城市地下綜合管廊的規劃、設計、施工和運行維護管理等過程,離不開信息化技術手段的支撐。目前,國內在城市地下綜合管廊信息化建設還需進一步提升。而且,現有的工作熱點主要集中數字化層面,實現管廊信息數字化表達和管理,這只是信息化最基本的層次,還需要融入物聯網技術、云計算等先進的技術手段,進行集成化、智慧化層面提升,實現綜合管廊的全面感知、智能監測、災害預警、仿真模擬等智慧化管理。所以說地下管廊智慧化的前提是充分的信息化!

1 綜合管廊信息化技術基礎

1.1 GIS技術

地理信息系統(GIS)以地理空間數據庫為基礎,對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析、模擬和顯示,并采用地理模型分析方法,適時提供多種空間和動態的地理信息。將GIS技術引入綜合管廊領域,通過空間位置的關聯,將物聯感知、管廊設施等數據進行空間顯示、分析和管理。

1.2 物聯網技術

物聯網是通過安裝在物體上的射頻識別裝置(RFID)、紅外線感應器、全球導航衛星系統(GNSS)、激光掃描儀以及各種傳感器,能夠在任何時間、任何地點、任何物體之間進行信息交流和通信,從而真正實現精確定位、準確識別、智能監控和管理的一種網絡。將物聯網技術引入綜合管廊領域,可實現管廊環境、人員等的智能感知與管理。

1.3 BIM技術

BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling),通過數字信息仿真模擬建筑物所具備的真實信息,不僅包含三維幾何形狀信息,還包含了大量的非幾何形狀信息。將BIM技術引入綜合管廊領域,可整合建筑物的圖形以及非圖形信息,用以指導綜合管廊信息化的設計、施工和后期運營管理。

2 綜合管廊信息化建設思路

在智慧城市的頂層設計下,針對城市發展水平不均衡性,采取技術貫通、業務融合、機制模式等不同層次策略。根據“政府引導、市場運作、社會參與”的總體思路,從綜合管廊規劃、建設、管理、維護、運營工作的全生命周期過程,運用信息化技術手段,及時建立地下綜合管廊信息化管理體系,實現對綜合管廊的全方位管理管廊資料管理、數據更新維護、決策支持、運行監控、事故預警、事故處理、管廊維護。通過地上地下一體化的管理和開發,大幅提高城市地上地下空間結構不斷增長、變化、對話過程中的土地集約化綜合經濟效益。

3 綜合管廊信息化內容

城市地下綜合管廊信息化建設,可結合物聯網、云計算、大數據、三維建模、地理信息、移動通訊等科技前沿技術及手段,全面實現對綜合管廊的智能化管理與安全自動預警,實現綜合管廊勘察設計、施工、運營維護各階段的可視化、精細化和智能化,助力城市地下綜合管廊的快速發展。

3.1 法規標準體系建設

參照《城市地下綜合管廊工程規劃編制指引》《城市綜合管廊工程技術規范》等標準規范,建立支持地下綜合管廊信息共享集成的標準體系,降低數據更新的成本,推進地下綜合管廊可持續性發展。

3.2 綜合管廊大數據建設

通過建立綜合管廊自身與地面設施的拓撲關系,基本實現城市地下地上“一張圖”管理。充分復用城市基礎地理數據,將常態數據與非常態數據結合,將歷史數據與現勢數據相結合,建立管廊綜合數據庫,包括管廊空間數據管廊、業務數據、管廊BIM建模數據和應急指揮數據等內容。

3.3 綜合管廊管理平臺建設

采用地理信息、物聯網、BIM等技術,全面探明、查清地下綜合管廊分布情況,獲取管廊內部各類運行數據,進行綜合分析處理和運算,全面掌控管廊內部運行狀態,構建集智能感知、精確定位、三維建模、預警監控、專業分析、應急救援、BIM應用等內容于一體的信息化解決方案。

3.3.1 智能感知

綜合管廊內集中放置了燃氣、給水、熱力等各種地下管線,為了充分保障管廊的安全運行,可通過監測綜合管廊環境,實現管廊環境的實時監測。主要涉及到管廊內的溫濕度監測、氧氣監測、水位監測等。

3.3.2 精準定位

綜合管廊的空間信息是否完備準確,位置是否精確,對于規劃、設計、施工都至關重要。通過管廊測量的準確定位,有助于提升管廊數據的管理和動態更新能力。

3.3.3 三維建模

系統可對管廊通道、管廊艙體、管網等綜合管廊實體進行三維實體建模,為三維數據的可視化表達與分析提供基礎支撐,可廣泛應用于管廊的規劃、設計、調度和施工等方面。

3.3.4 預警監控

通過固定點監測和人工巡查等方式,處理辨識出風險因子數據庫,保障綜合管廊的安全運營。將結果與預警等級進行對比,通過基于地圖的空間展示,實現了預警數據可視化,及時通過人工或自動監控程序進行風險預警。

3.3.5 專業分析

系統可實現日常管理情況下的斷面、凈距、開挖、碰撞等專業分析,以及應急處置情況下的火災、事故搶險等專業分析。

3.3.6 應急救援

根據綜合管廊運營應急預案,開發“天、地、人、物”一體化技術體系和系列終端,滿足施工紀錄、應急指揮、應急疏散、災害救援、應急協同、輔助決策等要求,科學、快速地處置事故。

3.3.7 BIM應用

系統可應用于項目規劃、勘察、設計、施工、運營等各階段,實現基于同一多維建筑信息模型基礎的數據共享,實現方案模擬、規劃設計、管線綜合、運營維護等各方面應用,為項目全過程的方案優化和科學決策提供依據;支持各專業協同工作、項目的虛擬建造和精細化管理。

4 結語

基于對物聯網、地理信息等現代科學技術的理解,對城市地下綜合管廊管理信息化過程進行初步研究,有助于提高城市地下綜合管廊的智能化水平,對提高綜合管廊安全管理水平具有重要的現實意義;城市地下管廊信息化是智慧化的前提!

來源:管廊建設