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篇1
城市管線是埋在地下的各種通信、給水、電力、燃氣、工業及污水管線,地下管線是市政工程里的一種重要基礎設施,它擔負著傳輸信息、傳送能源及排放廢物的重任,是城市不斷發展的重要物質基礎。城市管線規劃管理的主要特征就是要重視各類管線系統性,充分運用現狀管線,把現狀管線與規劃管線有機結合到一起,提高管線的可操作性,滿足各種規范要求。城市管線管理工作包含調查現狀、制定規劃方案、征求意見等,調查管線現狀含有現場踏查與資料收集,深入了解道路地形情況、現有管線分布情況、管線屬性數據及土地運用情況,掌握管線所在道路的寬度、位置等信息,收集有關市政工程的各種專項研究或報告,按照城市功能規劃需求,制定管線布置方案,并合理聽取有關單位意見,不斷完善管線工程方案。規劃與管理城市地下管線時,管線的埋設方法、周圍環境保護措施及退讓距離有一定區別,設計人員及管理人員要反復比較,多總結工作經驗,有效協調地下管線和建筑構及道路橋梁的地下結構問題。
三.GIS在城市管線管理系統中的運用
1地下管線管理系統的建立背景
伴隨我國城市進程腳步的不斷加快,地下管線設施作為城市重要基礎設施,發展的迅速。我國很多城市的地下管線狀況都很復雜,一些城市已經實施地下管線探測與普查工程,因為管線分布范圍較廣、種類較多,獲得地下管線的資料數據量非常大,也有些管線資料表格圖文不一致,精度和來源不明確,管線數據資料信息一直處在更新狀態。如果沒有掌握地下管線分布,盲目的施工極易導致停氣、停水,嚴重時可能導致災害事故發生。GIS能夠實現管線管理信息動態管理,給城市的建設與規劃提供服務,確保地下生命線安全運轉。
2管線信息管理系統設計
系統設計是GIS系統所有研制工作的中心,系統設計既要完成各種模式要求的任務,還要實現設計系統的不斷優化。設計系統時,要盡可能的少建立中間文件,控制文件掃描次數,從而才能提升系統運行效率,要提高系統控制力,需要擬定字符錯誤與數字出錯的各種校驗方法,運用數據文件過程中,必須設置口令,避免數據被修改或發生泄漏,確保僅有經過特殊通道才能儲存數據。提升系統可變性可以通過設計各種模塊,把整個系統根據功能分成多層模塊,各模塊僅執行一項功能,這樣的系統具有良好的可變性。地下管線信息的管理系統分成幾個子系統。
3系統各功能組織GIS系統
具有管線數據編輯和輸入功能,基本管線信息與基礎地形圖要適應數字化、圖形矢量化及實測數據讀入等輸入方式,編輯模塊需要具有編輯圖形所用的工具,能夠變換圖形、轉換坐標及地圖投影形式,管線數據編輯具有屬性與圖形聯動編輯功能,實現圖庫聯動,并可以維護管線數據。系統要有管理海量圖庫的能力,能夠統一管理測量區里的所有地形圖,含有刪除、檢索、增加等,可以結合多種方向進行調整,滿足不同客戶需求。管線數據信息檢查功能含有線號與點號的重號檢查、管線屬性規范性與合理性檢查、管線特征值檢查及測量點超限檢查。管線信息統計和查詢功能含有屬性信息與空間信息雙向查詢、空間定位查詢,系統分析統計可以根據屬性信息查詢作為參考。管線信息的分析功能對系統實際應用具有重要意義,設計管線工程時管線分析功能根據設計單位的需求可以分析管線碰撞及最短路徑,提供相對最佳設計路線提供參考或給各種管線事故的搶險工作提供指導。
篇2
1引言
泰達水業有限公司凈水廠占地面積約60萬m2,地下管線種類較多。經過多次擴建及改造后,系統越來越龐大,空間結構更加錯綜復雜。相關紙質圖紙資料采用人工管理的方式,圖紙資料相關信息不全、查詢效率低、更新速度慢,已經無法滿足地下管線管理的實時要求。當開挖某區域涉及多個專業管線時,通過圖紙資料很難查找到各管線間的空間結構和綜合狀況,給工作的開展增加了不少難度。當遇緊急情況時,有時要靠有經驗員工的記憶來判斷,使搶修人員倍感壓力。通過三維可視化地下管線管理系統,凈水廠實現了對水廠的管線、圖紙資料的科學管理,還為廠內生產調度、施工改造、地線管線維修保養提供了精確、迅速、科學的依據。本文介紹的就是泰達凈水廠三維可視化地下管線管理系統的設計與實現。
2技術背景
隨著三維引擎技術逐漸成熟,三維可視化技術在管線管理方面與傳統的二維表現方式相比有諸多優勢。優秀的空間表現力,能讓用戶從多角度、全方位的視角來觀察管線布局。三維化的拓撲分析功能可以更直觀的給用戶以良好的空間分析(諸如流向分析、開挖分析、斷面分析等)以及管線之間連通性的清晰了解。測量及標識功能可以使用戶能以全局視角去查看管線的標高,輔以多種定位方式以及模型分層顯隱等三維場景下的獨有功能和三維環境的實景展示,使用戶對現場的管線狀況有一個更直觀、更明確的認識。本系統采用的howsky3D三維引擎具備處理結構化數據的功能,依靠三維要素數據模型管理機制,可實現對建筑空間、場景、管線、設備等多種空間位置對象的三維仿真展示和管理,具備定位辨識準確,特征辨識清晰,數據組織有條理等特點。三維引擎的三維數據要素和數據模型如圖1所示:三維要素的數據模型,簡單要素形成聚合要素和復合要素,實現了對建筑空間、管線、設備的表示和同一工作空間幾何對象多比例尺的表示,采用改進的矢量數據表示方法,具有較高的定位精度,易于進行特征的辨別和選擇,并且能精確地存貯坐標值,能有效的組織綜合管網及環境場景的各類三維管理對象,為凈水廠管網數據精益管理提供了技術基礎。針對凈水廠的管線管理業務,考慮安全性和數據穩定性,系統采用C/S模式進行搭建,在局域網內運行。考慮通用性和穩定運行的要求,系統采用當前主流的面向對象系統的.NET開發平臺,使用MicrosoftVisualStudio2008為開發工具,配合為.NetFramework量身定做的C#語言,結合關系型數據庫SQLServer2005共同完成系統的開發。三維模型采用虛擬三維建模技術,即從CAD圖紙和現場人工拍照獲得實際建筑的尺寸信息及外觀信息后,將數據導入當前應用最廣泛的三維建模軟件3DMAX中進行處理,并通過人工生成模型。模型生成后通過自定義的3DMAX導出插件將模型導成本三維GIS引擎可以使用的格式,并將其加入三維GIS引擎進行后續的流程化渲染及顯示。
3系統設計
3.1總體架構
系統設計遵循分層架構設計思路,將數據層、業務層和應用層分離,多層結構提供了非常好的可擴展性,可以將邏輯服務分布到多臺服務器來處理,從而提供了良好的伸縮方案。數據存儲層,采用SQLServer數據庫和模型文件相結合的方式,實現對系統數據的全局性管理,并可方便的實現數據的備份。數據訪問層,確保了數據的統一管理、數據交互、接口訪問、資源共享等功能,提升管網數據的可應用性。業務層將系統的各個功能模塊進行了封裝,方便調用和升級。應用層為系統交互界面,用戶在此既可以實現各類管理需求,又能夠滿足各類業務應用的擴展需要。
3.2數據需求分析及數據設計
所轄區域范圍內涉及管理對象設計包括以下內容——管線、附屬設施及作為參照對象的建筑、道路、景觀圍欄等模型及其屬性信息。針對管理對象的內容,數據存儲及結構設計如下:(1)模型對象,包括三維場景、建筑以及附屬設施等,采用文件加密方式進行存儲,將原始的.X模型文件經過格式加密轉換形成.HSZ模型文件,并通過三維引擎可進行解密調用,也可通過專業工具進行模型文件的修改更新處理,確保模型數據在使用過程中的安全性。(2)管線模型作為主要管理對象,依據原始管線CAD數據轉換而來,以點—線—點的邏輯形式存儲在SQLServer數據庫中,采用三維引擎讀取邏輯數據而生成三維模型的的方式進行瀏覽和管理。(3)各類模型數據的屬性數據以及管理信息,也采用SQLServer數據庫進行存儲。針對數據模型對象及其屬性今后在工作中的管理特點,研發兩種數據入庫管理的手段,一是針對數據初始化工作,為數據管理員的批量入庫工具,實現管網數據快速入庫的功能;二是針對日常管網維護改造工作,在三維可視化場景中為管理員開放數據維護權限,可逐對象進行修改編輯。另外,針對三維場景和建筑,專門研發了兼容三維引擎接口的模型管理工具,實現現有模型包的解密,添加或替換新模型后再實現加密打包功能。
4系統主要功能模塊
4.1三維展示功能
基于howsky3D高效引擎,整個系統平臺借鑒GIS的管理模式,充分發揮信息技術、虛擬現實技術、網絡技術的優勢,打造一個滿足水廠管線管理工作需要的三維化、數字化、網絡化信息管理平臺。三維管理平臺主要功能包括:多視圖瀏覽、場景拖動視角變換、模型分層顯隱、地面區塊透明度管理、屬性信息查詢、鷹眼定位、模型樹快速定位等基本功能。
4.2管線數據管理模塊
管線數據管理是一項可持續的工作,隨著水廠管線實際情況的不斷變化,管線數據管理也需要定期維護、不斷更新。由此該系統特設計管線維護維修管理、管線編輯(批量入庫和三維編輯)、模型維護等三個功能來滿足需求,以確保該系統較長的使用生命周期。管線編輯功能包括管點和管線等基本要素的三維可視化建立、附屬設施模型的添加、各類管網信息的屬性修改、附件添加。系統的編輯工作實現了留痕日志管理,做到編輯修改工作可追溯,在數據維護方面保留了嚴謹的修改依據。
4.3管網智能分析
三維管網智能分析功能包括橫斷面分析、施工圖分析、垂直凈距分析、管線連通分析、停水范圍分析、爆管關閥分析、流向分析、開挖分析、提取分析、提升分析等。比如:橫斷面分析,能夠直觀準確的反映出道路及道路下的管線分布情況,包括管線深度、位置、管徑信息。開挖分析,直觀地顯示地下管線的分布及種類狀況,為用戶觀察分析及施工提供依據;流向分析,動態顯示選中管線的介質流向,可結合管網的拓撲結構和閥門的開閉情況進行分析,指導人員施工作業。
4.4三維管網檔案管理模塊
三維管網檔案管理模塊包括管網檔案分類管理、管網檔案管理、模型附件檔案管理等三個主要功能。管網檔案分類管理可起到用戶自主維護檔案文件的作用,可以按照管網施工進展階段劃分,也可以按照文件類型進行劃分;管網檔案管理實現各種類型的檔案資料的完美整合、統一儲存、方便可查,可對檔案內容進行下載和上傳操作;模型附件管理允許用戶在三維界面中選中模型,自主關聯管網屬性信息和電子檔案。
5關鍵技術
三維可視化地下管線管理系統的應用,關鍵技術主要是數據的處理和效果的展示,從兩方面介紹本系統應用的關鍵技術。
5.1管線數據批量入庫
管線數據作為最主要的管理對象,數據入庫是一個復雜且龐大的工作。原始的數據包括電子版CAD圖紙,紙質圖紙等。每類圖紙因設計施工單位不同,故繪圖標準會有差異。通過管線數據批量入庫流程,確保了準確性和格式規范統一,縮減了工作量,解決了三維模型入庫自適應等技術問題。管線數據批量入庫流程如圖2所示。
5.2管線搭接無縫擬合
在管線數據入庫過程中,在多條線段交叉處,管線會出現管段的缺口,與真實的管線連接方式有一定差異。針對這種情況,采取管線段相切的橢圓法向量與切向量來計算生成管線模型,從而實現管線搭接無縫擬合。管線無縫擬合是指將兩個成一定角度相交的圓柱體管線根據其位置及相互之間的連接關系將相交切面由圓柱體的頂/底圓面處理成能平滑相連的的橢圓切面的過程,其概要算法如下:計算出兩個相交橢圓面的切向量以及法向量,并根據切向量及法向量進行叉乘計算,算出副法線方向。以切面橢圓圓心為中心點,將副法線方向繞法向量方向旋轉i/sum*360度(i=1,2,3....sum),得到橢圓基準點方向。以圓柱面半徑除以圓柱徑向量與橢圓法向量之間的交角的正弦值,即可得到橢圓的基準點長度,由基準點方向和長度即可得到基準點,連接所有的基準點成面即可得到橢圓。
結語
此系統為凈水廠地下管線管理建立了三維可視化平臺,實現了管線數據的直觀化、共享化、網絡化。系統架構易于理解,功能強大且簡單實用,用戶在較短的時間內即可學會系統使用,易于泰達凈水廠管線技改和相關維修維護的開展,提高了水廠應急處理能力,保障了凈水廠的安全運行。本系統的開發,在水廠內部管線數據管理的道路上,探索出了一套新型的管理辦法。
參考文獻
[1]吳麗.基于WebGIS的城市基礎設施管理系統的設計[J].計算機技術與發展,2010,4(01).
篇3
一、目前城市地下管線管理狀況
作為城市基礎設施中非常重要一方面的地下管線,其作為城市延續發展的重要物質條件,其為人民日常生活提供了充分的保障。
可是,最近幾年中,在地下管線管理方面逐漸淺顯出一系列的問題。我國地下管線建設是比較早的,當時相關方面的科技水平比較低,這就造成固有的地下管線管理欠缺完善的統一化的管理模式,各地下管線管理部門各自為政,并未真正的實現科技信息資源的共享,必然也達不到相互監督的有效作用。
保存地下管線信息的過程當中,以往所選擇的是紙張來作為媒介,可是地下管線類別復雜,紙張重量是需要特別注意的一個問題,其占據了很大的空間,形成木材資源的巨大浪費,在有突然問題出現的情況下,是不可能找到管線的準確方位,這便會使得政府部門不能夠對突發事故進行及時的處理,建議一些正常生活、甚至產生財產損害,對人的生命財產也是一種巨大的威脅。由此可見,城市地下管線若在管理上存在問題那么將對城市的發展帶來較大程度的影響。
二、加強地下管線管理有效方法
2.1管理機制及施工方面的管理
在各個城市當中,城市地下管線管理率屬機構比較多,并未有一個統一的地下管線管理制度,各個機構僅從自己的利益作為出發點開展地下管線的管理工作。為此,為了促使城市地下管線的有效作用得到很好的發揮,政府部門需要建立完善的城市地下管理管理機構,制定完善的地下管線管理制度,避免多機構重疊管理的現象存在。
除此之外,增加地下管線管理強度,工程開工前期,管理工作者一定要對地下管線材料的實際質量及施工作業進行嚴格的監管,安排專門的技術工作者對地下管線的方位及高程進行嚴格的安排,在此過程中需要兼顧到當地的客觀環境、地理位置等要素所帶來的影響,同時管線施工完成之后需及時的制定完善的管理方案。
2.2針對新增地下管線進行科學合理的規劃
針對出現破損的舊管線實施維修或者更換的過程當中,有關部門一定要針對新增地下管線進行科學合理的規劃,具體管線方位需以‘壓力管讓重力管、小管徑讓大管徑,支管讓干管’為設置準則,同時各地下管線之間的距離要進行科學的掌控,其中,管線間最小垂直凈距為0.15米,可是像電力管溝或其他管線其最小垂直凈距是0.5米,這在具體的工程使用當中是存在一定困難的。
三、地下管線探測技術與探測方法
對于現代化城市來講,城市地下管線是其非常重要的傳到設施,但因地下管線歸屬隱蔽性工程,為此,在進行地下管線設計-施工-運行方面都要對其進行全方位的有效管理,利用各種有效措施來獲得地下管線管理信息,采用先進的探測技術找到地下管線的具體方位,將其編制成圖。對現代化城市發展來講,創建地下管網信息體系逐漸變成其中一個非常重要的地下管線管理及技術問題。
3.1地下管線測量精準度的要求
以現有的城市地下管線測量技術規定,對地下管線探測精準度由著以下幾方面的要求:
對隱蔽管線點探測精準度的要求上,其水平方位限差要控制在±(5+0.05h)的范圍之內,埋深限差控制在±(5+0.07h)的范圍之內,管線點的解析坐標中誤差要控制在±5cm的范圍之內,高程誤差控制在±2cm的范圍之內,地下管線圖中測量點位中誤差要控制在±0.5mm的范圍(其中:h為地下管線的中心埋深,以cm為單位。按i級精度要求)。
3.2創建地下管線探測測量控制網
與一般的地形圖測量控制網類似的地下管線探測測量控制網,需在測量范圍當中布置大比例尺的地形圖控制網,與此同時,將其作為管線探測控制網。如果測量空間當中不包括大比例尺的地形圖控制網或者控制點,那么就要對地下管線測量控制網進行重新的設置。需要注意的問題是,地下管線測量控制最好能夠進行級別的劃分,順著道路的方向進行一級導線的設置,次要道路進行二級導線的設置,不存在地下管線的地區是不需要進行控制網設置的。在探測區域比較大且不包括高于四等級水準點的情況下,需要在探測區域中進行四等水準網的創建,將其作為首級高程控制區域,將其作為基礎針對測量區域進行探測和管理。
3.3地下管線的探查
在地下管線探測過程當中,地下觀察的探查是其中非常重要的一個方面,若想要確保管線探測結果的準確無誤則需對以下問題加以特別關注。
3.3.1保證選用正確的探查方法及確保探測設備的穩定性能
要想使得地下管線點探查精準度達到規定標準,則需要選擇科學有效的探查方法,對地理環境不同的探測區域及類別相異的管線進行探查試驗,找到適合的管線探查方法。因不同地區進行探測的過程當中會受到地球物理環境的影響存在很大的差異性,為此,一定要針對不同地區情況開展實地性的試驗,除此之外,多臺探測設備使用的情況下,需要保證多臺探測設備達到一致性,對每臺探測設備進行檢查,對特殊探測設備修正值加以最終的確定。在工程作業時間比較久的情況下,需要在工程施工各個階段設備的穩定性能進行定期檢測,若探測設備的使用性能產生異常變化,要及時的查出誘因,對其進行及時的科學處理。
3.3.2管線探查時應注意的細節
(1)在對金屬質地的地下管線進行探查的時候大多數選用的是電磁場感應法,若探查中有臨近管線互相干擾的現象存在,那么可以選擇采用直接法進行探查,如果地下管線的導電性能比較差,那么就選擇使用高頻率(33khz),如果排管線比較多并且要求的探測距離比較長,那么就選用低頻率(8khz)
(2)針對具備電磁信號的電力、電信地下管線的探查通常選擇使用的是感應法或者夾鉗法,便能夠達到良好的探測成效。
(3)因燃氣管線具有很高的易燃性,為確保安全,通常會選擇使用磁感應法來進行探查,針對具有防爆裝置的探測儀,可選用直接法便能達到很好的探查成效。
結束語
作為城市地下管線管理人員,在進行城市道路地下管線增設的時候一定要進行全面統一的規劃布局,采用科學先進的管線探測技術,加上行之有效的地下管線管理方法,針對現已建成的城市地下管線開展科學化的成功管理。
參考文獻:
篇4
科學技術的不斷發展與進步使得城市地下管線管理系統的設計越來越先進并不斷復雜化,城市地下各類管線包括給排水、燃氣以及電力等系統綜合分布,各個系統縱橫密布、交錯鋪設,承擔著城市信息的傳輸以及能源輸送的工作,可以說它是一個城市賴以生存并不斷發展的物質基礎條件。目前由于現實情況多的諸多主客觀原因,我國現有的地下專業管線資料有所丟失,文件資料殘缺不全,并且有些資料的準確度不高與現狀情況不符,在建設施工中可能會發生挖斷或損壞地下的管線,容易造成城市停氣停水、停暖、通信中斷等嚴重事故。因此采用最新的高新技術和方法來鋪設并高效的管理地下管線,是促進城市發展的當務之急。
一、系統設計的基本原則與方法
城市地下管線的信息系統涉及計算機網絡、GIS、數據庫以及工作流程等多項技術,此系統需要多種數據系統的操作平臺,系統的信息量較為龐大,因此它的實施過程也是一項較為復雜的系統工程。為了使系統能夠正常運轉,并能不斷發展逐步演進成更高層次的綜合管理信息系統,在進行系統設計時,應遵循下列各項準則。
1、實用性原則
實用是管理系統進行投入使用的關鍵,在進行系統應用設計時,要根據實際情況緊貼管線系統管理的實際需要,結合工作的經驗和教訓,充分發揮系統的實用功能,盡量采用簡單操作界面,使系統操作較為方便。
2、可操作性以及經濟性原則
管線系統的操作要盡量簡單,這樣一來用戶能夠很輕松的學習,不會出現操作失誤的現象。此外,在保證各項必須功能完整實現的基礎上,以最好的性能價格比配置系統的軟、硬件。
3、安全性原則
地下管線管理信息系統管理關乎整個城市的發展,它的運行數據極具保密性,系統的查詢與修改等操作都必須經過相應的認證或授權才能進行,以保證數據的安全性。
4、標準性
系統開發既要符合相關法律法規和規定,又要滿足城市地下管線標準化管理的要求,因此開發過程中使用的各種技術標準應符合國家、行業有關技術規定(包括地形圖、管線、規劃等圖示符號庫),確保系統標準性。
5、科學性和規范性原則
系統數據應保證真實有效,以軟件工程為基礎,嚴格保證系統結構的科學合理性。同時,系統的各項功能應符合管網管理的要求,信息編碼應遵循行業或地方規范。
6、可擴展性和開放性原則
進行系統結構設計,要充分考慮系統的可擴展空間,最好具有良好的接口以及方便的二次開發工具,用來滿足系統功能的不斷擴充、求精和完善。
二、系統實現
1、技術環境
地理信息系統是國際發展的新型學科。隨著城市地下管線的不斷增加,原有地下管線已被取代,應該被遺棄或者更換 。在城市建設過程中有時對地下管線的時空數據管理不到位,施工時常常會遇到新舊管線交錯撞車、管線設計不合理等問題。必要時要及時的補充新建和改建管線的信息 ,分析與記錄修改的數據 ,嚴格的對管線信息進行時空數據的管理 。GIS是典型的時空數據管理模型 ,它用系列的圖像文件反映地理現象的時空演化過程,并且能夠準確的記錄基本狀態和現象的空間變化。它為城市地下管線的設計提供不同類型的數據集成,并且能夠大容量高效的存貯圖形數據,方便對圖像數據進行管理。此外這些圖形數據能夠真實地反映事物的屬性,使圖形與屬性數據具有高度的一致性。系統開放式的體系結構與模塊化設計,使用戶能夠自由的改變系統的操作界面并增加系統功能,使系統具有強大的可擴展性。
2、功能設計
進行系統設計時,首先要充分考慮到本系統與其他系統的接口,將多個系統進行無縫連接,以達到資源數據的共享。在進行功能設計時要特別注重系統的靈活性以及可擴展性。城市地下管線信息管理系統的建設是一項較為復雜的長期工程,在進行系統建設時最好能夠將系統結構進行分類分層處理,使系統結構更加層次化和模塊化,這樣便于按照系統總體設計與分布實施,有步驟、有重點地進行系統建設。依據城市綜合地下管線的檔案管理系統功能結構,一般將整體系統分為四個子系統:
①數據輸入子系統
原始的管線數據可能有多種類型,如:圖紙、設計圖、竣工圖、竣工測量數據、管線探測數據、電子數據等,因此數據輸入子系統應提供各種類型數據的入庫方法,如圖紙掃描矢量化、CAD數據導入、以及其他系統數據導入、鍵盤與鼠標輸入等。系統具有數據檢查功能,根據制定的數據標準,對入庫數據的完整性、一致性進行檢查,以保證入庫數據的正確性。
②綜合應用子系統
主要功能模塊包括:權限配置與管理功能模塊、顯示功能模塊、信息查詢功能模塊、統計功能模塊、圖庫管理功能模塊、管線圖綜合功能模塊、地圖導航功能模塊、剖面分析功能模塊、三維圖形處理功能模塊、管線空間分析功能模塊、管線工程輔助設計功能模塊、輔助決策功能模塊、矢量數據輸出功能模塊、專題圖制作及輸出功能模塊、數據庫管理功能模塊、參數化設置功能模塊和聯機幫助功能模塊等。
③動態更新管理子系統
動態更新管理子系統主要包括:系統的權限配置與管理模塊、系統的顯示模塊、數據信息的編輯功能模塊以及系統數據查詢統計功能模塊、管線數據入庫功能模塊等。
④管網管理子系統
管線管理子系統主要用于日常對城市地下管線數據的管理工作,該系統能夠進行管線信息的查詢、并且可以進行管線的編輯以及更新管線數據、標注系統信息動態等。
3、系統數據庫的設計
①系統數據的組成
系統數據庫以地下管線信息管理系統為基礎,主要依據城市地下管線的實際情況以及信息化建設整體布局的需求,來確定出城市地下系統數據庫的整體結構。城市地下系統數據庫的結構可以分為基礎地形數據庫結構、管點類數據庫結構、管線類數據庫結構和其他類型數據數據庫結構。
近年來城市建設迅速發展,城市地形以及地下管線也發生了很大的變化。為了保證城市的持續發展以及系統的有效運行,我們需要及時的對系統數據進行實時的更新。
②系統的信息編碼
城市地下分布各類管線,且類型較為繁雜,每種管線一般分為點與線兩種存儲類型。管線由兩個管點相連而成,這樣一來,通過系統管線的數據庫就能夠很快的查找到組成該管線的兩個管點,同樣的,通過管點數據庫也能夠很快的查找到所有與該管點相連的管線。采用數據庫來管理管線數據,對管線進行統一信息編碼,在數據存儲時采用點表和線表集成管理的手段來管理數據,實現對地形圖數據和管線數據的統一管理和應用。
三、結語
城市地下管線檔案管理系統在科學技術不斷進步,經濟日益發展的時代正在不斷的向前發展,系統也在不斷的更新。正是這種背景下,系統更需要進行新形式的數據研制與開發。系統的開發要充分的利用蓬勃發展的地理信息系統技術,通過高科技來進行各類專業管線的信息錄入管理以及圖幅輸出功能,滿足了地下各類管線的規劃、勘探、維護、施工和管理的需要。
篇5
1 引言
隨著國民經濟建設的快速發展和城市規模的不斷擴大,為滿足城市居民的生活需求,給水、雨水、污水、燃氣、電力電纜、弱電(有線、鐵通、網通、移動、傳輸光纜等)、熱力、工業管(溝)道、部隊、民航、港口等各類地下管線,擔負著輸送能量、傳輸物質和傳遞信息等重大職能,成為城市賴以生存和發展的物質基礎和現代化城市高效運營的基本保證。
為加強城市地下管線工程管理和維護,規范城市地下管線工程建設,合理開發利用城市道路地下空間資源,保證正常的城市建設和人民生活,城陽區地下管線管理信息系統建設于2006年5月啟動,并于2006年12月中旬投入運營使用。為更好地運行地下管線管理信息系統,方便學習和借鑒其他城市關于地下管線建設的先進管理經驗,現就城陽區城區地下管線管理信息系統和未來地下管線建設管理建設作一些分析和研究。
2 開展地下管線與信息化建設的必要性
城市地下管線基礎設施的完善和運營水平是城市化水平的一個重要體現,與城市居民的生存、生活息息相關。城陽區于1994年建區,至今已經跨過14年頭,由最初的7條道路發展到現在的64條道路,長度由8km發展到現在的92km,路網密度達到4.6km/km2。目前已經步入管理維護階段,但是隨著時間的推移和人員的調整部署,現有城市地下管線資料逐步失去了現勢性,資料的缺失、不準和信息動態管理滯后,給城區居民的衣、食、住、行和后期城市地下管線的敷設、規劃和維護管理帶來了諸多的不便,分析其原因主要有:
(1)各地下管線權屬單位不同,其管線的設計、施工、經費來源和管理辦法各不相同,各管線權屬單位對埋設的管線缺乏統籌規劃,各自為戰,對所屬的地下管線資料進行獨自經營管理和保管,致使城市地下管線資料分散和管理混亂。
(2)部門主管領導對地下管線認識不深,本著“先埋設后管理”和“先有需求后行配置”,城市地下管線資料的數據未提報或延時提報入庫,未為后期的其他管線敷設做好前期準備工作。
(3)各管線權屬單位只重施工,不重資料的竣工存檔和后期管理。部分單位施工過程中現場變更與施工圖紙管線定點產生嚴重偏差,造成一方面新建的管線沒有竣工測量,另一方面提報信息與現狀地下管線數據不符,形成檔案管理誤區。
(4)各城市地下管線權屬單位施工與竣工管理采用“單人制”,造成人員調整后,地下管線資料的遺失。其單位新設管線的設計、施工僅僅依賴具有一定實踐經驗和經歷的工程施工、維護人員充任“活地圖”,進一步造成施工誤區,資料信息失誤。
(5)各管線權屬單位未能即時按規定向檔案管理部門報送管線竣工圖檔案,造成管線檔案信息資料停滯不全。
(6)專業發展不平衡。生產和生活基本保障的基礎配套設施,如給水、電力、通信等專業系統得到快速發展,而排水、燃氣、供熱等專業受現階段資金所限,無力全面展開建設則相對滯后,專業間的失衡,導致難以形成高效協調的專業協作。
(7)基礎設施投資不足。現階段城陽區主要以政府財政投入為主,多層面的融資無法實現,造成投入基礎配套資金的匱乏。
鑒于上述原因,城陽區以建設“數字城市”為目標,“與時俱進”為導向,于2006年5月開展城陽區城市地下管線普查工作。
3 城陽區地下管線前景與目標
3.1 城區地下管線信息資料的前景
作為一個新建的城區,目前已完成了城市地下管線信息系統所需的計算機技術、網絡信息技術、GIS技術、數據采集技術、海量存儲技術、軟硬件設備、《城陽區地下管線普查技術規程》等硬環境和軟環境的建設。目前,我們立足于當前所建立的三維仿真、規劃管理系統和地下管線信息系統三大系統,認真履行城陽區城市規劃建設管理局的職責,充分利用已完成的地下管線數據采集入庫,實現已有地下管線資料信息化管理,加大城市地下管線的普查探測范圍,建立地下管線的信息交流,完善城市地下管線的管理和共享機制,為城市建設和城區開發提供便利的管線資料的檢索、查詢和利用,順利完成“數字城陽”的初步建設。其次,根據《城陽區地下管線普查技術規程》建立嚴格的信息更新和檔案管理制度,實現地下管線的動態管理,建立具有城陽區地方性法規約束地下管線數據的管理和更新機制,在保證資料信息安全的前提下,實現地下管線信息的多元化應用和最大限度的開放,完成“數字城陽”的建設。
3.2 完善城陽區地下管線檔案的管理
地下管線作為城陽區基礎設施建設的生命線,必須以高起點規劃為先鋒,建立地下管線數據管理服務中心,作為地下管線資料共享、及時更新和數據交換的平臺,建立堅固的防殺毒堡壘,配置相關的專業技術人員,負責城區地下管線資料的收集、整理、標準化入庫和查詢功能,提供管線的后期動態管理與維護,制定相關的有償服務條款和地下管線資料提供的格式,維持地下管線數據的交流、共享及日常運行維護管理,打破地下管線數據分散管理的格局,實現全區綜合管線“數字一體化”的集中管理和信息共享。
3.3 建設城陽區地下管線信息管理的目標
結合城陽區地下管線資料不全、不準的現狀情況,根據保定金迪地下管線探測有限公司和山東正元地理信息工程有限公司數據采集資料,本著“高起點、高標準、高質量、高效率”的原則,制定地下管線管理的目標:建立地下綜合管線信息管理系統和各專業管線信息管理系統,建成地下管線數據庫、公共數據交換和有償服務平臺,建立地下管線管理服務中心和公開機制,制定切實可行的信息更新機制,完善具有立體化、數字化、智能化和可視化的技術體系,實現城區地下管線信息的動態管理。
4 城陽區地下管線建設需解決的問題和工作內容
4.1 工作內容
(1)精心規劃、科學管理,采用現代科學技術手段,對城陽區地下管線進行全面普查。
(2)嚴格制定和執行城陽區地下管線數字管理相關的規章制度和管理程序。
(3)專業人員進行地下管線入庫操作。以城陽區城市規劃建設管理局為中心,建立權屬單位為分支的衛星城域地下管線專用網絡,實現地下管線數據資源的共享和數據交換。
(4)各管線權屬單位必須做好市政建設工程工地上原有管線的監護工作,明確專人負責,跟蹤監護到位,服從市政工程部門統一協調。遷移、更換和新增的管線,必須確保施工規范,管理到位,修復及時。
(5)未經批準,擅自挖掘城市道路的單位(個人),一經發現,必須按照相關的國家規范和地方法規進行嚴肅處理,
(6)責令管線權屬單位組織人員進行巡視記錄,杜絕突發事件、新聞媒體曝光、群眾來信來訪事件的發生。
4.2 亟需解決的問題
(1)完善城陽區地下管線系統的維護更新機制,確定地下管線的動態管理和維護單位。
(2)城陽區各專業權屬單位引入必要的競爭機制,降低行政干預,打破個別行業的壟斷地位,為財政支出開源節流。
(3)對城陽區地下管線進行科學的規劃和有效的監督。各專業權屬單位必須在每年年底前向城陽區城市規劃建設管理局申報第二年的管線年度建設計劃,以達到統籌安排,綜合平衡。因特殊情況需增設管線的建設項目,必須及時報送城陽區城市規劃建設管理局進行安排。
(4)各管理權屬單位必須加強所屬設施的維護管理,保持管線設施的完好,確保安全正常運行。各專業管線權屬單位設立分級、分布式的地下管線數據庫公共數據交換和有償服務的軟、硬環境,并且確定對外的無償和有償服務范圍。
(5) 確定地下管線系統的運營機制,確定地下管線的審報和審批機制,確立工作人員的工作流程和辦理期限、工作職責。實現新建、翻建、改建、擴建地下管線與城市道路同步規劃、同步實施,避免和減少“拉鏈”工程,確保管線安全正常運行。
(6) 確定各權屬單位的竣工測量資料日期和上報格式,保證地下管線資料的現勢性。與時俱進,及時完善系統軟件升級和硬件更新的章程,優化系統配置,使其運行達到高穩定性、高可靠性、高安全性。
(7) 加強管線權屬單位專業技術人員素質,建立部門進行地下管線統一的管理。避免違規操作施工單位破壞現狀道路和管線,規范施工單位的規范化操作。
(8) 加強施工隊伍的管理階層和施工人員的素質和技能建設。
5 城陽區地下管線的動態管理和維護
建立地下管線容易,維護地下管線難。保持好地下管線信息管理系統長久生命力,必須做好地下管線數據的動態更新和管理維護工作,以確保管線數據的現勢性、真實性、準確性。管線竣工測量和檔案移交制度也是保證管線確保管線信息動態管理的重要環節,執行相關規章制度,進行規范化管理,提供技術支持是地下管線信息動態管理的重中之重。
5.1 制定規章制度
以城陽區的理念和規章制度為準則,我們已制定《城陽區地下管線普查技術規程》和管線動態管理、權屬單位材料程序報建等機制,以確保城市地下管線的動態管理。
5.2 規范化管理
為做好管線規章制度的落實,加強管線工作的管理,成立專門的地下管線科室負責地下管線管理工作,同時增強專業技術人員的培訓和貯備,加強城陽區地下管線規范化管理。
(1)由地下管線審批部門將管線工程施工、批準情況在城陽區網站上進行公示。
(2)將地下管線工程檔案管理的相關規定和要求書面告知管線建設單位。
(3)管線建設單位按要求委托具有測量測繪資質的單位進行管理工程竣工測量。
(4)管線建設單位將填寫的城陽區管線工程檔案驗收申請表和整理裝訂后的管線檔案資料報送城陽區城市規劃建設管理局的地下管線管理科室。
(5)對接收的城市管線檔案進行驗證,并填寫建設工程檔案驗收意見表,驗收合格后與管線建設單位辦理城建檔案交接文據。
(6)由地下管線服務中心專人進行數據更新入庫。
5.3 技術支持
以“高起點、高質量、高標準”為準則,城陽區地下管理信息系統為城陽區地下管線的動態管理提供了專業技術基礎。我們必須繼續加強GIS專業、計算機專業、各管線專業人員的配備,積極作好技術支持工作,組織管線權屬單位和竣工測繪單位學習相關技術規程,進行現場技術指導,為各管線權屬單位提供一切便利條件,按照“誰收益、誰付費”的原則,在公眾參與的前提下,通過高透明度的政策措施,實現地下管線的規范化、數字化、智能化和可視化管理。
6 結語
21世紀是一個信息化戰爭的世紀。2004年12月15日建設部頒布的第136號令《城市地下管線工程檔案管理辦法》從政府政策對城市地下管線數據采集、信息化、空間化、數字化等建設作了明確規定,為地下管線的信息化建設提供了很大的政策支持,使地下管線進入了科學化、自動化、數字化管理階段,為城市地下管線業務的深層次分析和管理決策提供了更好的公眾服務。
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1.1.1管線種類繁多
城市地下管線常見的有供水、排水(雨排水和污排水)、燃氣、通信、電力、熱力等多種,隨著科技的發展、城市規模的擴大,以及可利用資源的不斷缺乏和節能減排措施的實施,人們又拓展出了中水、網絡、垃圾等新的種類的地下管線。從一般意義上講,地下管線種類分為給水(原水、自來水、凈水、中水)、排水(雨水、污水、合流)、電信(電纜)、燃氣、熱力(蒸汽、熱水、回水)、工業管線等,從運輸方式上講,管線種類又分光電流管線、壓力管線、重力自流管線等。目前我國城市地下管線包括供水、排水、燃氣、熱力、供電、通信、管溝、工業管線等,共有類30多種。以長春市為例,全市大型管線產權單位有17家之多,8大類35小類,涉及供水、排水、燃氣、供熱、供電、通信等行業,除市政排水管線外,均由各產權單位自行建設和管理。
1.1.2管線隱蔽性強
由于各種管線大都埋設于地下,埋深從0.5米至幾十米不等。普通人不利用專有設備很難發現地下管線的存在,只能依靠在地面上間隔很長距離的檢查井或維修井來識別。而各類檢查井由于間距較大,難以系統分辨。例如,室外排水的污水檢查井依據管徑的不同,檢查井間距在40米到120米之間,雨水排水管的檢查井在50米到120米之間。不同管道差別化的埋深以及間距較遠的檢查井使得地下管線很難被發現,這也導致了地下管線具有隱蔽性強的特性。
1.1.3管線更新較快
隨著我國城市化進程的加快,地下管線系統也快速擴張,城市地下管線的建設一直沒有中斷過,各種不同類型、不同材質、不同管徑的地下管線時時都在更新。部分管網運行時間長,管網腐蝕老化,跑冒滴漏,管壁結垢大,堵塞嚴重,影響通水能力。目前城市基礎設施建設得到重視,新城區地下管線都能夠預先鋪設,老城區更新改造中,陳舊的管線也需要得到更新和維護。
1.1.4管線權屬不同
我國大部分城市各類地下管線一直都由不同部門進行建設和管理,管線權屬復雜,分別屬于政府、事業單位以及各種不同所有制企業,如供水管線、排水管線、電力管線、通訊管線、有線電視管線、熱力管線及燃氣管線分別由自來水公司、市政公司、電業公司、網通聯通公司、電視臺、熱力公司及燃氣公司負責建設與維護管理。管理職能涉及城鄉建設、電力、工業和信息產業、廣電、鐵路、公安、國家安全、軍事等十多個行業管理部門。有些城市新開發區區域地下管線統一由政府建設,然后移交專業部門進行管理,如調研的上海、東莞、深圳的共同管溝即是這種模式。城市地下管線在管理上由于投資主體不同,造成了地下管線的權屬單位不同,進而造成各自為政,缺乏協調配合的問題。
1.1.5管線技術復雜
城市擴張,管線系統也擴張,系統中的等級角色增加,有主干、次干、支管之分,管線系統變得越來越復雜,系統中各個單位所起的作用也更加專業化。因而針對不同的管線,其管材技術、鋪設技術等都具有差異性。現在的地下管線,不論是從管材、還是鋪設方法上都發生了革命性的變化,各種塑料管、非開挖技術、高壓力管道系統、超高壓輸電電纜等被應用到各種用途的管線鋪設中。
1.2發展現狀
目前,住房和城鄉建設部僅掌握本部門行業管理范圍內的供水、排水(含污水)、燃氣、熱力等管線的相關數據。截止2011年底,僅供水、排水、供氣、供熱等市政地下管線約174萬公里,其中城市地下管線約148萬公里,縣城地下管線約26方公里,若包括小區的地下管線,估計城市地下管線的數量超過300萬公里。而這些管線的其它情況如口徑、材質、狀態、位置、管齡等數據基本不清,至于其他管理部門的管線如工業管線、電力、電信電纜等,地方城市規劃、城建檔案部門也只是掌握一部分情況。2000年-2010年國內供水、燃氣、集中供熱、排水等四個方面的公用設施固定資產總投資為2052.4174億元,較2000年增加了4.77倍,年遞增15%。
2 城市地下管線問題與原因
2.1存在問題
2.1.1重復掘路不斷
群眾反映的“馬路拉鏈”問題嚴重,同一路段短時間內被反復開挖多次的報道屢見不鮮,加劇了城市交通擁堵,影響了城市空氣質量和市容市貌,容易引發路面坍塌和管線安全事故,浪費大量人力物力和材料。
2.1.2安全問題突出
根據對全國典型安全事故統計分析顯示,施工破壞導致管線安全事故是發生頻率最高的類型,代表性事件有南京丙烯管道爆炸事故、京廣線供電電纜挖斷事故等。近些年全國僅媒體報道的地下管線事件,平均每天就有5.6起,輕者造成停水、停氣、斷電以及通訊中斷,重者引起危險氣體泄露、燃氣爆炸等傷亡事故。此外,80%的城市燃氣管道被占壓,管線超負荷運行,重疊交叉、相互擠壓干擾,缺乏維護和監管,工業廢棄管道沒有進行有效的安全處置等問題突顯,地下管線成為潛伏在城市地下的“定時炸彈”,存在嚴重的安全隱患。
2.1.3設施能力不足
舊城區地下管網設施,特別是地下排水、燃氣設施的服務能力嚴重不足,地下管線普遍存在管材質量差、運行環境惡劣、長期超載運行、年久失修導致的管線設備老化、腐蝕嚴重等問題,成為阻礙城鎮化健康持續發展的重要瓶頸。
2.2主要原因
2.2.1多頭管理,權責不清,缺乏統籌協調
城市地下管線管理涉及中央和地方30多個職能和權屬部門。各職能部門各管一段,缺乏有機銜接,往往出現管理“空白”;各行業管理部門和權屬單位各自為政,缺乏相互協調,造成重復建設、反復開挖,對共用設施的維護管理存在推諉、扯皮現象。電力、電信、石油和天然氣等屬于中央企業和軍隊管理的管線,未納入地方政府統一管理。
2.2.2基本情況不清,信息未實現動態更新和共建共享
城市地下管線歷史資料不全,現狀資料不準。截止目前,全國仍有近70%的城市沒有開展城市地下管線普查。新建和改(擴)建地下管線信息沒有及時補測和移交,管線信息不能及時更新。各專業部門和權屬單位管理的管線信息沒有共享,以至于全國沒有一個城市能夠全面準確掌握地下管線的基本情況,提供一張全面、準確的地下管線位置現狀圖。
2.2.3設施老化,養護維修經費不足
管線超期“服役”導致的腐蝕破壞是導致管線泄漏、爆炸等安全事故最常見的原因。舊城區地下管線工藝標準落后,老化腐蝕情況嚴重,不能得到及時維護及更新。據統計,全國的燃氣和熱力管道的腐蝕率達30%;城市供水管網漏損率已超過12%,地級以上城市燃氣管道有約1/5存在超齡“服役”現象。由于缺少養護維修經費,這些管道不能得到根本改造,只能修修補補,存在極大的安全隱患。
2.2.4投入不足,供應質量不高
城市建設長期存在“重地上、輕地下”現象,城市地下管線的建設與管理一直滯后于城市建設的發展。隨著城市化進程加快,城市容積率不斷提高,需求增加,管網配套不足,原有管線的供給能力難以滿足城市發展的需求。由于缺乏建設資金,規劃設計降低標準,施工單位盲目施工、偷工減料,影響了地下管線的建設水平和供應質量。
2.2.5法規不完善,缺乏有效監管
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二、地下管線規劃管理采取屬地化管理、分級負責的方式
市內四區地下管線規劃管理工作由市市政公用局統一負責,五市及三區地下管線規劃管理工作由當地市政公用行政主管部門參照本通知執行。
三、加強規劃管理,統籌安排地下管線建設計劃
(一)各行業管理部門要統籌考慮城市近、遠期發展需求,結合本行業發展目標和專業規劃,組織編制、修訂供水、排水、供熱、燃氣等地下管線規劃,根據市有關規定統一納入城市地下管線綜合規劃。
(二)各專業管線建設單位應當按照專業規劃和行業發展目標,建立完善的地下管線建設項目庫。根據地下管線規劃、更新改造和用戶發展計劃,在地下管線建設項目庫中安排年度地下管線建設計劃,經各行業管理部門審核后,由市市政公用主管部門綜合平衡,統籌安排,確定年度市政公用地下管線建設計劃。未納入年度地下管線建設計劃的,不予安排年度掘路計劃;屬財政投資的項目(市財力資金、供熱配套費、城市維護費,其他財政專項資金等),不予安排建設資金。
四、加強行業管理,強化設計方案審查許可職能
(一)各專業管線建設單位應當嚴格按照特許經營協議(經營許可)確定的范圍和年度建設計劃進行地下管線建設,禁止超范圍敷設管網、發展用戶。因特殊原因確需調整范圍的,需報市市政公用局批準。
(二)各專業管線建設單位應當嚴格按照國家規范和地下管線規劃進行方案設計。在辦理地下管線規劃選址、規劃許可手續前,建設單位應當按照要求到市行政審批服務大廳辦理工程設計方案審查許可手續。不按要求辦理工程設計方案審查許可的,應當責令建設項目負責方補辦有關手續。擅自開工建設的,建設單位應承擔相應法律責任。
(三)各行業管理部門應當加強行業監督管理,強化本行業地下管線工程設計方案審查職責。對建設單位提報的地下管線工程設計方案,各行業管理部門應當從管線路由、管徑的合理性、是否符合設計規范、是否符合地下管線規劃和年度建設計劃、是否符合特許經營(經營許可)范圍等方面進行審查,出具審查意見。
五、加強竣工資料管理,實現地下管線信息數字化
(一)地下管線竣工后,各專業管線建設單位應當按照相關規定完善竣工資料,報質量監督機構和各行業管理部門備案,竣工資料應當如實反映施工和驗收時的實際情況。
(二)各專業管線建設單位應當加強地下管線信息系統的日常維護,根據工程竣工資料,實現動態管理。
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濟南市和國內大多數城市一樣,都沒有建設像歐美城市那樣先進的地下綜合管廊(共同溝),各種管線都是平鋪直埋,密密匝匝像“蜘蛛網”一樣遍布整個城市,由于在地下管線建設方面缺乏統一規劃管理,因而導致道路隨意刨掘和“拉鏈工程”屢見不鮮,特別是野蠻施工造成地下管線受損事故頻繁。據不完全統計,2008年濟南市僅供水和燃氣管線受損事故就近600起,直接經濟損失約500萬元,間接損失高達數千萬元。如清河北路工程施工中,曾造成一直徑1,200mm的供水主管線“下折漏水”,致使周圍10km2范圍內停水或降壓,近1。2萬用戶停水。地下管線受損事故頻繁發生,嚴重影響了城市生產和居民生活,也嚴重損害了政府威望,社會各界對此反響很大。更為嚴重的是,地下管線受損還將給城市安全帶來巨大隱患。由于地下各種管線相互鄰近,其中一種管線受損,極有可能影響到另一種管線的安全,特別是電力、燃氣等高危性管線一旦發生事故,勢必出現連鎖反應,不僅財產損失巨大,而且還會嚴重危及到人民群眾的生命安全。2009年3月27日濟南市歷下區漿水泉路一根直徑300mm的中壓天然氣管道被施工單位挖斷,直接影響了城市東部城區5,200多戶居民用氣,離事故泄漏點約30m處就有一個加油站,如果燃氣著火,其后果將不堪設想,這條管線在一個月內被同一家施工單位先后兩次挖斷。
二、城市地下管線建設管理中存在的問題在城市快速發展過程中,地下管線受損有時是難以避免的,世界上任何一個大城市無一例外地都發生過此類事故。但地下管線受損事故頻繁發生則需要引起高度重視。從實際情況看,造成城市地下管線受損的主要原因,除了部分施工企業野蠻施工外,更深層的原因是城市管理問題,凸顯了在城市建設和管理上還存在著“重地上、輕地下”的觀念。
1、地下管線施工現場管理不到位。按照相關規定,在道路或管線施工前,其他管線產權單位都派專門監護人員到場,同時提供管線具體圖紙,但施工現場管理不到位的問題十分突出,有的施工單位擅自移動挖掘位置、擴大挖掘面積;有的施工單位不嚴格按照規劃定點和圖紙設計進行挖掘鋪設,變更后不按規定辦理變更設計手續;有的施工單位偷工減料,管線覆土深度遠遠低于規劃要求和施工標準,為其他管線的施工埋下安全隱患;還有部分施工單位為搶工期,采取“歇人不歇馬”的做法,輪班操作挖掘機的施工人員對管線鋪設情況不相互告知,導致地下管線受損事故頻繁發生。
2、對野蠻施工事故的賠償處罰機制不健全。從目前情況看,野蠻施工造成的地下管線受損,雖然影響范圍大、造成的損失重,但在處理中卻缺乏相關適用的具體法規和措施。現有的《城市地下管線工程檔案管理辦法》等,也僅僅只是規定了施工企業損壞地下管線給他人造成損失的,應依法承擔賠償責任,但卻沒有具體的賠償標準和相應的處罰機制。目前,因施工造成的管線受損事故,通常都是由管線產權單位與施工企業雙方協商處理解決,但賠償數額遠遠低于所造成的直接經濟損失。如,2008年濟南市燃氣管線受損造成的直接經濟損失超過100萬元,但賠償數額不足10%,至于間接損失和相應處罰往往是不了了之。正是由于這種對事故處理手段不強的做法,導致野蠻施工屢禁不止。
3、對地下管線建設缺乏統一管理。由于地下管線投資主體不同,產權單位隸屬關系復雜,而城市又缺乏一個專門的部門對地下管線建設實施統一管理和協調,因而往往是各管線產權單位各行其是,管線建設隨意性較大“,隨建隨報”現象十分普遍,造成了同一條道路在較短時間內被多次挖掘,給城市管網的安全運行埋下巨大隱患;還有不少建設單位以所謂重點工程為由,自行簡化報建手續,施工前對地下管線不查詢、不勘測、不辦理規劃定點和建設工程許可,甚至“建而不報”,因而出現了“今天你挖斷我的電纜、明天他刨漏你的水管”的問題。
4、地下管線信息管理滯后。目前,由于缺乏對管線產權單位向城建檔案部門報送竣工資料的強制措施,加之這些單位隸屬關系復雜難以協調,致使城市地下管線資料歸檔率低,許多城市地下管線檔案資料殘缺不全,地下管線信息資源無法做到共享利用,嚴重制約了城市建設發展。
部分管線產權單位管理粗放,許多“竣工圖”實際只是一種“示意圖”,僅能反映管線大致走向和方位,缺少垂直定位,甚至有的管線產權單位連自己的管線具置都不知道,給后續管理帶來很大難度。
三、完善城市地下管線綜合管理機制
1、加強地下管線建設管理立法。為確保城市建設和城市安全,必須依法對地下管線規劃建設進行管理。進一步加快城市地下管線管理法規的立法進程,明確城市地下管線的管理體系和執法主體,進一步規范地下管線的規劃審批程序、建設要求和管理內容,特別是要對管線竣工測量和報送城建部門備案等要求作出明確規定,強化法律責任和保障措施,使地下管線建設管理步入制度化、規范化和法制化的軌道。同時,研究制定地下管線共同溝的具體實施規范、技術標準、使用管理制度,積極開展試點建設,為共同溝技術推廣積累經驗。
2、逐步形成城市地下管線統一管理機制。城市地下管線的管理實際上是對地下空間資源的一種管理,是一項政府行為。針對各種地下管線產權單位各自為政、多頭管理的問題,各城市應成立城市地下管線規劃建設管理辦公室,統一行使協調職能,負責制定全市地下管線發展規劃和年度建設計劃,對地下管線的開挖施工進行協調管理,承辦管線工程的申請、查勘、初審、發證及挖掘回填作業的監督檢查和驗收,負責地下管線事故的監察處理和仲裁。今后,凡是沒有管線發展規劃和年度建設計劃的管線項目,一律不再給予審批,堅決杜絕“隨建隨報”行為。
3、加強城市地下管線規劃環節管理。
將各類地下管線發展規劃統一到城市總體規劃范圍內,在規劃中要明確各類管線的建設時序,使各類管線的建設時序與城市道路發展規劃相一致。同時,要對各類管線規劃執行情況加強監督檢查,對發現不按既定規劃要求進行管線建設與管理的,要采取必要的措施加以糾正。加強城市道路管理綜合規劃工作,指導各管線權屬單位合理利用城市地下空間資源,避免各類管線之間及與相關建(構)筑物之間的矛盾,為各類管線的工程設計、施工及管理提供條件和依據。
4、強化城市地下管線建設環節管理。
嚴格要求管線建設單位按照有關要求履行報批手續,進一步加強對管線建設行為的監督管理,對不履行報批手續、不按照批準的方案施工、隨意改變管線方位的行為加大處罰力度,把施工企業的不良行為記入單位信用檔案,并視情節、性質及危害程度,分別予以通報、經濟處罰、評標扣分、限制市場準入、責令停業整頓、降低企業資質等級或吊銷資質證書、營業執照以及有關責任人的執業資格證書等處罰;對因野蠻施工情節特別嚴重、造成公共安全事故的,司法機關要嚴格依法追究施工單位和直接責任人的刑事責任。
5、嚴格地下管線竣工測量和歸檔管理。地下管線工程屬于隱蔽工程,如不進行竣工測量、編制管線工程竣工圖,將嚴重影響今后新建改建管線的規劃、設計和建設,也會給城市安全留下事故隱患。今后地下管線工程覆土前,建設單位必須委托具有相應資質的工程測量單位進行竣工測量,編制符合國家標準的管線工程竣工圖,報城建部門歸檔管理,有關部門必須強化監督、加強管理。對于不按規定查詢地下管線的,規劃部門不得對其管線工程進行規劃定點審批;對于不辦理規劃定點和建設工程許可的,要堅決予以查處。
6、開展地下管線普查工作。地下管線資料是城市規劃建設管理不可缺少的基礎性信息資料。地下管線普查的直接目的是查清地下管線的現狀,并在此基礎上,建立起城市統一的地下管線信息共享平臺,為城市規劃建設管理奠定基礎。鑒于國內各城市地下管線基礎資料欠賬太大,已嚴重影響和制約了新一輪城市規劃、建設和發展,各城市應成立專門的地下管線普查工作領導機構,開展全市地下管線普查補測工作,并依據普查數據資料,建立起綜合地下管線動態管理系統,實現數字化管理。
主要參考文獻:
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地下管線是運輸城市基礎物質的“生命線”,擔負著維持城市正常運轉的重任。雖然地下管線的延伸和發展是為了更方便人們的工作和生活,但是由于其深埋地下的特殊性以及管理體制不健全,造成地下管線建設過程中存在諸多不安全因素,因此而引發事故的報道屢見不鮮,不僅危害到社會的穩定、人們的工作生活,也給城市管理造成不利影響,降低了居民對城市管理的信心。所以,如何加強地下管線建設的管理,使城市生命線真正成為人們工作和生活的“得力助手”,減少事故發生,是建設和諧、宜居、可持續發展的現代化城市需要解決的問題。
目前城市地下管線建設過程中存在的主要問題
(一)地下管線建設缺乏綜合規劃、統一管理
地下管線種類眾多、縱橫交錯,各自發揮著自己的功能。隨著工業發展、人們生活水平的提高,對地下管線的承載要求越來越高,涉及地下管線的建設項目也越來越多,大到城市
綜合管網的新建、升級,小到每一棟建筑物的外接排水、飲用水、通信管網等。但是由于地下管線行業管理部及權屬部門眾多,各自為政,地下管線建設很難形成綜合計劃,甚至專業地下管線建設也沒有計劃可言,完全根據臨時性安排進行。
近幾年城市道路改造工程逐漸步入正軌,一般城市道路的建設都有一個綜合的建設規劃,并且管理過程很到位,但是作為道路附屬設施的地下管線卻未及時跟隨道路建設統一規
劃,不僅造成新建道路建成不久就被屢次挖開,出現“拉鏈式馬路”,而且重復投資現象嚴重。
(二)地下管線建設前期不重視現狀調查,建設過程中缺乏監督管理,或者監督管理困難。
建設前期對現狀資料的掌握和對現狀的調查尤為重要,大部分建設單位在建設前會提前到相關管理部門調查現狀資料,但是對于不能“一目了然”的地下管線來說,僅僅查詢現有
資料是不夠的,只有對現狀完全掌握才能進行下一步工作。大部分建設單位在手頭資料不詳或不明確時,根據經驗和估計盲目施工、野蠻施工。
建設單位在施工過程中為盡快完成建設實行“輪班制”,導致施工人員對施工過程不能全盤掌握。有的施工人員遇到問題隨意修改施工圖,在不符合相鄰管線間位置關系的情況下
強行建設,給城市安全埋下了重大隱患,尤其是燃氣、電力、熱力等一旦發生危險危害程度較大的地下管線。雖然在施工過程中存在諸多問題,但是由于缺乏專門的監督管理機構以及
相關法律法規,地下管線建設工程的監督管理并不到位。
(三)地下管線建設竣工資料不能及時歸檔。
由于地下管線建設缺乏監管,建設單位思想上認識不足,重視程度不夠,大部分工程竣工后不測繪就直接覆土,導致新建管線的信息不能存檔,地下管線信息系統中數據不能實
現動態更新,這種在“黑暗”中被掩埋的地下管線成為城市地下空間的“黑戶居民”,沒有任何資料存檔,到最后連當時的施工人員都不能準確說明其具體信息。此區域再進行建設
工程時又出現新管線無檔可查,如此惡性循環為地下管線建設管理造成障礙,嚴重危害著地下管線的安全運行和城市的發展。
二、加強城市地下管線建設管理的建議
(一)建立相應法律法規,實行綜合規劃,明確地下管線建設過程中的管理職責。
制定相應的法律法規,對地下管線建設實行綜合規劃、統一管理是加強地下管線建設的第一步。首先成立專門的地下管線管理機構,使地下管線管理有自己的“管家”,同時建立管線綜合年度或季度建設計劃制度,強化各職能部門和管線權屬單位、管理單位之間的協作,明確各部門的職責,從源頭規范地下管線建設。
(二)建立地下管線建設工程的審查審批制度,規范地下管線建設手續。
有了法律法規的支持,地下管線管理機構就應承擔起地下管線建設工程的監督管理工作。為做好此項工作,必須“制度先行”,從建設工程的每一個環節制定相關管理制度,監管好建設的質量和安全。嚴格落實建設工程審查審批制度,從建設程序上要求建設單位按照規范和標準辦理相關行政手續,做好建設開工前的一系列前期調研和施工準備工作,不進行“無把握”的建設,通過規范地下管線建設手續為改變地下管線建設工程混亂的局面奠定基礎。
(三)加強地下管線建設過程中的監督檢查,嚴格查處施工過程中的違法違規行為,并建立處罰制度。
雖然建設工程的審查審批手續對杜絕安全隱患、規范施工有重要的作用,但是施工過程中的監督檢查必不可少。正規手續的辦理讓管理部門及時掌握了建設工程的信息,根據工程
的建設進度,應加強對施工過程中行為的檢查和監督,尤其是對于在施工過程中不按照規范設置安全警示標志(標語)、施工人員不按照安全防護要求施工、隨意修改施工圖等行為,
應及時指出并責令限期改正,嚴格落實處罰制度。
建設過程中的監督檢查還應包括督促建設單位嚴格執行覆土前和竣工后的測繪制度,使新建地下管線在獲取自己的“身份信息”后再被覆土掩埋。
(四)加強地下管線檔案管理,實現地下管線建設“有檔可查,有據可依”
檔案是建設工程最真實的記錄,在城市建設和發展中起著重要的作用,地下管線因其“深埋地下”的特殊性,其建設檔案尤為重要。由于目前大部分城市的地下管線的建設和檔案管理由權屬單位負責,不僅造成了地下管線檔案分散、多頭管理的局面,而且很難有統一的標準。為了更好地管理地下管線檔案,充分發揮其在城市建設、施工、管理過程中的重要作用,應開發綜合管線信息管理系統,通過采用相同的標準、規范,將不同地下管線的信息檔案整合,形成集中、統一的數據庫,進行綜合管理。因此,地下管線檔案不僅應包含紙質的圖紙和相關資料,還必須有符合綜合地下管線管理系統的電子版數據信息。
(五)建立地下管線數據的共享機制,實現地下管線信息的動態管理,為地下管線建設提供可靠依據。
實現地下管線信息的共享是建設綜合地下管線信息系統的最終目標。首先應該建立統一的標準和數據規范,通過統一的數據交換標準和數據編碼建立分布式地下管線信息管理和共享平臺,不僅能提高數據質量和數據使用頻率,同時在很大程度上降低重復采集數據的成本,實現地下管線數據“一站式服務”。在實現數據共享的同時應建立相應的保密機制和數據保護機制,嚴防數據流失和泄漏。
通過實現數據共享,各個管線權屬單位通過共享平臺提交統一標準的專業管線更新數據,由地下管線管理機構進行檢查后錄入系統。涉及地下管線的建設工程在工程完工后應及時按照要求進行竣工測繪,將形成的數據成果提交管理部門,及時對此信息進行更新。上述兩類數據動態更新的方法都是采用統一更新的方式,可以保證在實現數據及時更新的前提下,又能保證入庫后數據的質量,防止因更新而造成數據庫混亂。
總結
城市地下管線就像是人體中縱橫交錯的脈絡,城市中的這條“脈絡”連接著城市中的千家萬戶,保障著他們日常生活的正常進行,從實際的生活我們都明白城市地下管線在城市發展中的重要作用,所以要加強對其建設質量和結構布局合理的管理和控制。我們在本中講述了幾種在城市地下管線的建設中常見的問題,并提出了切實可行的應對措施,希望能使城市的“脈絡 ”走上健康、快速的發展道路,為城市的建設和發展做出積極的貢獻。
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(二)沒有辦理規劃驗線,施工現狀與報建圖不符。由于缺乏相關制度約制,有許多地下管線工程在放線后沒有辦理規劃驗線,同時由于沒有摸清地下管線現狀,導致在施工過程中調整施工線路,致使施工現狀、竣工圖與報建圖不符,影響工程建設進度,影響地下管線的整體規劃。
(三)不重視工程規劃驗收。在地下管線工程建設過程中,有些工程只辦理了《建設工程規劃許可證》,而沒有辦理規劃驗收。由于廣東省中山市缺乏有效可行的地下管線建設工程的監督、處罰機制,市城鄉規劃局、城鄉住房和建設局、城市管理行政執法局對管線工程的多頭監督工作過程中缺乏溝通,無法真正有效地、及時地制止這種情況發生,嚴重影響了地下管線工程檔案資料的完整性。
(四)管線隱蔽工程缺乏監督,竣工測量圖與現狀不符。地下管線隱蔽工程在隱蔽前沒有通知規劃主管部門和質量安全監督機構,缺乏政府部門的監督,不能及時發現建設單位提交的竣工測量圖的不實情況,嚴重影響地下管線信息庫的準確性。
(五)隱瞞施工時有發生。一些地下管線搶修、小修小改、管線遷移等規模小、工期短的工程,由于地下管線工程規劃報建審批需要耗時耗力,建設單位圖一時方便,在沒有辦理《建設工程規劃許可證》,沒有領取《建設工程施工許可證》的情況下,選擇隱瞞施工,完工后也沒有辦理補辦手續,嚴重影響了地下管線工程檔案資料的完整性、準確性。
二、對廣東省中山市地下管線管理的對策建議
針對上述地下管線建設及管理過程中存在的問題,通過深入分析,筆者覺得可以通過以下幾點對策改進中山市的地下管線管理現狀,進而保證地下管線檔案信息的完整性和準確性。
(一)制訂《中山市地下管線管理辦法》。原建設部實施的《城市地下管線工程檔案管理辦法》(建設部第136號令2005年5月1日起施行),在一定程度上使各級城市加強了管線檔案信息的管理。但是各個城市的發展歷史及發展進度各有不同,對城市地下管線的管理,各地城市相關管理部門,應將制度本地化后才能增加制度的可執行性。要切實提高中山市城市地下管線管理水平,應結合本市的實際情況,制定符合中山市城市發展情況的切實有效的地下管線管理辦法,并以此規范地下管線工程的報建、審批、建設、管理以及應用等一系列管理工作,同時要徹底解決制度水土不服的問題。《中山市地下管線管理辦法》是規范化管理中山市地下管線工程的重要依據,制訂及工作刻不容緩。
(二)制定一套完善的、適合發展趨勢的地下管線數據標準。中山市城鄉規劃局根據原建設部的《城市地下管線探測技術規程》(CJJ61-2003)制定了一套《中山市綜合地下管線數據格式標準》,但根據該標準的執行情況,該標準更適合地下管線普查使用,不適合地下管線工程竣工驗收使用。隨著社會的不斷發展,地下管線管理要求越來越高,中山市應該結合實際,在原數據標準的基礎上制定一套滿足城市建設管理要求的數據標準,并修訂《中山市地下綜合管線普查技術規程》、《中山市地下管線竣工測量技術規定》,以此規范、統一中山市地下管線數據格式,為以后的檔案收集、數據利用、信息共享打好基礎。
(三)在建設單位申請《建設工程規劃許可證》時,加強對地下管線現狀資料的審核。為了杜絕地下管線安全事故的發生,更好地保證地下管線數據庫的現勢性,建議所有地下管線工程在申請《建設工程規劃許可證》時必須提交建設區域的地下綜合管線詳查資料。對于管線搶修、小修小改、管線遷移等規模小、工期短的工程,可以考慮讓其先到市城鄉規劃局進行工程備案,等完工后再補辦建設工程相關審批手續,提交相關工程檔案。
(四)建立管線補測補繪及數據共享工作機制,確保地下管線檔案信息管理的準確性及現勢性。城市在不斷地發展,每年都有大批的地下管線工程陸續開發、陸續竣工,由于管線管理制度缺陷、執行力度有限,很難確保所有提交的地下管線檔案資料與現狀相符。為了確保地下管線數據的準確性,應加大管線檔案信息及時歸檔管理,進行管線信息的動態管理,確保每年地下管線補測補繪工作的開展。同時與管線權屬、建設單位建立良好的互動機制,實行管線數據信息的共享,提高管線建設單位提交管線檔案信息的積極性。
(五)建立切實有效的多部門聯動監督機制。與住房和城鄉建設局、城市管理行政執法局等部門建立切實有效的多部門聯動管理監督機制,建立切實可行的溝通渠道,有效地從規劃報建、施工報建、合法施工、竣工驗收等多個環節對地下管線工程進行監督,保證地下管線工程建設合法實施,確保工程檔案的準確性和完整性。
(六)對違規的建設單位加大處罰力度。在《中華人民共和國城鄉規劃法》、《城市地下管線工程檔案管理辦法》的基礎上加大處罰力度,對只報建不驗收、蒙混造假、不重視工程檔案等違規的地下管線工程建設單位,除了罰款外,還要禁止其報建新項目,直至補全相關手續及檔案資料為止。只有對違反規定的建設單位加大處罰力度,并嚴格執行,才能有效杜絕相關的違規行為。
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近年來,隨著城市經濟社會的迅猛發展和城市功能的不斷完善,作為現代關鍵性公共基礎設施的城市地下管線,其鋪設地域范圍越來越廣、種類越鋪越多、間距越鋪越密。因此,如何有效合理地管理好如此龐大、復雜的地下管線網絡系統,保障各類城市地下管線的安全、可靠運行,從而提升城市公共安全水平, 保障城市正常生產生活秩序,成為當前我國各級政府面臨的一個重大民生問題、發展問題[1]。2006年以來,我市成立了專門單位來收集管理全市域內的地下管線信息。本著“邊收集邊整理邊開發建設邊服務”的原則,實施“單工程信息收集、單工程數據接邊整合,單工程管網連片”的動態管理方式,我市已累計采集了管線工程8800余個項目,全市域地下管線共計3.46萬余公里,其中,中心城區(外環線內)地下管線長度達2.24萬公里,占中心城區80%,初步實現了中心城區地下管線信息管理全覆蓋,并正在向濱海新區、遠郊縣延伸拓展。經過七年的努力,我市探索出一條地下管線信息管理的新思路,形成了地下管線信息管理的“天津模式”。
2 存在的問題
近幾年,我市地下管線信息管理取得了一些成就。但是,隨著管理的進一步深入,面對城市發展的新形勢、新要求,我們距離地下管線信息精細化管理的要求還有一定的差距,需要在管理方法和管理質量上進一步改進,以適應城市發展的需求。
2.1 數據收集途徑單一,管理體制還不完善。
我市自2006年以來,由專門部門負責收集和管理地下管線信息。但是,由于收集的是單個工程,因此地下管線不聯網成片。地下管線工程本身具有隱蔽性強、周期短、工期緊、違法成本低等特點,一些重點工程在竣工后不向管理部門移交地下管線竣工信息,使得地下管線信息不能及時動態更新。同時由于地下管線實體管理分屬不同部門、不同單位,各部門有著不同職責和利益,造成信息多頭管理,從而使信息管理工作難度增大。
2.2 缺乏上位法依據,立法體系還不夠完善。
如表1,在在國家立法層面,僅有一部住建部在2004年出臺的相關法規(《城市地下管線工程檔案管理辦法》)。而隨著信息化的飛速發展,地下管線信息管理幾乎無法適用,因此在國家立法層面出現了空白,許多城市在地下管線信息管理方面沒有法律依據,使管理工作無法可依,無章可循。
表1 我市地下管線信息管理立法現狀
2.3 地下管線信息管理相關標準亟待完善和落實。
2011年1月1日,我市實施了《天津市地線管線信息管理技術規程》,該標準對地線管線信息管理的收集和管理提出了相近的技術標準。然而在落實過程中,由于跟蹤實測竣工難以及測量技術和作業人員水平能方面的限制,造成地下管線信息不完全準確、現勢。同時,隨著管理的深入,更加精細的管理標準有待于明確。
3 管理內容及建議
現代管理學認為,科學化管理有三個層次:第一個層次是規范化,第二層次是精細化,第三個層次是個性化。經歷七個年頭的摸索,我市已逐步形成地下管線信息管理的規范化。隨著社會需求的多元化,地下管線信息的精細化管理將成為現代社會的一個重要趨勢。現階段,我們應從法制化管理、標準化管理和制度化管理幾方面入手,推動我市地下管線信息管理向精細化邁進。
3.1 大力推進地下管線信息管理制度化
高效權威、行之有效的管理體制,是實現地下管線信息動態管理的根本。要實現地下管線信息的集中高效管理,需從根本上解決問題,必須有良好外部環境和數據接收渠道,這就需要從創新創新機制上入手。
3.1.1 建議建立重點地區、重點管線及危險管線普查及補修測制度,以確保地下管線信息聯網成片。
3.1.2 建議加大違法查處力度,提高違法犯罪成本。對于未經規劃審批或不按規劃審批,擅自施工,建立處罰制度,并適時向公眾安全防范信息。
3.1.3 建議對地下管線系統的規劃、建設、驗收、運行維護與安全監管等相關事務實施統一管理。
3.1.4 建議建立信息共享機制,增強不同專業單位和部門之間的溝通協調關系,實現信息共享,以保證信息的準確性和現勢性。
3.2 大力加強地下管線信息管理法制化
目前,不論是國家層面的法律法規,還是省、市層面的地方立法,我國至今尚無完善的法律法規體系予以保障。而在西方市場經濟發達的國家,運用并實施嚴格而完備的法律法規體系,以有效監管各種市場主體的相關行為,是一種普遍的政府管制手段。地下管線管理領域亦如此。我國應該在國家層面加強立法工作,建立多層次、嚴密細致的律法規體系,規范各個層面對地下管線信息的管理,為地方立法提供依據,為全面實現地下管線信息精細化管理營造良好的法制環境。作為地方政府,在加大立法工作力度的同時,還應堅持立法創新,增強立法的針對性和可操作性。制定針對性強的地方性法規、政府規章,規范和完善地下管線信息的收集、管理和維護工作。
3.3 大力推動地下管線信息管理標準化
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關鍵詞 ]地下管線;動態管理;檔案;基礎設施
一、城市地下管線管理的現狀——以杭州市為例
1.地下管線等基礎設施建設已進入新型城市化發展的加速推進期
據統計,杭州的城市化率逐步提高,在今年已接近四分之三。這意味著杭州正處于城市化水平中期加速階段的后期,城市化發展迎來了新的拐點,城市社會在社會生活中的主導作用得到充分發揮。杭州政府相關部門對于城市化工作給予了高度重視,尤其是隨著“十二五”規劃的推進,杭州的“城鄉一體化、城市國際化”有聲有色地開展,新型城市化的建設,市域和市區綜合交通網絡體系的完善,城市供水、供電等基礎設施、城鄉公交、科教文衛等公共服務逐漸形成一體化布局,城市功能提升,公共服務均等化。而這些基礎設施的完善,都需要依靠與之相配套的地下管線基礎設施來作為支撐和輔助。地下管線的建設和管理也加快了發展的步伐。據統計,杭州地區每年新建、改建、擴建的道路總長度約800公里,累計新建地下管線總長度在3500公里以上,加上歷史地下管線,杭州市地下管線總長度已經突破二萬公里。
2.杭州城市地下管線信息數據海量,利用需求廣泛
近年來,隨著信息技術和網絡科技的發展,地下管線管理部門將建立地下管線信息管理系統提上日程,通過先進的計算機技術,規范城市地下管線的海量信息管理,到目前為止,已納入管理系統的城市地下管線已經超過10種,管線長度達18000余公里。但是隨著城市化進程的不斷加快,地下空間資源集約化程度不斷提高,城市建設過程中的各個職能部門不斷提高了對地下管線的利用,對于信息管理的快捷化、準確化提出了更高的要求,特別是在搶修維護工作中,需要全面綜合的管線信息,對其進行精準判斷,保證質量。
3.地下管線保密問題已經成為管線信息資源共享的最大障礙
就杭州市目前的情況來看,地下管線的信息來源包括管線工程檔案、管線普查、竣工測量及產權交匯資料等。這些均是城市規劃、建設和管理的重要資料,是實現城市科學發展的重要基礎。為了不斷迎合不同用戶對地下管線信息的需要,在不斷引入現代科技的同時,其保密問題也成為了主要的問題。為此,管線的保密特性使其在實現地下管線信息資源共享和成果推廣應用困難重重。
二、城市地下管線檔案動態管理的作用和意義
1.城市地下管線檔案是城市規劃中一個不容忽視的依據
城市規劃是在某段時間里城市發展所要達到的定位,同時也作為城市建設管理的基準。城市規劃的編制非常重要的一個依據就是對于城市不同階段的發展狀況和當下情況的了解。
2.城市地下管線檔案是城市建設的基點
城市地下管線檔案在地下管線的建設和維護中被看做是非常有力的憑據。無論哪一條地下管線出現問題,都將會使地下管網全局的輸入輸出產生阻礙,為使地下管網順利運行,必須依據地下管理檔案。將地下管線作為憑證,可以使建設有序進行,節約投資,大大提升效率,保證質量。
3.城市地下管線檔案對于保障人民生活和城市險情的控制和處理有著不容忽視的作用
城市地下管線在維持社會穩定、提升人民生活質量方面有著巨大的關聯。在我們國家,每一年都會發生非常多的地下管線事故,例如:煤氣泄漏、排水管線斷裂等問題,地下管線檔案在此過程中為事故的處理提供重要憑據。
4.城市地下管線與城市的經濟發展息息相關
在城市的經濟建設中,城市地下管線是不可或缺的基礎信息。現代化城市的功用越來越完善,規模也愈加擴大,地下管線檔案的作用便越來越突顯。城市地下管線檔案的詳實、系統和完善是現代化城市的客觀要求。同時也是經濟持續發展的戰略性資源,是其重要的組成部分。
三、城市地下管線檔案動態管理中存在的問題
1.地下管線檔案管理體系的建立不夠完善統一
地下管線檔案管理體系的不夠統一被看做是地下管線檔案管理中最重要的問題。城市中需要在地下建設管線的部門之間各自為政。管線的設置毫無秩序。這使得各種事故頻發,導致資源浪費。
2.城市地下管線檔案管理者素質相對低下
地下管線檔案管理者素質低下是地下管線檔案管理在人力資源工作中出現的問題。我們國家沒有給城市地下管線檔案管理工作足夠多的關注,對于檔案管理者疏忽,也是導致地下管線檔案管理無序的原因。地下管線檔案管理者素質偏低是檔案管理水平低下非常重要的原因。
3.城市地下管線檔案管理技術不發達
城市地下管線檔案管理另一個問題是技術欠缺。自動化程度偏低,阻礙了我們國家城市地下管線檔案管理。對于城市地下管線檔案管理的長遠發展,應用計算機系統進行檔案管理成為了管線檔案管理者不能跨越的鴻溝。假如檔案管理者不適應這種新形勢,便沒辦法達到新的需要。
四、城市地下管線檔案動態管理存在問題的解決措施
1.設立完善統一的城市地下管線動態管理系統
城市地下管線的動態管理囊括了眾多部門,綜合性強,信息繁多,大量投資,技術性強。最重要的是建設完善的動態管理系統。使各個部門和行業之間相互配合,共同對地下管線工作監督和管理,統一規劃、設計、施工、竣工、驗收歸檔,從而使技術、資金、工期安排更加合理。同時強化城市地下管線工程違規行為的懲罰力度。現在,動態管理必須要憑借現代化管理措施,使地下管線管理實現信息數字化。信息技術規范統一,實現地下管線信息動態更新,打造地下管線信息資源共享平臺。
2.建立規范化的管理協調機制
地下管線管理囊括了許多部門和行業,能夠建立協調機制,解決部分地下管線建立與管理問題。開展管網協調會,設置協調有序的運行機制。解決其中的各種問題。必須監督報批,簽好責任書,完成竣工測量和歸檔資料,統一管理城市地下管線檔案,保證完整詳實。為了解決地下管線管理和建設技術的落后狀態,既要考慮技術的先進性,又要充分考慮技術的實用性和經濟性。作為建設的過渡模式,需要建立管網建設協調會制度,統一規劃、綜合設計、聯合施工、動態管理、通過協調機制的建設,共同對地下管線進行監督和管理,解決管線建設中的問題。
3.建立安全的地下管線信息網絡服務系統結構
采用以多層網絡服務結構為核心、網絡安全傳輸為基礎、授權管理、監控審計和身份認證為輔助的全方位信息安全結構體系,用戶通過應用服務器進行管線服務請求的提交以獲得相應的服務。
結語
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1.1、專用服務器結構
它又稱為“工作站/文件服務器”結構。這是最早期所建設的地下管線的內部局域網的管理方式,即用一臺微機作為文件服務器,其它的作為工作站。它是一種集中管理、分散處理的工作方式,工作站能從文件服務器上獲取文件和數據,完成數據處理的全部工作,服務器只能完成共享數據文件的集中管理,不能處理數據,因而服務器與工作站無法實現合理的分工,無法充分發揮服務器的功能,網絡傳輸負荷太重,影響了網絡的效率,降低了網絡的性能,不能完全滿足地下管線動態管理的要求。
1.2、客戶機(Client)/服務器(Server)結構
它是設立在地理信息中心內部的局域網,將需要處理的工作分配給客戶機端和服務器端共同完成。它是傳統的單層結構C/S網,是目前最常用的地下管線信息管理模式:用一臺作為服務器,其它科室的作為客戶機。網絡服務是以服務器為中心的,構成的服務模式是客戶/服務器模式。與專用服務器不同的是,處理數據由文件管理方式上升為數據庫管理方式,實現了客戶機和服務器的合理分工和協調操作。但是C/S模式下的信息管理系統(MIS)應用專用的網絡操作系統和各種應用軟件,系統結構封閉,靈活性差,不同系統難以交流,不利于地下管線信息的共享。我們知道,許多城市投入了巨資,進行了普查、整測、建檔,建設了地下管線管理信息系統(MIS)。然而,MIS對數據精確性、現勢性要求高,應用時問題顯現出來:大部分城市的地下管線的管理基本上還是各自為政、分散管理,數據收集困難,系統更新同期長,應用滯后,利用效率低。由于缺少有效的數據源支撐,維護和更新所需的數據來源不暢通,以致有的仍處于被動的手工管理狀態,而不能發揮應有的作用,造成極大的資源浪費。
1.3、Intranet結構
嚴格地說,應稱為三層C/S(客戶機/服務器)結構,它包括Internet和Intranet結構。Internet結構由于保密性差,不適合地下管線管理,因此不做討論。Intranet就是將Internet的三層結構,搬到企業LAN上構成的系統,是一種很適于中小城市地下管線管理的具有安全保密機制的新型網絡技術。傳統的局域網,構成的服務模式是單層C/S(客戶/服務器)模式,而Intranet是一種三層C/S結構網,提供的服務是通過分布在網絡上的多臺服務器為客戶服務,便于協調處理問題,而與客戶距離無關,構成的服務是C/N(客戶/網絡)服務模式,具有許多優點:
(1)、Intranet是面向系統內部的需求而設置的。它的規模和功能是根據系統經營和發展的需求而確定的,它對于地下管線工作站的設置具有極強的靈活性。
(2)、Intranet采用TCP/IP協議,是一個開放的系統,能方便的和Internet連接。廣泛使用WWW的工具,成本低,有利于地下管線數據的收集,使信息傳輸和交換快速準確,便于管理和維護數據庫。
(3)、Intranet根據地下管線的安全要求,設置相應的防火墻,安全等,適用于保密性要求較高的地下管線信息的管理,可以防止外來的侵入和破壞。
(4)、與傳統的MIS相比,還能管理非結構化的信息,如大量的圖片、聲音、影像等,適于多個地下管線單位協同作業。
2、建立地下管線的Intranet網絡管理信息系統的可行性
地下管線網絡管理信息系統(NMIS)就是利用Intranet技術,以地理信息中心為網絡中心,把地理位置不同的各專業管線單位的計算機連接起來,及時準確的溝通各專業數據的收集、傳輸、存儲和處理工作,使用戶數據做到共享,以方便地提供各種應用和決策信息。它是可行的,與傳統信息管理方式相比具有明顯的優勢,主要表現在:
2.1、簡便快捷的工作方式。它是在計算機網絡軟件和各機的操作系統的共同支持下,依賴網絡實現管線數據的動態更新和維護,完成應用程序的數據處理和信息通信的,各工作站按專業功能設置在相應的職能部門內,各職能部門負責及時的把本專業管線數據輸入到系統中,地理信息中心隨時接收和處理各專業數據,并進行綜合和反饋,所以NMIS對數據具有更強更及時準確的處理能力,使資料來源的渠道暢通,避免了傳統的MIS由于數據來源不暢造成的動態管理困難的現象,又避免了重復勞動,極大的提高了工作效率。
2.2、建網時間短,投資少,收益高。它是通過聯機實現的系統,系統內部各子系統相對獨立又是一個整體,系統建成后,由各專業管線產權單位負責收集和更新數據,省略了數據收集的中間渠道,能使數據不斷保持最新時態,而無需像傳統的MIS那樣投入大量的人力物力進行維護。利用網絡系統實現多用戶MIS所需的資金投入相當于在小型機上實現的功能所需的資金投入。
2.3、功能完整,數據流程嚴密。它在功能上能覆蓋所有管線管理工作的各個方面和整個進程,整合了各專業管線單位的資源,具有較強的適用性。各工作站分工明確,數據系統各負其責,又便于協調,保證了數據流程的嚴密、完整。
3、地下管線網絡管理信息系統(NMIS)的建設內容
建設地下管線網絡管理信息系統最基本的問題,就是根據功能模型,選用適當的網絡軟件,建設網絡數據庫,工作站按功能設置在相應的職能部門內,事務處理各自獨立,通過網絡通信完成調用和綜合,構成一個聯機運行靈活方便、結構清晰簡明的系統,實現異地的數據通信。具體分析如下:
3.1、地下管線網絡管理信息系統(NMIS)的模型。
地下管線網絡管理信息系統(NMIS)是集數據采集與輸入、存儲與檢索、處理與分析,成果生成與輸出為一體的技術系統,考察地下管線的產權和管理單位,可以發現其實體的功能模型為:
在上述地下管線NMIS的模型中,可在地理信息中心設置網絡中心,管理文件服務器和數據庫服務器,負責系統的運行、管理、維護和利用,管線產權單位可以設置相應的工作站,負責數據的輸入和部分利用,網絡邏輯圖如下:
3.2、地下管線網絡數據庫體系結構的分析及應用
筆者認為,在地下管線網絡管理信息系統中,數據庫的體系結構宜采用三層客戶機(設在各專業管線單位)/服務器(設在地理信息中心)結構,它是分布式數據庫的一種。它既有多臺服務器又有多臺客戶機(即多服務器結構),既執行分布式數據庫管理系統(DBMS)功能又執行應用程序。客戶機運行各專業管線單位的應用程序,向數據庫服務器發出數據請求,數據庫服務器接受客戶機發出的請求,并將處理結果返回客戶端,這就形成通常所說的三層的客戶機/服務器體系結構。顯而易見,在地下管線的NMIS中,各子系統分布在各工作站中,在物理上是獨立的,分散的,而在邏輯上是統一的、完整的,可以互相協調工作,共同完成一項任務,客戶機/服務器結構的數據庫使系統可靠性更高,響應時間更快,維護方便,便于系統管理,非常適合產權單位分散的地下管線的管理。
那么,在Intranet的客戶機/服務器系統中,各個專業數據庫應采用什么結構,又該如何設置呢?設計良好的地下管線的客戶機/服務器系統應該是:系統中每一個組成部分分配最恰當的工作任務,配置合適的軟件模塊,使所有客戶機、服務器協調工作,充分發揮作用。地下管線的網絡數據庫比較適用層次型的,它在地理信息中心設置一個中心數據庫工作站,含有系統中全部的數據庫,其它專業產權單位各自設置工作站數據庫,負責本專業管線數據的收集和處理。中心數據庫工作站與各專業工作站的內容同步,負責所有分散的管線數據的調用、綜合、分析和處理,使得各工作站可以使用本身的數據庫,也可以使用中心工作站的數據庫,各工作站還可以通過中心工作站共享其它工作站的數據庫資源。
3.3、地下管線網絡數據庫的建設內容
在確定數據庫體系結構后,它的系統設計應側重于哪一方面,又該如何建設呢?由于地下管線數據既包括城市基礎地理數據,又包含體現專業特點的管線專題數據,因此,它的系統設計主要包括以下幾個方面。
(1)、基礎信息數據庫的建設。它是以一定的比例反映城市的地形地貌及其準確定位的系統,主要包括地形圖基礎數據建設,它是矢量數據與影像數據的結合,具有統一性和精確性,具有重要的空間定位作用,為可視化的數字高程模型提供了數據支持,是管線圖形賴以生成的基礎。如各種平面和高程控制點、城市道路、建筑物等的屬性信息等,它的建設宜放在中心數據庫里,由地理信息中心負責數據生成、管理和利用。具體建設可以分階段實施,如先建設城市建成區再整個規劃區后市域范圍內,依據測繪資料先建立空間數據庫和屬性數據庫,再建設基礎地理數據的互連與運作體系,形成完善的數據共享體系 。
(2)、專題信息數據庫的建設。它是以基礎數據庫為基礎的專業性的城市地理信息數據庫,如:供水、排水、煤氣、熱力、電力、電信、電視、路燈、人防等各種專業信息。它用于表示某一專業要素的地理空間分布及其規律,具有專業性、空間性和時效性。它利用基礎信息進行空間定位和分析,實現各專題信息的共享,形成互相聯系互相制約的空間關系。它應形成一種管理機制:由各專業管線單位的工作站負責建設、更新和維護,把本專業管線數據及時準確的輸入系統。