宿州市智慧管网项目建设研究与实现

文｜正元地理信息集团股份有限公司 薛晨煜

一、项目背景

城市地下管线是城市的重要基础设施和组成部分，是保障城市正常运行的“生命线”。随着城市快速发展，地下管线建设规模不足、管理水平不高等问题逐渐凸显，大雨内涝、管线泄漏爆炸、饮水污染、河道污染、路面塌陷等事件频频发生，亟需加强城市地下管线管理工作。地下管线管理工作难度大，主要体现在地下管线资料不准确、不现势，相应政策法规不健全，地下管线管理机制不完善，地下管线维护不及时。

安徽省宿州市于2015年完成市政主干管线普查工作，但基于管线普查成果和综合管线数据库建设的信息化工作，基于管线动态数据的获取、处理、传输、存储、分析的应用技术以及管线安全监测等问题尚未解决。运用精确探测、综合感知等各种先进技术，进行地下管线综合监管，有利于全面提高管线运行安全水平，提升地下管线建设管理水平。

二、工作思路

宿州市智慧管网项目旨在实现管线管理精细化、安全监管综合化、应急处置高效化，综合利用传统的管线探测、地下管道养护技术，成熟的地球物理技术，结合最新GIS、物联网、软件工程、项目管理技术，建立起宿州智慧管网指挥中心，对城市管网情况进行实时监测，保证宿州地下管线安全运行，有效提升城市精细化管理水平。

项目建设的总体思路是建全管线资料数据库并与原有数据无缝衔接，形成地下综合管线图和专业管线图；利用视觉、听觉、化学、光学、电磁雷达等多种检测手段，进行管道结构性状况评估和功能性状况评估，构建相对完善的健康档案数据库；安装物联感知设备和智能监管系统对各类管线进行在线监测，实现对管网现势性的准确把握。

三、主要做法

正元地理信息集团股份有限公司紧紧围绕项目建设总体思路，有计划、分工程、按步骤推进完善管网数据库、生成地表图像模型、构建安全检测系统、形成管线养护机制等工作。

1.完善管网数据库

完善管网数据库是在原来主干管线资料的基础上，对部分存疑管线进行复核修正，补充测量小区管线及新增主管管线，并针对管线施工作业开展竣工测量工作。

以淮河路为界，将整个宿州城区分成两个施工作业单元。东起二徐路，西至京台高速，南起鞋城九路，北至北外环，以小区管线探为工作基点，以小区管线与主管管线对接时产生的问题为延伸，修正及补测主干管线；在建立供、排水模型时，以原主干管线资料存疑的地方为切入点，重新复核补充部分管线资料，解决了原资料中存疑断头、水流方向异常、存疑联通等问题；为掌握管线资料在项目建设期间变化情况，开展管线施工作业验收阶段的探测工作。

查明测区范围内的给水、排水、燃气、热力、工业管道、电力、通讯、综合管沟等管线以及地面附属设施，查明管线的平面位置、高程、埋深、走向(流向)、规格、材质、性质、埋设年代、权属单位等信息，编制计算机数据成果文件、编绘地下管线图（综合管线图和专业管线图）。地下管线探测采用的坐标系统和宿州市城市规划使用的坐标系统相一致，平面坐标系统采用1980 西安坐标系，高斯投影三度分带，中央子午线为117°；高程系统为1985 国家高程基准。

2017 年9月至2018年3月，新增探测城区管线4700 余公里，基本掌握了宿州市地下管网分布情况，同时补充完善管线附属物信息，对主干道井盖、路灯杆进行了测绘，形成井盖、路灯专题图，为进行井盖、路灯的管理奠定了数据基础。

2.生成地表图像模型

生成地表图像模型就是对宿州市全域进行航空摄影任务获取影像，并制作实景三维模型数据、正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）以及数字表面模型（DSM）产品。

根据项目成果不同分辨率的要求分为01 区、02 区两个航摄分区，测区范围 为E:116 ° 51.02 ′～117 ° 19.07 ′，N:33°29.23′～33°47.97′，如图1所示。

01 区约94.2 平方公里1:500 倾斜摄影，02 区约909 平方公里1:2000 推扫式航空摄影。制作01 区（宿州市建成区）0.05m 分辨率，成图比列尺为1:500 全域实景三维模型数据、正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）以及数字表面模型（DSM）；制作02 区（宿州市行政区）0.2m 分辨率，成图比列尺为1:2000 全域的数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）以及数字表面模型（DSM）。成果如2 图所示。

将地下管线数据跟地表影像资料结合，形成地上地下一张图，形成管线监管的地理信息系统平台，如图3所示。

3.构建安全监测系统

构建安全监测系统的目的是在管线测绘的基础上，对供水、排水、燃气管线进行管线健康状态检测，提供各类管线评估检测报告和意见。针对供水、燃气管线进行漏点排查，发现供水严重漏点18 处、燃气泄漏8 处，针对供水管网老化情况给出评估意见；排水管网进行清淤检测工作，逐路段形成管道检测分析报告，检测区域覆盖了主城区和汴北新区。该资料是宿州市“黑臭水体治理工程”及“排水管道修复工程”重要的支撑材料。同时，在管道健康检测的过程中，根据检测施工情况不断校正地下管线基础资料，在管道修复完成后，宿州排水管网资料实现了基本准确。

4.形成管线更新及养护管理机制

对项目搜集的地下管线数据持续动态更新及养护管理，是确保管线资料现势性和准确性，确保项目建设成果发挥作用的基础性工作。但是由于法律法规、工作实践、技术规范等方面还有很多不完善的地方，使得这项工作的落实比较困难。在法律法规方面，目前没有全国性的城市地下管线数据动态更新及养护管理的法规，地方上也缺乏相应的制度，即使地方部门有所要求，由于无相应的监管和处罚手段，约束力比较差；在工作实践中，管线建设在大部分工程中作为附属组成部分存在，且一旦布设完毕埋入地下复核困难，管线建设单位对管线管理的重要性普遍认识不足，一般不会及时委托相关单位进行管线覆土前测量，只是在工程验收时，随意补充些管线图纸作为竣工资料提交；在技术规范方面，建设或权属单位不按照国家要求的技术标准进行测量，常常出现测得数据与实际位置偏差较大的情况。

宿州市针对以上情况，以《宿州市地下管线管理办法》为法规基础，设立管线办公室，逐步强化管线施工报备、管线覆土测量工作，将管线的变化纳入到常态化管理中。同时出台管线探测规范，明确了数据入库的标准格式。对供水、燃气管道基于安全监测的结果，以城市安全事件预防为主，督促权属单位进行管道养护，并将发现问题和养护情况登记备案。分别对污水管道，探索“管（污水管道）——厂（污水处理厂）——河（河道）”一体化管理，对雨水管道，试行“管（雨水管道）——河（河道）”一体化管理，明确管理者内防城市内涝，外不污染河道水体的责任目标。在技术应用方面，数据更新主要通过管线覆土前的跟踪测量方式实现。

四、项目成效

宿州市智慧管网项目改变了传统的地下管线管理模式，推动了宿州城市地下管线管理科学化、现代化，保障了“城市生命线”的安全运行，取得了明显的经济和社会效益。

图1 测区范围

在经济效益上，项目为“排水管道非开挖修复工作”“黑臭水体治理工程”提供了基础资料，引导了不低于6 亿元的城市基础建设投资；项目对宿州市供水管网进行了漏损检测、安装了漏损监测设备，降低供水漏损率大约5%，产生的经济效益不低于 100 万 /月；精确掌握管线状态，节省的工程探测费用无法精确统计，不过按照市政工程造价的2%计算，管网测绘带来经济效益在1-5年内不会低于数亿元；在项目运行过程中，多次发现燃气、供水泄漏情况，及时报警，有效的保护了城市安全。

在社会效益上，宿州市智慧管网项目发挥试点城市的引领作用，为安徽省管网管理提供参考依据。项目得到安徽省主要领导、安徽省住建厅的肯定，建设内容引起住房和城乡建设部的关注，是城市地下管线安全监管的代表项目，社会效益极其显著。

图3 地上地下一张图

图4 安全监测系统

五、工作展望

宿州智慧管网项目已经进入到项目运维阶段，建立的管网地理信息系统、管网安全监管系统，运行稳定、性能良好。工作中需要继续落实《宿州市地下管线管理办法》的执行，加强各建设单位对地下管线重要性的认识，不断完善地下管线的监测点的数量和位置，不断引入最新的技术手段优化数据采集和分析系统，提升监测能力。从长远发展来看，进一步完善数据库建设及信息平台建设，建立从地下管线规划、建设、运行、应急、报废的全生命周期管理平台，从政府部 门、管线企业、社会单位和公众对管线信息的应用需求出发，分层级、分类别的研发地下管线信息应用的功能模块，才能真正实现全方位、立体式的地下管线信息服务。