综合管廊智能化运维管理技术解析

李修岩

摘 要：相较于综合管廊的广阔发展前景，在综合管廊运维管理等方面的技术研究还非常滞后，目前还没有形成一套较完整、较成熟的运维管理技术体系。随着综合管廊项目陆续建设和投入运营，亟需建立一套安全、高效、合理可行的智能化运维管理模式，为综合管廊的运维管理提供相应的技术支持。

关键词：综合管廊；智能化；运维管理

1 综合管廊智能化运维管理的关键技术

1.1 可视化运维管理

由于目前建立的地下管线管理系统大多为二维系统，不能生动地表现具有三维特征的客观实体，并且对理解管线的空间拓扑关系造成困难，因此，可视化技术在地下管线管理中的应用需求显得十分迫切和必要。作为信息可视化管理工具，GIS和BIM都能建立空间信息数据模型（GIS主要应用于建筑外部的宏观区域建模，BIM主要应用于建筑内部的精细化建模），并且都能应用于相同的领域，例如对城市市政基础设施信息的查询和管理。

1.2 智能监控

物联网（InternetofThings，IOT）技术是智能监控的核心部分，其利用传感器、执行器、射频识别（radiofrequencyidentification，RFID）、二维码、全球定位系统、激光扫描器、移动手机等信息传感设备对物体进行信息采集和获取；依托各种通信网络随时随地进行可靠的信息交互和共享；利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析处理，实现智能化决策控制。IOT技术能应用于运输与物流、智能家居/建筑、智慧城市、环境监测、库存和产品管理、安全监督等诸多领域。

1.3 管理平台

针对地下管线复杂的管理体系以及不同管理平台间普遍存在的“信息孤岛”现象口卜冽等问题，亟需建立统一的地下管线信息资源共享服务平台，以实现对地下管线的安全运营、有效监控和预警。

2 综合管廊智能化运维管理的技术挑战

2.1 数据及技术标准

BIM和GIS的集成运用能够为综合管廊运营的可视化、宏观以及微观管理功能的结合提供基础。但目前为止，GIS与BIM数据的集成还存在很大的问题，如集成后数据丢失、可视化效果不好、无法进行空间数据分析等。为了促进BIM和GIS技术的融合应用，实现更加理想的运维管理效果，需进一步研究建立GIS与BIM之间模型精细度的映射算法、映射规则以及语义映射表等内容。在综合管廊运维管理平台中将lOT、BIM、GIS等不同技术以及各类运维管理子系统进行集成管理时，需对各类数据的标准进行适当的定义，如建模标准、交互标准、管理数据标准、技术数据标准、档案存储数据标准等。此外，还包括综合管廊智能化运维管理平台各个子系统的配合标准、接口标准等。与此同时，运用IOT技术对综合管廊进行自动化监控管理时，还需研究将现场监测的实时数据映射到运维管理平台数据库中的相关标准，以实现对上层应用的数据支持。

2.2 大数据信息分析

在搭建综合管廊运维管理平台时，需要整合多个子系统，如GIS系统、综合管廊BIM模型、环境与设备监控系统、安全防范系统、通信系统、预警与报警系统、管廊物业管理系统等。在对不同子系统的信息资源进行集成整合时，一方面要解决各类数据来源的互操作性问题。另一方面，由于不同来源的数据结构复杂且数量巨大，采用传统数据处理工具进行数据分析和决策支持将变得十分困难，因此需要采用新的技术才能实现对各类数据源的数据挖掘和分析。

在搭建综合管廊智能化运维管理平台时，还需考虑平台的易用性和便捷性。如何实现集成平台中“大数据”的智能化处理，将成为巨大的挑战。新兴的云计算技术能够为“大数据”提供快速的信息处理能力，使企业专注于自身的核心业务，而不必担心基础设施、灵活性以及资源可用性等方面的问题。但是“大数据”在云平台中的运用研究仍处于初级阶段，还面临着一系列的挑战，如可扩展性、可用性、数据完整性、数据转换、数据质量、数据的异质性、法规监管以及数据隐私等问题。

2.3 信息的安全保障与准确性

由于综合管廊集中敷设的市政管线是服务于整个城市运行的生命线，若在运维管理过程中处理不当，将可能产生非常严重甚至是灾难性的结果。综合管廊信息化模型等信息如果被恐怖分子获取，极易造成影响整个城市运行的恐怖袭击行为。同时，针对综合管廊安全运营的数据挖掘和智能决策，均需要经验数据的支持，否则无法做出正确的管理决策。

3 国内外综合管廊现状对比及启示

地下综合管廊是城市生命线走廊，收容的管线种类多样，采用现代信息技术对地下综合管廊进行管理与监控是不可或缺的手段。从国内已建的地下综合管廊运营状况来看，国内在研究信息化监控方面与国际水平较接近，但也还有一定差距唧o。我国在对综合管廊的研究和实践方面还处于起步阶段，相比国外一百多年的历程，我国无论是在法规制度、管理模式等方面还有很大的差距。

3.1 法规体系

推广和普及综合管廊的基础是制定相应的法规体系，以法规政策来保障综合管廊的投资建设与运营管理。例如，日本在综合管廊建设方面有着相当完备的法律、管理和技术体系，制定的《共同沟实施法》以及指导规划设计的《共同沟设计指针》等，对综合管廊建设中的资金分摊与回收、建设技术等关键问题进行了明确。由于我国综合管廊相关的法律法规不完善，在上海世博园综合管廊建设过程中，由谁出资、管理费用由谁支付、分摊费用的标准等问题，一度成为阻碍项目顺利推进的焦点。综合管廊牵涉的管线众多，其属性既有公益性，也有经营性。因此，有一套完整的法規体系作为依据，才能促进综合管廊的有序发展和顺利实施，使地下管线管理工作有法可依、有章可循。

3.2 管理模式

城市地下管线综合管廊项目在政府公共管理中的职能定位直接决定了它的发展和所能发挥的作用。国外对综合管廊设施的定位是社会公共产品，与城市道路、下水道、公园等公共设施处于同等地位，并以法律的形式予以规定，它的管理归属部门也有统一的规定。而相比国内，综合管廊的职能定位较模糊，更没有国家统一的法律法规予以规范，建成后的综合管廊的归口管理也较混乱。因此，当前对我国在地下综合管廊的职能定位的研究上须加快脚步。此外，从新加坡的运维管理经验来看，对综合管廊全程、全生命周期的管理，将运维管理前置到设计阶段，是新加坡综合管廊管理的最大亮点，也是它得以安全、乎稳运维，令管廊投资方获得最大收益的可靠保证。

4 结束语

我国综合管廊的建设进度在不断加快，学界对综合管廊的关注度也在不断提高。通过分析国内外与综合管廊相关的研究文献发现，针对综合管廊运维管理的相关研究非常有限，亟需提高对综合管廊运维管理的重视程度。本文通过分析综合管廊及城市地下管线在运维管理中存在的问题及原因，提出了城市综合管廊智能化运维管理的关键技术需求，并对相关的技术进行了综述分析。这些研究对于实现综合管廊智能化管理推动综合管廊安全运营的进一步发展具有重要的意义。研究最后还对综合管廊智能化运维管理面临的挑战进行了讨论分析，未来的研究若能在技术和管理层面上解决这些问题，将为综合管廊的运维管理带来巨大的效益。随着综合管廊项目的陆续建设和投入运营，建立一套安全、高效、合理可行的智能化运维管理模式，对综合管廊的长期、健康、可持续发展具有重大意义。

参考文献：

[1] GB 50838-2015.城市综合管廊工程技术规范[S].

[2] 王恒栋，薛伟辰，综合管廊工程理论与实践[M].北京：中国建筑工程出版社，2013.