浅谈我国城市地下空间设施的分类研究

2010-06-26上海市标准化研究院潘柯良耿全强

质量与标准化 2010年8期

上海市标准化研究院潘柯良耿全强

近年来，我国许多城市加快了对地下空间的开发与利用，各种地下管线、地下轨道交通、地下车库、地下通道等城市地下空间设施的建设越来越快；城市地下空间设施类型繁多，形态错综复杂，对当前城市地下空间的开发与管理提出了更高的要求，城市地下空间信息系统的建立迫在眉睫。城市地下空间信息系统要为政府监控城市地下空间开发、利用提供重要的决策依据和管理手段，而地下空间设施的分类与编码则是建立地下空间信息系统的关键任务。目前，我国现行标准中还没有一部涉及到所有城市地下空间设施的分类与编码，这不利于城市地下空间设施数据信息的共享、管理及发布。本文试图对目前我国城市地下空间设施发展现状及主要分类方法的研究进行归纳和总结，并提出对城市地下空间设施分类的新思路。

一、我国城市地下空间设施发展现状

1.城市地下空间

通常意义下，我们把地球表面以下的岩层或土层中天然形成的或经人工开发形成的空间称为地下空间（Underground space）。在城市规划区范围以内开发、建设与利用的地下空间统称为城市地下空间（Urban underground space）。

我国城市地下空间的开发、利用始于“备战备荒”的人民防空工程。从1950年开始，我国人民防空工程建设从无到有，从小到大，有了很大的发展。这期间，我国建设了一批地下工厂、早期人民防空工程和北京、天津地下轨道等。随着我国国力的增强以及国际关系日趋缓和，我国逐渐把地下空间利用的出发点从人民防空工程转移到国防与经济建设上。1978年，第三次全国人防工作会议提出了“平战结合”的人防建设方针。1986年国家人防委、建设部在厦门联合召开了“全国人防建设与城市建设相结合座谈会”，进一步明确了“平战结合”的方针。践之以行，人民防空工程除了发挥战略效益外，还充分发挥了社会效益和经济效益。1988年，在同济大学召开的第三届国际地下空间学术会议上，首次提出“城市地下空间”的概念。

随着我国城市人口的激增，城市建筑密度越来越大，土地资源越来越紧张，地面建设用地地价越来越昂贵。而城市的建设史表明，城市空间的开发遵循了“城市地面空间开发－城市上部空间开发－城市地下空间开发”这样一个次序；同时，根据世界工业发达国家城市地下空间开发利用与人均国内生产总值（GDP）的统计分析，当一个国家或地区人均GDP达到500美元后，基本具备了开发利用地下空间的条件和实力；人均GDP超过1 000美元后，城市对开发地下空间开始有需求，并有条件进行小规模的重点开发；人均GDP超过3 000美元后，则具备了适度规模开发地下空间的能力。

据国家统计局发布的《2008年国民经济和社会发展统计公报》披露，我国2008年GDP总量达到300 670亿元人民币，按2008年平均汇率6.948计，折合43 274.32亿美元；依据2007年和2008年统计公报披露的年末人口统计数字计算，2008年我国人口为132 465.5万人，以此计算我国2008年人均GDP为3 266.8美元。以常住人口计算，2008年北京市人均GDP已经达到了9 075美元，上海市人均GDP则超过了10 000美元。因此，我国在对开发、利用地下空间的需求和经济发展水平具备的条件下，大规模开发利用地下空间的时机已经成熟。

事实上，以城市地铁建设为主要标志的大规模开发、利用地下空间已在北京、上海、天津、广州等大中城市展开，我国已经进入了城市地下空间大规模开发阶段。目前，我国城市地下空间的开发、利用主要有以下两种方式：一是已有的人民防空工程设施“平战结合”改造和利用；二是新建具有发展潜力的城市地下空间设施。

2.城市地下空间设施

城市地下空间设施（Underground Facility of Urban Area）是指建设在城市地下空间、为实现某种城市功能而规划建设的系统性设施。

城市地下空间设施包括但不限于地下轨道交通、地下冷库、地下能源库、地下文体场馆、民防工程、地下商城、人行地道、地下停车场、越江隧道、下立交、地下变电站、地下管线等设施。

其中，城市地下管线设施是一类较为特殊的设施，其建设历史悠久且数量庞大，管理相对复杂，并且担负着城市的信息传递、能源输送、排涝减灾、废物排弃的功能，是城市赖以生存和发展的物质基础，是城市基础设施的重要组成部分，是发挥城市功能、确保社会经济和城市建设健康、协调和可持续发展的重要基础和保障，被人们称为城市的“生命线”。

例如，上海市给水、排水、电力、燃气、信息等市政公用设施，从清同治元年（1862年）陆续开始建设，至民国初期已具有一定规模。此后，各种地下管线相继发展，新中国成立前，上海城市地下管线总长3 126 km。新中国成立后，特别是1978年改革开放以来，上海城市建设飞速发展，地下管线铺设越来越多，到1992年底，上海地下管线总长已达14 000 km，并以每年500 km～800 km的敷设量增加。由于地理因素和历史等原因，上海城市道路和地下管线呈现“老”、“密”、“乱”的状况，地下管线与地面建设之间的矛盾十分突出，在建筑施工中经常发生挖断或损坏地下管线的重大事故，使城市人民生活和建筑施工安全受到严重影响。因此实现城市地下管线信息数据共享迫在眉睫。

二、我国城市地下空间设施分类研究的现状

目前，由于涉及各行业相关信息参差不齐，如水务、电力、燃气等市政管道行业信息化建设较早较快，对历史的兼顾比较多，发展比较好，而地下建（构）筑物设施信息化建设相对缓慢且管理分散，造成标准执行力度不强。据笔者梳理研究，目前涉及水务、电力、燃气等地下空间设施的国家标准与行业标准约有30多件。在对其中内容进行对比研究后发现，与地下空间设施相关的分类编码标准并不能满足城市地下空间信息系统的需求，其原因在于这些标准给出的分类与编码不仅不能涵盖所有地下空间设施，且同类设施不同标准间分类与代码也存在不统一的情况。例如，国家标准GB/T 13923-2006《基础地理信息要素分类与代码》和工程建设行业标准CJJ 61-2003《城市地下管线探测技术规程》中，前者对地理要素进行了分类，其中涉及到城市地下空间的设施主要有城市市政管线、地下人行通道、地铁等，并且编写了相应设施代码，但其分类中未涉及人防工程、地下车库等设施；后者对电力、电信、给水、排水、燃气等地下管线及其附属物进行了分类和编码，但未涉及地下轨道交通、人防工程等设施。从具体应用的角度来看，上述两个标准并不兼容，可操作性不强。以电力线为例，GB/T 13923-2006将其分为高压和低压，CJJ 61-2003则分为高压、中压和低压。

上海市在地下空间信息平台建设过程中，发现在涉及城市地下空间设施的行业实际应用中也存在设施分类方法多种多样，除参考国家标准和行业标准的分类之外，还有按硬管（自来水管、排水管、燃气管等）、软管（电力线、通讯线等）的分类，以及按直埋管、专业沟、综合沟进行分类的，这种状况不能满足地下空间设施涉及的水务、电力、通信、民防、交通等众多管理部门信息共享的需要。因此，及时归纳现有设施分类研究的现状，并提出相应解决方案，对城市地下空间信息平台的建设尤为重要。以下就现有的设施分类研究现状进行归纳和总结：

1.按设施的使用功能来划分

学术上按照是否具备、包含或提供人类居住功能来划分，将所有的城市地下空间设施分为地下建筑物设施和地下构筑物设施。在目前已有的标准中，也多从这个角度入手对涉及到地下空间设施进一步划分，其中，地下建筑物设施包括如地下室、地下工厂、地下车站等，地下构筑物设施包括各类地下市政管线、地下水库等。具体如下表1：

表1 城市地下空间设施分类按使用功能分类表

这类划分，虽然可以完全归纳所有的城市地下空间设施，但该种分类方法不能很好地反映出地下构筑物中的燃气、电力、水务等各类市政管线设施，而市政管线在城市地下空间设施中又是一类非常重要的设施。

2.按基础地理信息要素来划分

国家标准GB/T 13923-2006从基础地理信息角度，对地理信息要素进行了分类与编码，以满足我国当前不同比例尺基础地理信息数据库的采集、建库以及数据交换、应用等需求。家标准GB/T 13923中按基础地理信息要素的类别，对城市地下空间设施进行分类具体。如下表2所示：

表2 城市地下空间设施按基础地理信息要素分类表

从上述分类方法来看，由于该标准从测绘专业的需要出发，其涉及的城市地下空间设施仅专注于表达测绘用的地理信息要素，而没有对所有城市地下空间设施进行分类和编码，比如民防设施、地下车库以及各种城市地下管线的附属设施等未包含其中。

3.按土地利用现状来划分

国家标准GB/T 21010-2007《土地利用现状分类》是为了实施全国土地的统一管理，科学划分土地利用类型，维护土地利用分类的科学性、实用性、开放性和继承性而制定的。国家标准GB/T 21010中可借鉴的城市地下空间设施相关的分类如下表3所示：

表3 城市地下空间设施土地利用现状分类表

从上述分类方法来看，该标准从土地调查、规划、评价、统计、登记及信息化管理等工作方面对土地利用的类型进行了分类，如果将地下空间作为土地利用的延伸，我们可以借鉴此类方法对城市地下空间设施进行分类，但由于地面和地下空间的不完全对称性，某些地面土地用地类型并不适合地下空间设施，比如，对地下商业服务设施的划分是否分类过细？在目前城市地下空间建设的设计、审批仍然较为“粗放”的情况下（常见的地下空间建设审批仅有“地下车库”，“地下仓储”等少数几项设施），该种提法是否过于超前？从既考虑分类的前瞻性，也照顾实用性，我们认为分类细化程度以避免引起更大的争议为宜。另外，该分类方法未涵盖城市地下市政管线设施。

4.按城市地下空间设施的埋深来划分

根据城市地下空间设施与地表距离的关系，将城市地下空间设施按照不同埋深来划分的方法，各国的标准并不统一，国内一些学者依据我国的实际利用情况和工程技术水平，将城市地下空间设施按照一定埋深来划分。我国现阶段城市地下空间开发利用部分设施的埋深数据如下表4：

表4 按城市地下空间开发利用部分设施的埋深数据表

由于不同城市地质构造不同，所开发、利用的程度、划分标准都不一致。如，上海市规划院在对上海市地质形态的勘测后，对上海市城市地下空间设施的规划建设按埋深类型来划分（见表5所示），并且在城市地下空间的规划建设中已开始实施。

由于我国各城市的地质构造相差较大，在设施的分类上不能兼顾，所以只能“因地制宜”，不能用统一的标准来划分和衡量。

5.按照城市地下空间设施布局的形态来划分

表5 城市地下空间设施埋深类型分类表

如果将所有城市地下空间设施的使用功能等实质性属性淡化，以设施在城市地下空间布局的形态特征来划分，可以将城市地下空间设施概括为三种类型：点状的城市地下空间设施、线状的城市地下空间设施和网络状的城市地下空间设施。具体如下表6所示：

表6 按照城市地下空间设施布局的形态来划分表

这类分类方法较为抽象，理论上虽然能够完全归纳所有的城市地下空间设施，但是不能清晰完全地反映出各具体的城市地下空间设施类型，在实际的应用中缺乏指导意义。

6.按城市地下空间设施形成的原因来划分

根据城市地下空间设施的形成原因，可以将所有城市地下空间设施划分为自然形成的城市地下空间设施和人工建造的城市地下空间设施两大类，具体如下表7所示：

表7 按城市地下空间设施形成的原因分类表

这种分类方法，理论上虽然能够完全归纳所有的城市地下空间设施，但未涉及到具体的各类设施，实际应用中能起到的指导效用不大。比如，城市地下空间设施类型繁多、形态错综复杂，包括地下商场、地下娱乐场所、地下停车场、地下仓库、地铁、隧道、地下人防工程、高层建筑的地基、地下管网等。每种类型又可以细分为多种子类型，如地下管网就包括自来水管道、燃气管道、雨水管道、污水管道、电缆、光缆等10多种。而且，地下空间涉及的部门众多，包括交通、工业、商业、人防、土地、电力、通信、水务、燃气等等。城市规划建设部门要管理如此庞大的城市地下空间，需要快速了解地下空间的开发利用现状，因此，城市地下空间设施的分类要有很强的实际应用价值才行。

三、对目前我国城市地下空间设施分类提出的新思路

对上述数种城市地下空间设施分类方法归纳、整理研究后，我们发现了目前的分类方法均具有一定的局限性。我们明晰了目前分类方法的利弊后，有的放矢地借鉴已有分类方法中的分类原则和分类对象。

我们从涉及城市地下空间设施各行业或单位的实情出发，涉及的分类对象既包括所有的城市地下空间设施，又能清晰地反映出各类设施的行业或具体特征，且在命名和设施分类顺序上参考了GB/T 13923-2006《基础地理信息要素分类与代码》，GB/T 21010-2007《土地利用现状分类》，行标CJJ 61-2003《城市地下管线探测技术规程》以及《人民防空法》等材料。

例如，在设施命名过程中，首先考虑到国家土地调查、规划、评价、统计、登记及信息化管理等工作中，涉及的各行业、单位较多地使用了国标GB/T 21010-2007中土地的分类方法和名称，因此，借鉴此标准中的土地用地分类方法和设施命名能够很好地兼容城建、国土资源、地下交通等行业的应用现状，可以较好地解决城市地上与地下用地规划、管理的一致性问题；其次，还对一些模糊的命名进行重新界定，比如国标GB/T 13923-2006，工程建设行业标准CJJ 61-2003和地标DB11/T 316-2005等资料中有用“电信线”，“电信管线”，“通讯管线”名称的，还有不少城市用“信息管线”命名的，我们在搜集了大量资料以及与上海、北京、成都等城市通信管理局、电信公司、信息管道公司多家单位进行了交流、沟通后认为，“电信线”、“电信管线”、“通讯管线”、“信息管线”等命名都不能完整包含城市地下各类以信息通信交流为目的的管线，于是采用“信息与通信管线”来命名，信息与通信管线主要针对以信息获取、信息传输与交换、信息处理、信息控制及存储等为主体的各类通信与信息设施，不仅包含了通信管线，还包括地下广播电视管线、交通信号线、道路监控等线路设施。这样更符合其行业历史和发展方向。

城市地下空间设施的分类应该反映城市地下空间的整体状况，既包括城市地下管线，也包括各类建（构）筑物，既不是某个标准的扩展和延伸，也不是某些标准的简单组合，而是为了在城市地下空间设施数据的交换和共享服务而进行数据分类过程中起到“目录”的作用。

而究竟以何种分类依据来划分城市地下空间设施中市政管线和其它建（构）筑物设施呢？电力、燃气、给排水等城市管线单位希望以行业作为分类依据来划分，且行业标准CJJ 61-2003中市政管线也采用行业为分类依据来划分，而民防、规划局、地下轨道交通等城市地下建（构）筑物建设和管理单位则希望以功能作为分类依据更能适应目前现状。我们经过了反复思考认为，若将电力、燃气、给排水等地下管线行业理解成传输电力、输送燃气、传输水等功能的话，分类依据就可以统一在“功能”上。与此同时，我们在研究国外标准后发现，北美产业分类体系（NAICS）中与地下空间设施相关的部分分类层次采用的是以“产业功能”来划分的，说明这种分类依据的划分是比较符合国际惯例的。

因此，我们提出将城市地下空间设施以“设施功能”为分类依据划分为地下电力设施，地下信息与通信设施，地下给水设施，地下排水设施，地下燃气设施，地下热力设施，地下工业管道设施，地下输油管道设施，地下综合管沟设施，地下固体废弃物输送设施，地下公共服务设施，地下工业仓储设施，地下防灾设施，地下交通设施，地下基础，地下居住设施等16类。可以发现，上述分类方法其实就是对现有分类方法的延伸与丰富，既有对地下建筑物和地下构筑物的适当细化和再分类、继承与借鉴；也有对按“基础地理信息要素”或“土地利用现状”为分类依据来划分的分类方法中“地下居住设施”、“地下公共服务设施”等分类对象的借鉴和利用。