论城市地下综合管网信息系统的研究和应用

摘要：基础设施建设是城市发展的核心，其中地下管网更为关键，直接关系到城市规划、建设、管理和应急等内容。对地下综合管网实施科学管理必须构建综合管网的信息管理系统，以确保城市及经济社会发展的需要。本文以地下综合管网的核心技术为切入点来探讨其信息系统的设计及其实现。

关键词：城市地下管网；综合管线；系统设计

地下管网主要是指城市地面以下用于供水、排水、燃气、热力、电力、通讯、交通信号等用途的管线及其附属设施，这些管网的网线分部广泛，具有较强的隐蔽性，密密麻麻、纵横交错，对其进行综合管理将是一项复杂的工作。加上城市基础设施建设及发展中其他因素的存在，造成我国城市地下管线资料出现严重缺失，且资料也不够精确，这些都给地下管网的科学建设、规划带来严重影响，且城市施工建设中经常对地下管网进行挖穿、挖断，给城市管网建设带来严重破坏，进而阻止了城市发展的步伐[1]。由此可见，构建城市地下管网的综合信息管理系统能够有效地满足城市建设施工和管理的要求。本文拟对其设计及应用进行分析，以期为城市地下管网的综合管理提供参考。

一、地下综合管网信息管理系统的设计特点与核心问题研究

1）地下综合管网信息管理系统的设计特点。

地下综合管网信息管理系统的设计主要依据共享性和系统性、稳定及可靠性、安全性、规范性和科学性、经济及可操作性强、先进且可扩展能力高等原则。

具体分析如下：

1.共享性及系统性。

构建地下综合管网信息系统必须实现其协同共享和有效集成，强化对地下管网信息的采集，将其同深度融合、控制、科学决策、管理控制、质量监督、调控和空间分析等功能协调统一，融合设计。此外还要实现其共享性，使信息系统的作用能够有效发挥，为城市各类、各层次的管网规划、建设、管理提供重要依据，进而实现地下管网信息资源的集中性和共享性。

2.稳定及可靠性。

地下管网的综合管理需要确保其稳定性和可靠性，各层次的管理单位将依据地下综合管网信息系统进行管理，且存在极大的依赖性，这就要求此信息系统的运行必须可靠、摁钉，不管是软件还是硬件都应确保其故障率的最小化，并保证能在极短时间内恢复故障系统的工作状态，以避免产生损失。

3.安全性。

设计地下管网信息管理系统必须确保运行及信息的安全性。为此，应强化安全防护措施，访问控制方式可以采用授权访问的方式，以进一步完善系统安全性，并按照业务实际情况制定安全措施和防御手段，建立应急处理机制以防范潜在的风险，将应用技术、应急处理及日常管理等统一起来，充分利用各种安全手段和技术来保障信息资源系统运行的安全性和稳定性。

4.规范性、科学性及操作性强。

信息系统设计必须按照实际应用方式及思想进行构建，以确保系统的科学性和合理性，设计功能时应从管网管理要求出发，采用规范的行业信息编码，且界面友好，操作简单，使用户在短期培训后就可操作自如。

5.先进且可扩展能力高。

系统在调控、空间分析及信息处理、采集方面应在软硬件方面具有扩展功能[2]，在满足实用性、可靠性的前提下也应使其具有先进性，以适应城市发展需要和方便系统升级。

2）设计的核心技术研究。

综合信息系统设计中空间数据库的设计技术最为关键，由于信息量大、种类多及数据间的拓扑关系的需求等必须构建良好的数据库[3]。同时空间分析和多源空间数据组织等都是该系统设计中的重要技术。二者在地理数据应用及分析中发挥着重要作用。空间分析技术能够提高数据分析及查询功能，尤其是对矢量数据拓扑方面的功能更大。

二、信息系统的结构设计

该信息系统分应用、逻辑层和数据层三个结构，应用层能够实现系统与用户的交互，并可输入和顯示数据；逻辑层可操作数据层，利用ArcSDE技术查找和访问空间数据；数据层主要为逻辑、应用层提供数据。

三、信息系统的应用功能

地下管网信息系统功能模块主要包括管理、信息查询及统计、空间分析、编辑功能、控制图层、测量导航及输出功能等（具体功能见图1）。其中管理模块主要包括备份、配置服务器参数等管理系统和用户访问权限分配等用户管理功能。

信息查询则指以简单、灵活和直观的方式查询管网数据，而后以文本和图形的方式呈现，主要功能是查询管网图形、管线属性及其附属设备等查询。

信息统计则是按照空间条件、属性以表格、图形的形式将距离、入库、数量及综合统计等统计结果表现出来并可输出打印。空间分析则是对缓冲区、最短路径、交叉路口交叉点、叠加、空间统计、垂直净距、水平净距、故障、纵横断面、事故影响范围等内容进行分析，并以三维形式显示出来。

编辑功能主要是直接读取地形图、管线等空间数据的外测数据，以及鼠标取点管线、建线功能、设定设备符号、修改内容、管点数据库结构及管线数据库、录入属性信息及图形、整饰和设计管网、离线编辑、数据输出/输入、转换系统数据及GPS导入数据等编辑功能。

控制图层则指控制系统内全部图层，用户能够按照自身需求以简单的方式获取系统内的信息。

输出功能主要指输出管线专题地图及综合管线图，同时还能将用户查询情况及管线信息等情况以报表的形式直接输出。

测量导航指宏观定位视图窗口，根据视图找到其对应的位置而后对其进行测量和导航。

总之，地下管网直接关系到城市功能的正常运转，也是提高城市运转效率的重要条件。实现地下管网运行的安全性、可靠性和稳定性，必须对地下管网现状资料进行充分利用。这就需要对地下管网进行综合管理，构建统一的综合管理信息系统，以此来提高施工的效率和质量，进而促进城市地下管网建设和提升城市功能运转效率。

参考文献：

[1]孟凡超，梁振华.地下综合管网信息管理系统的设计与实现[J].电脑与信息技术，2016，（02）：5254.

[2]卢岚，刘牛，刘兴权，郭珊珊.基于数字城市的地下管网管理系统[J].新型工业化，2016，（02）：3440.

[3]段双全，陈建军，徐秀川.城市地下管网三维信息管理系统设计与实现[J].测绘地理信息，2015，（02）：2022.

作者简介：夏琛（1983），男，河北唐山人，2006年毕业于燕山大学电子信息工程专业，学士学位，工程师，主任，研究方向：工程类、电子。