61287部队
摘要：针对智慧城市建设中管线、管网数据量大、资料难于管理等问题，文章详细分析城市管网的数据种类、特点及其复杂程度、相互关系,把城市综合管网所涉及的信息分为包含图形和属性的管网数据、管理管网的地形数据和其他服务型数据三种类型，提出使用数据库、分类编码等多种技术手段对城市管网数据进行管理、更新和维护，为获取更为完整、准确的管线图形和属性数据，实现城市建设中管网数据科学管理，为智慧城市建设提供一条智慧管网构建思路。
关键词：智慧城市；城市管网；智慧管网
城市管线基础设施资料具有数量大、建设单位与管理单位多、覆盖面广、与地理位置和环境联系密切等特点。在传统的方法中，城市管网数据一般采用图纸方式进行管理，对于类型繁多、结构复杂、规模较大的地下管网，不便于维护和管理。分析管网数据种类及特点，构建智慧管网，对于城市基础设施的规划、管理、建设及运行维护,具有事半功倍的效果。
1管网数据的特点
管网信息数据来源较为复杂，与其它城市基础信息相比，管线数据有其自身的特点，主要表现在：
1.1数据量大，定位精度要求高。随着智慧城市的构想和建设，物质流、能量流与信息流不断增大，城市管线的密集程度都会进一步加大,空间分布也会进一步扩张。同时，其空间定位精度也要求较高。
1.2涉及的管线权属单位和信息使用部门多，信息收集及管理难度大。各种管线的管理和使用不同，比如光缆、污水管线并不归属于同一单位，同时，很多管线还要与外部保持接口，与城市内部管线保持连接的外部管线的权属单位也很多。
1.3城市管网系统在空间形态分布上具有不均匀性，是一个信息在空间分布上极不均匀的空间异质系统。管网空间布局上的复杂带来的是管理上的困难、技术处理上的复杂。
1.4管线数据分布范围相对固定，多在道路的下面、沿线或在建筑物的内部和周围。
1.5城市地下管线与地上管线密切相关，相互交叉，在智慧城市构建中须将城市的地下管线与地上管线纳入统一的管理体系中。
1.6地下管线种类繁多，在同一空间位置上，依附的管线属性信息多且复杂，与地下各项工程设施的交叉矛盾日益突出。
1.7地下管线具有隐蔽性，管网数据采集困难，必须保证管网资料完整、准确、能够实时动态管理。
1.8管网数据的时间属性非常重要，是一个四维、动态的空间信息源。
1.9管线数据连通关系特别重要。管线不仅连通关系复杂，而且管线之间的相互连通还必须满足一定的规则。这在一定程度上导致了管网网络数据模型和数据组织管理的困难。
由于上述特点，城市管线数据的质量好坏和数据完整性、一致性是城市管线数据采集和入库的建立瓶颈问题之一。因此，许多管线信息系统建立都和管线普查紧密联系。
2管网数据的主要内容和来源
城市综合管网所涉及信息主要包括两大类：一类是各种管网的图形数据和属性数据，另一类则是反映城市地面状况的地形数据；此外，还可能包括为管网管理系统运行服务的数据以及其他数据,管线规划图以及有关管线管理法规资料等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.1管线的图形数据与属性数据
管线的图形数据与属性数据主要包括各类专业管线分布图及附属设施分布图等，包括地上各类管线（电力、电信等）和地下各类管线（上水、污水、雨水、燃气、电力、通信等），与其相关的信息包括管线位置、管径、管底标高、管材、埋深等信息；这些数据一方面通过使用各种仪器设备，进行地下管线探测，获得城市管网的数据资料。另一方面，城建档案资料、城市管线规划资料以及城市管线工程竣工资料也是重要的管线数据源。
2.2城市地形数据
城市地形数据主要包括城市地貌、地物、道路、绿化、水系等基础地形信息。基本地形数据一般来自于城市基础测绘成果。另外，在进行地下管线探测的同时也可以采集地形数据。地形数据准确表示城市表面的各种地物地貌状况，管网建设要求处理好城市地形要素之间、管线与地形要素之间相对位置关系、拓扑关系等。
2.3其它资料
城市以及管线数据的综合管理还需要一些其他的相关资料，包括城市管理的相关法律、法规，以及有关的统计资料等。
从以上所列出的信息，可以分析出系统最终的数据可分为空间数据与非空间数据两大类。
（1）空间数据
空间数据分为基础地形数据和专用空间数据。基础地形数据是专用空间数据的基础，是整个系统的空间定位核心。专用空间数据以基础地形数据为参照，在具体的管网数据模型中，专用空间数据是作为应用分析核心而存在的。
（2）非空间数据
非空间数据主要包括描述各类管线专业的属性数据，例如某管道的通途、建筑材料、铺设时间、运行状况等。非空间数据还包括管理维护性数据，如地名数据和分类编码数据等，地名数据是指各类地物的名称信息，分类编码数据对类别繁多的数据进行分类、编码。非空间数据与基础空间信息有关联但是并不影响其地理定位。
3管网数据管理
3.1管网数据分类编码
城市与管网信息涉及到多种数据，为了进行有效的管理和分析，必须按照统一的规则进行分类编码。分类编码时，应使用或参考现行的国家、行业标准。
(1)地形数据编码
对于系列比例尺的城市地形数据，其地物与地貌要素的编码原则上应遵循现行的国家标准。
(2)管线编码
管线编码包括管线及其附属物编码。城市管线一般包括几大类，每类又都包含相应的附属物。如排水管线对应的附属物有检修井、弯头、出水口、出口闸等，可以分别按照线和点的方式进行编码。管线编码应满足科学性、可扩形、通用性、实用性、唯一性、统一性等要求。管线属性信息可以参考中华人民共和国行业标准《城市地下管线探测规程》，作为城市管线探测时以及项目管线属性数据库设计时的基本依据。
管线类别代码，用于表示管线种类，用一位数字表示，管线子类代码，用于表示管线种类中的小类，用一位数字表示，识别码，用于标示不同管线点及管线设施类型，用两位数字表示。
分类可以采用数字、字符或者数字与字符混合编码。现有编码一般采用数字方式进行编码，可以提高管网数据属性检索的速度。管线信息可以使用要素分类和实体顺序代码加定位分区代码的方式表示，定位分区代码由3-4为字符数字组成，要素分类和实体顺序代码根据各类管线要素的数量，采用若干位数字。标示码在数据库中必须保持唯一性。
(3)其他信息编码
对平台的其他数据可根据系统设计要求进行编码。编码的总原则是利于数据的组织与管理。
3.2构建管网数据库
数据库建立与组织是管网信息管理平台的核心，地下管线普查后形成的城市地形信息及管网的空间与属性信息，应按照标准要求通过数据转换和处理软件导入数据库中，并经过错误排查，保证数据库中数据和资料的准确性。智慧城市中管网数据管理数据库一般使用商业数据库系统（目前主要是关系型数据库）来进行管理，管网数据需要构建三个数据库进行管理。
(1)系统运行数据库
系统运行数据库的基本数据主要包括：项目登记表、用户权限表、数学代码表、图形显示表、用户注册表。
(2)基础信息图库
基础信息图库包括系统的符号库、颜色表等基本资源以及城市地形图、管线分布图等。
(3)管线属性库
管线数据要求包括城市现有的各类主干管线，并能在系统中反映不同管线的属性信息。
4结束语
在智慧管网构建中，还可以利用三维GIS、网络分析、人工智能等技术手段，搭建管理平台进行管理，可以解决管线众多、不易管理的矛盾。
参考文献
[1]戴颖峰,城市地下管线综合管理信息系统的设计与实现,苏州大学硕士论文,2016年.
[2]谷胜，李景文，田丽亚等，面向对象的三维空间数据模型组织方法，地理空间信息，2011.4.
论文作者:许志海,张昭云,张四季,胡岚
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/30
标签：管线论文; 数据论文; 管网论文; 城市论文; 地形论文; 信息论文; 空间论文; 《防护工程》2019年12期论文;