施工和运行维护管理等过程，离不开信息化技术手段的支撑。目前，国内在城市地下综合管廊信息化建设还需进一步提升。而且，现有的工作热点主要集中数字化层面，实现管廊信息数字化表达和管理，这只是信息化最基本的层次，还需要融入物联网技术、云计算等先进的技术手段，进行集成化、智慧化层面提升，实现综合管廊的全面感知、智能监测、灾害预警、仿真模拟等智慧化管理。 1 综合管廊信息化技术基础 1.1 GIS技术
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地理信息系统（GIS）以地理空间数据库为基础，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息[3]。将GIS技术引入综合管廊领域，通过空间位置的关联，将物联感知、管廊设施等数据进行空间显示、分析和管理。 1.2 物联网技术
物联网是通过安装在物体上的射频识别装置（RFID）、红外线感应器、全球导航卫星系统（GNSS）、激光扫描仪以及各种传感器，能够在任何时间、任何地点、任何物体之间进行信息交流和通信，从而真正实现精确定位、准确识别、智能监控和管理的一种网络[4]。将物联网技术引入综合管廊领域，可实现管廊环境、人员等的智能感知与管理。 1.3 BIM技术
BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling），通过数字信息仿真模拟建筑物所具备的真实信息，不仅包含三维几何形状信息，还包含了大量的非几何形状信息[5]。将BIM技术引入综合管廊领域，可整合建筑物的图形以及非图形信息，用以指导综合管廊信息化的设计、施工和后期运营管理。 2 综合管廊信息化建设思路
在智慧城市的顶层设计下，针对城市发展水平不均衡性，采取技术贯通、业务融合、机制模式等不同层次策略。根据“政府引导、市场运作、社会参与”的总体思路，从综合管廊规划、建设、管理、维护、运营工作的全生命周期过程，运用信息化技术手段，及时建立地下综合管廊信息化管理体系，实现对综合管廊的全方位管理管廊资料管理、数据更新维护、决策支持、运行监控、事故预警、事故处理、管廊维护。通过地上地下一体化的管理和开发，大幅提高城市地上地下空间结构不断增长、变化、对话过程中的土地集约化综合经济效益。
探索PPP（Public Private Partnership）模式，促进公共政府部门与民营企业合作，推动“互联网+”与城市地下综合管廊进一步结合，创新城市地下综合管廊的运营，为地方政府财政和企业带来持续性运营收入，构建一个以服务居民为核心、多方互惠的智能管理和服务模式，进一步提升城市的智慧化服务水平。 3 综合管廊信息化内容
城市地下综合管廊信息化建设，可结合物联网、云计算、大数据、三维建模、地理信息、移动通讯等科技前沿技术及手段，全面实现对综合管廊的智能化管理与安全自动预警，实现综合管廊勘察设计、施工、运营维护各阶段的可视化、精细化和智能化，助力城市地下综合管廊的快速发展。
3.1 法规标准体系建设
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参照《城市地下综合管廊工程规划编制指引》《城市综合管廊工程技术规范》等标准规范，建立支持地下综合管廊信息共享集成的标准体系，降低数据更新的成本，推进地下综合管廊可持续性发展。
3.2 综合管廊大数据建设
通过建立综合管廊自身与地面设施的拓扑关系，基本实现城市地下地上“一张图”管理。充分复用城市基础地理数据，将常态数据与非常态数据结合，将历史数据与现势数据相结合，建立管廊综合数据库，包括管廊空间数据管廊、业务数据、管廊BIM建模数据和应急指挥数据等内容。
3.3 综合管廊管理平台建设
采用地理信息、物联网、BIM等技术，全面探明、查清地下综合管廊分布情况，获取管廊内部各类运行数据，进行综合分析处理和运算，全面掌控管廊内部运行状态，构建集智能感知、精确定位、三维建模、预警监控、专业分析、应急救援、BIM应用等内容于一体的信息化解决方案。 3.3.1 智能感知
综合管廊内集中放置了燃气、给水、热力等各种地下管线，为了充分保障管廊的安全运行，可通过监测综合管廊环境，实现管廊环境的实时监测。主要涉及到管廊内的温湿度监测、氧气监测、水位监测等。 3.3.2 精准定位
综合管廊的空间信息是否完备准确，位置是否精确，对于规划、设计、施工都至关重要。通过管廊测量的准确定位，有助于提升管廊数据的管理和动态更新能力。 3.3.3 三维建模
系统可对管廊通道、管廊舱体、管网等综合管廊实体进行三维实体建模，为三维数据的可视化表达与分析提供基础支撑，可广泛应用于管廊的规划、设计、调度和施工等方面。 3.3.4 预警监控
通过固定点监测和人工巡查等方式，处理辨识出风险因子数据库，保障综合管廊的安全运营。将结果与预警等级进行对比，通过基于地图的空间展示，实现了预警数据可视化，及时通过人工或自动监控程序进行风险预警。 3.3.5 专业分析