本文是一篇项目管理论文,通过全面深入的城市管网普查技术,能够形成符合各专业特点的城市管网信息管理系统。通过融合各专业管网信息管理系统建立智慧城市管网,从而实现多种管理目的。
第 1 章绪论
1.1 研究背景
建设部于 2005 年颁布的《城市地下管线工程档案管理办法》(建设部第 136 号令)。该办法规定:城市各专业管线管理单位应及时向档案管理单位移交各专业管网竣工成果图[1]。档案管理单位应建立归档成果使用制度,有效利用成果档案成果,为城市管理提供有效服务。
2014 年我国才真正从国家层面重视此项工作,国务院办公厅印发的国办发【2014】27 号文件《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》。按照我国关于全面强化城市管网管理的要求,针对文中提出的多种管网事故及管理问题,应用物联网技术、信息化管理等方法,通过建设管网信息管理系统,全面实现城市管网管理工作,通过完成以上工作,及时建立相关标准、规范、制度的建立,构建智慧城市管网架构,服务城市相关管理工作。
据调研,我国城市化进程日益加快,埋藏在城市地下的管网建设也异常迅速,管网数据呈现出几何级倍数增长,如此庞大的管网数据也带来了越来越多的管理问题。施工过程中打断管线的情况时有发生,造成断水、断电、断气以及通讯中断事故频频发生;城市管网建设东修西补,“道路拉链”现象成为城市建设的顽疾[2]。因排水管道年久失修,排水管道排水不畅,造成城市道路积水严重,城市内涝时有发生[3]。城市管网管理问题已经是改善民生的一项重要问题。
城市管网为城市实现排放废物、传输信息以及输送能源等功能,同时随着近些年频发的管网事故,让所有人都认识到,其实城市管网在实现相关功能的同时,还是存在诸多问题,出现任何偏差可能都会给百姓生活造成非常大的影响。如何管理好城市管网是摆在各级政府部门及相关权属单位的难题,也越来越受百姓所重视。整合共享城市地下管线信息资源,提高城市地下管线的管理水平,已经成为城市管理的迫切任务[4]。
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1.2 研究目的与意义
1.2.1 研究目的
本文通过基于城市管网普查的信息化管理的研究,其目的主要有以下三个方面:
(1)城市管网数据是实现城市管网运维、城市规划、城市建设、市政工程管理、城市应急的基础数据。但由于多种原因,我国各地都存在不同程度的管网数据不全、属性不准,致使城市管网信息化管理、信息建设和共享难上加难。为了及时掌握最新、最准的管网数据信息,目前比较适应我国国情的模式是:通过在该地区开展城市管网普查工作,采集全面系统的城市管网数据,通过以上数据建立管网信息系统,从而实现城市管网数据进行动态管理。
(2)管网普查可实现城市管网信息化管理。主要功能可分为:统计功能、纠错功能、共享功能、应急功能以及应用功能。其中统计功能包含选择编辑、查询统计,纠错功能包含监理纠错功能,共享功能包含管理及更新功能,应急功能包含诸多城市应急管理功能如停电分析、漏水分析等,应用功能包含数据格式转化、各类分析功能。
(3)通过研究致力于全面分析城市管网数据管理问题,彻底解决城市管网数据管理问题,找到一条适应城市规划发展、符合百姓生活所需的道路。为城市可持续性发展奠定良好的城市管网数据管理基础,打破城市管网数据管理壁垒。
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第 2 章城市管网普查信息化管理相关理论
2.1 城市管网
2.1.1 城市管网的概念
城市管网又名城市地下管线,是指埋设在城市地下的各类管线及其附属设施,是保障城市运行的重要基础设施和"生命线"。通过基于城市管网普查的信息化管理的研究,充分掌握城市地下管线情况,并为城市建设发展所用。
城市管网从广义层面来说,是必不可少的城市基础设施,是城市生存和发展的命脉,每天都有大量的物质、能量或信息通过它流遍城市的各个角落,与百姓的生活息息相关。是指运输城市各种能源、资源、物质的载体,包含地上的电线、工业管道,地上管网包含架空管线(电力、通信、广播电视等)、热力管道、工业管道等管网。地下的各类城市管线,以及所有必要的管网设施[25]。
城市管网从狭义层面来讲通常是指地下的各类城市管线及其附属设施,不包括地上的电线、工业管道等[26]。本研究集中在狭义层面的概念。城市地下管线种类分为八大类,每种管线因实现的功能不一致,从埋设到埋深,从规格到材质,从尺寸到特征均有较大区别。
2.1.2 城市地下管网的分类
城市管网主要种类分为八大类,分别是给水、雨污水、工业、通信、有线电视、供热、天然气、电力[27]。各类管线涵盖着日常社会生产、生活等方方面面的内容[28]。不同类型管线受制于材质、年代、管线特性等原因,埋设方式并不一致,主要埋设方式为直埋、管道、管块、沟道四种方式。
城市管网建设日新月异,由最初的明沟、直埋管网埋设形式逐步演变为多层预埋管网、管块等形式到现阶段新建地区多采用地下综合管廊布设形式,布设方式的改变也体现出管网建设需求在不断改变,从分散化向集成化方向发展。尽管各类管网建设方向在不断改变,但大量的管网数据还未能得到有效整合。
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2.2 城市管网普查
2.2.1 城市管网普查概念
城市管网普查是运用物探技术及工程测绘手段对城市各类管网进行位置、深度、属性、管径、材质、建设年代等参数进行测绘采集并汇总,通过内业软件形成相关成果图表及数据。城市管网普查是一项重要的基础工作[30]。通过城市管网普查工作可摸清已有管网详细情况,对地下空间的开发利用、综合管理、实现数字城市管理奠定坚实基础。通过城市管网普查可查明该城市已有管网现状,按照城市管网普查的技术标准规范要求,通过在该区域内城市管网探测、绘制管网图、建立管网数据信息管理系统,并实施动态管理过程。为了避免施工安全事故、及时维护各类管网,确保地下管线正常、良好运行,迫切需要对地下管线进行全面的普查,掌握准确的地下管线资料和管线的运行状态。
2.2.2 城市管网普查优势
城市管网普查的内容包含:已有管网数据的搜集和现有管网数据的编制、管网探测、管网图绘制、管网成果数据验收及检查、管网数据入库至管网信息管理系统等内容[31]。城市管网普查工作中管网探测工作是一项主要工作。管网探测主要针对无法直接找到井及已有管网数据不完整的工作手段,主要调查管网的走向及埋深。
城市地下管线种类多、分布复杂、数据量大,而管线普查的工期又紧。传统的管线普查,是在现场用纸质记录普查管线的属性并绘制管线分布图,测量管线点的坐标,内业时又重新进行管线图的绘制和管线成果表的编制,这样内外业工作完全分开,一方面增加了内业资料整理的工作量,效率低,另一方面外业记录不清时内业容易出错,不便于查询和修改,另外,资料的连接关系及完整性检查完全由人工进行,工作量非常大。因此需要一种高效率、智能化的工作模式,来加快管线调查的进度,提高资料的准确性,节约人员、时间成本。管线内外业一体化采集系统适应了管线调查高效率、智能化的需求。
表 3-1 城市管网信息化服务排行表
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第 3 章管网普查信息化管理现状及问题分析...................12
3.1 管网普查信息化管理现状 .................................12
3.1.1 经济发达地区管理水平较高 .............................12
3.1.2 集成化管理地区管理水平较高 .........................13
第 4 章基于城市管网普查的信息化管理影响因素及优化分析 ..............18
4.1 管网普查信息化管理影响因素分析 ...................18
4.1.1 管网普查信息化管理影响因素 .........................18
4.1.2 基于熵权法的管网普查信息化管理适用性分析 .......................19
第 5 章基于城市管网普查的信息化管理解决方案 .................................27
5.1 精准可研、筹划及立项策略.................................27
5.2 城市管网普查技术重点应用 ...........................28
第 6 章北京市某管网普查项目的应用案例分析
6.1 基于城市管网普查的信息化管理优化
通过本文对各阶段的研究分析,在本项目应用得到了良好的体现,以下是各阶段在本项目中主要实施情况见表 6-1:
表 6-1 基于城市管网普查的信息化管理各阶段主要对策表
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结论与展望
通过全面深入的城市管网普查技术,能够形成符合各专业特点的城市管网信息管理系统。通过融合各专业管网信息管理系统建立智慧城市管网,从而实现多种管理目的。本文研究的结论如下:
(1)建立城市管网普查标准化流程
城市管网普查工作是适用于我国国情的一种摸清城市管网数据的最直接手段,通过有效的城市管网普查工作能够全面掌握该区域的城市管网数据。本文通过对影响管网数据信息化管理各种因素分析,结合五个维度,涉及全部四个阶段,在开展城市管网普查工作之初需充分把握关键影响因素,负责人能力,普查标准,管理制度,监管制度,政府资金以上五个影响因素指标,并形成一套完整的城市管网普查工作标准化流程,依据该流程开展的城市管网普查工作能够充分达到管理者相关要求。
(2)搭建城市管网信息系统平台
城市管网信息管理系统是通过城市管网普查工作所掌握的数据而搭建的系统,同时城市管网信息系统也是城市管网普查工作的目的。通过城市管网信息管理系