城市地下管线管理信息化研究--以武汉市汉阳市政建设集团有限公司为例

城市地下管线管理信息化研究--以武汉市汉阳市政建设集团有限公司为例
摘要：城市地下管线管理是一项复杂的工作,新技术的应用为城市地下管线的管理提供
了新的手段。

本文以武汉市汉阳市政建设集团有限公司开展城市地下管线信息化工作为例，
提出了城市地下管线管理信息化工作的新思路。

关键词：城市；地下管线；管理；信息化；研究
0 引言
城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障
城市运行的重要基础设施和“生命线”。

随着城市现代化进
程加快，地下管线的种类、结构和分布愈加复杂，城市内涝、管线损毁等安全事故频频发生，对人民生命财产造成严重损失。

据不完全统计，2009-2013年，全国重大地下管线事故
共27起，造成死亡人数达117人。

同时，由于地下管线种类繁多、权责部门错综复杂，部门间数据孤岛问题突出，缺乏
数据共享机制，导致地下管线安全监管已成为城市发展的痛
点和难点。

随着信息技术的发展，新一代智能手段不断创新应用于城市地下管线监管，已逐步成为摸清管网底数、规范管理的重
要途径。

以武汉市汉阳市政建设集团有限公司（以下简称汉
阳市政）为代表的优秀企业，充分结合自身技术沉淀和城市
地下管线业务理解，构建城市地下管网综合管理平台，扎实
推进了城市地下管监管智能化进程，对政府在规划建设、管
网改造、应急处置等方面的决策部署提供了有力支撑。

1主要亮点特色
1.1 统筹兼顾，构建城市地下管线综合管理体系
2014年国务院办公厅和住建部等五部门分别印发了《关
于加强城市地下管线建设管理的指导意见》（国办发〔2014〕27号）和《关于开展城市地下管线普查工作的通知》（建城〔2014〕179号），要求全面查清城市范围内的地下管线现状，获取准确的管线数据。

湖北省住建厅等五部门印发了
《关于印发<湖北省城市地下管线普查工作实施方案>的通知》（鄂建〔2015〕10号），对全省城市地下管线工作做了全面
安排部署。

在此背景下，汉阳市政从工程建设者和管理者的角度出发，聚焦全流程城市地下管线管理，搭建城市地下市政基础设施（管网）综合管理平台，打造“一张网、一中心、一平台、N 场景”的城市地下管线综合管理体系，助力城市平稳运行。

“一张网”是城市地下市政基础设施数据更新网络，通过物
联监控和定期探测实现城市地下管线运行数据实时监测，动
态更新；“一中心”是城市地下市政基础设施大数据中心，
汇集普查区域元数据、三维建模数据，搭建城市地下基础设
施数据库，打造数据基石；“一平台”是城市地下市政基础
设施综合管理平台，利用平台将城市地下管线数据应用于城
市地下管线规划、建设管理、运行维护等多方面；“N场景”是围绕CIM平台打造多个业务场景，将城市地下管线拓展到CIM+地下设施总览、CIM+地下设施全生命周期管理、CIM+安
全隐患专题等多个数字市政场景，实现智能分析，智慧决策。

1.2 多措并举，推动地下管线数据求全求准
以业务需求为导向，汉阳市政组建了优秀的勘探专业团队，运用先进的设备，结合待测管线的实际情况，采用多种方法
进行城市地下管线的普查勘探，提升探测数据的全面性、准
确性，实现城市地下管线应测尽测，凡测必准。

1.2.1 人工普查
一是针对已有的管线施工图、设计图、竣工图和技术说明等资料进行收集整理；二是现场开展人工探测，对地下管线
的埋深、走向、平面位置、高程、管线材质等信息进行手工
绘制标记，并根据测绘结果，在地形图的基础上绘制管线图，摸清探测路段的管线情况。

1.2.2 金属管线仪探测
电流通过埋地管道时，周围会产生交变磁场。

汉阳市政应用金属管线仪激发需要探查的管线，在管线线路上形成相对固定频率的磁场，在地面上结合管线附近磁场的实际分布情况，即可精准且快速地确定管线的具体深度与位置。

1.2.3 探地雷达探测
使用探地雷达探测管线时，应用发射天线对地下进行高频短脉冲电磁波发射，由于管线与附近地下介质介电常数具有较大的差异，会在电性差异之处形成一定的反射，接收天线对相应的反射电磁波信号进行接收，通过专门图形处理软件对反射电磁波予以一定的处理及分析，便能够获取管线埋藏的具体深度与位置等相关信息。

结合多张雷达的组合图便能够对管线连续变化的特点加以探测，结合所获取雷达剖面图中相应的强度、波形及电磁波传播的时间，便能够精准地对管线铺设的位置与深度进行较为精准的计算，从而获取地下管线平面走向及纵向埋深的相关信息。

1.2.4 导向仪探测
导向仪包含接收器与传感器，并配备穿管设备等，导向仪的传感器就是一个发射源，利用穿管仪将传感器送入管道或对应管廊中，再用接收器在地表实时追踪传感器的位置与深度，从而查明管道走向和深度。

1.2.5管道机器人探测
汉阳市政拥有一套集机械化与智能化为一体的记录管道内部情况设备，可代替人工进入管道内部，对于管道内情况进
行实时影像监测、记录视频回放图抓拍及文件的存储等操作，与传统人工作业方式相比更加安全、全面。

管道机器人由控
制系统，电缆盘、爬行器及镜头四部分组成。

通过个人电脑
或者平板控制爬行器在管道内爬行，对管道内结垢、腐蚀穿
孔裂纹等情况，进行360°全方位观察与检测。

且能够在工
地现场实时处理采集的资料信息，立即生成检测报告为后续
制定管道维修、护理方案提供重要依据。

1.3 精准施策，服务CIM+应用场景
汉阳市政统筹整合地下管线施工、勘测以及感知设备形成的动态数据，形成地下市政基础设施数据中心，利用汇集的
数据分析工程区域地下管线建设情况，通过智慧化、可视化
可针对问题痛点高效制定针对性解决方案，为CIM+的应用场
景提供精细化服务。

1.3.1 借助CIM平台，实现地下空间底数清情况明
依托城市地下市政基础设施（管网）综合管理平台，通过城市倾斜摄影实景三维数据与地下管线二三维模型数据相结合，以三维可视化方式直观展现地下管线的空间结构与位置，
构建地上地下一体化，全空间要素汇聚的立体空间数据底板，为地下管线资源的规划利用、科学布局和运行监测等工作提
供准确、直观、高效的参考。

1.3.2 提供建设数据，降低施工安全风险
依托城市地下市政基础设施综合管理平台，可便捷查询和掌握片区路段的管线高程、埋深、管线材料、间距等，为建
设单位、施工单位提供施工所在路段地下管线数据，避免造
成原有管线的损坏，降低施工安全风险。

1.3.3消除数据壁垒，实现审查业务协同化
以 CIM基础平台为核心支撑，平台消除数据壁垒，实现设计方案审查、施工
图审查、竣工验收备案等的三维可视化集成操作，规范审批流程、提高审批效率，提升决策管理的科学性和精准度，开拓地下管线工程建设项目智能审批新局面。

1.3.4构建监管体系，推进城市生命线工程建设
依托CIM平台，打造CIM+地下管线智能监管体系，借助
空间模型提升业务监管能力，提升城市生命线监管效能，依
托物联监测设备实时感知城市地下“脉搏”，构建管线隐患
溯源分析、泄露事件链分析、管线超龄服役分析等预测预警
计算模型，对各类管线事件可能造成的灾害范围、影响范围
及影响程度进行智能分析研判，推进城市生命线工程的建设。

1.3.5模拟巡检管理，实现日常管养降本增效
基于CIM、BIM、倾斜摄影测量等技术，实现地下管网空间数据的1：1可视
化还原，管理人员仅操作平台系统便可对区域内地下管网开展巡检漫游，行进到
相应的管网或附属设备前，可查阅设备的履历信息和设备的实时运行数据、故障
信息等，有效提高巡检效率，优化大量依靠人力巡查的传统养护模式，实现地下
管网日常管养的将本增效。

1.3.6优化应急预案，不断提升应急处置能力
结合地下管线三维可视化场景，模拟管线泄漏、爆炸等场景，以事故发生的可能性和后果的严重性为准则，系统考虑
管线寿命、环境和故障率等相关影响因素，综合分析形成地
下管线的风险等级和应急策略，不断优化应急预案的合理性、科学性，持续提升管线突发事件的应急响应能力和处置效率。

1.3.7数据融合关联，辅助支持科学决策
CIM平台全量汇聚地下管网规划、建设、监管、运维全生命周期管理数据，
依靠数据关联算法模型，分析病害高发频发区域，识别地下管线监管薄弱环节，
合理优化资源配置，实现监管效率最大化、管网规划科学化。

2 发展思考
2.1 明确主体责任，统筹推进城市地下管线普查工作
将地下管线普查与城市地下市政基础设施普查统筹部署，明确主管部门，明确各方责任，建立健全统筹规划、协同建设、同步维修、共同巡检机制，实现闭环管理，实现地下市
政设施的整体建设发展。

大力推动完成城市地下管线普查工作，完善定期补测补绘机制，扫除信息盲区，不留死角。

2.2 完善制度标准，构建城市地下管线建设保障体系
完善城市地下管线管理的法律法规和标准规范，建立城市地下管线动态更新机制和有效的管理运行机制，为城市地下管线建设构建保障体系。

管线竣工测量(规划条件核实测量)并不能完全实现管线信息的动态更新，特别是免予许可的管线工程(如迁改、特殊工程项目等)不经过规划条件核实，为此，在竣工测量的基础上增加“权属核查”“补测补绘”和“度弃管线报送”等，有利于完善了地下管线信息更新的制度。

2.3 打破信息孤岛，大力建设信息共建共享平台
一是加快城市地下管线共享平台的建设，加快城市地下管线档案资料数字化、数据化，建立地区的城市地下管线数据库，建立城市城市地下管线更新机制；二是建立健全城市地下管线信息共享机制，协调各相关部门畅通数据共享渠道，打破部门横向壁垒，各地下管线权属部门可以及时了解城市地下管线的变化动态，解决信息孤岛问题。

2.4鼓励地下管线科学技术创新
基于目前的科技水平限制，常规的地面物探技术对于深度大于3米的地下管线难以做准确探测，尤其是埋深的探查难度很大。

在未探测清楚准确的管线资料前，施工单位擅自采
用机械施工可能造成既有管结受到破坏，对于埋设较深的非
开挖管线，应开展专项探测，应用管线探测高新技术(管线陀螺仪等)方法。

若专项探测仍无法探测清楚准确的管线资料，则应调整设计方室鼓励地下管线建设单位应用管线探测高新
技术(管线陀螺仪等)对埋地较深的非开挖燃气、电力、油气
供水、排水、通信等管线进行竣工测量，保障成果的准确性。

2.5坚持智慧引领，提升城建档案管理机构信息化水平
采用全空间信息技术，将地上与地下、二维与三维、图形与档案、结构化与非结构化、历史和现状、静态与感知数据
进行融合等技术，构建地下管线综合管理信息系统可加快管
线信息化管理水平。

要加大城建档案管理机构在城市地下管线信息化的主导地位，城建档案管理机构是城市建设相关数据的汇集之地，加
强城市地下管线档案的收集、开发和利用工作，对于统筹城
市地下管线资源的开发利用，具有十分重要的意义。

提升城
建档案管理机构信息化水平，推动城建档案管理机构在线接
收城市地下管线普查档案数据，对接城市地下管线综合管理
系统，与现有的城建档案管理系统数据叠加，形成城市地下
管线和城市地上建筑物数据一张图，与“数字城市”、“智
慧城市”等有机结合起来，打造“数字孪生城市”，为城市
更新和发展服好务。