设计管网信息平台

■ 哈尔滨 张博群 刘源

编者按：为了提高城市地下综合管线的智能化程度，本文介绍如何设计智慧管网信息平台，来对地下综合管线数据实现二、三维可视化控制及管理的方法，全生命周期地提升城市地下综合管网的管理水平。

伴随着城市不断的快速建设和发展，城市下面的地下管线类型和数量也在不断的增加，因此在对城市未来的发展规划、日常管理及扩建改造的过程中，如果没有统一的提供精确管线位置信息的信息系统，就会产生很多失误，甚至会影响到经济的发展。以往对城市地下管线的管理手段不能够解决数据信息的互连互通，工作效率低，无法适应城市飞速发展对海量级数据进行管理及应用的需求，造成大量数据资源的浪费，不能给智慧城市的建设提供必要的数据支撑。

针对目前的这种情况，迫切的需要将新技术、新思路、新概念来提高城市地下综合管线基础数据的管理和应用，用以支撑政府及相关管线管理部门的应用需要，使得地下管线信息得以科学、规范、智能化的得到应用。

总体设计

搭建城市管网信息平台实现地下综合管线数据的统一有效管理，提供管线信息数据服务接口，实现地下管网信息共享与一体化应用，提升城市管线管理、城市规划、城市建设和管理水平，维护城市“生命线”的正常运行。建立城市管网数据运营维护体系，促进各权属单位对管网数据及时更新，保证管网数据的现势性。智慧管网信息平台预留扩展接口，能够充分利用现有其他平台数据资源，同时兼顾将来建设平台的数据资源，以实现不同平台数据的共享交换，保证管网信息系统的持续生命力。

1.建设内容

智慧管网信息平台建设内容概括为“一个中心、两个分系统”，“一个中心”即管线数据及信息共享云中心，“两个分系统”为管网数据管理服务分系统和管网信息监控分系统。

2.总体架构

图1 城市智慧管网信息平台总体架构

图2 管线数据及信息共享云中心架构

智慧管网信息平台将建设覆盖连接城市管线管理一级单位的专网，通过建立基于 SOA 架构的数据与服务管理系统，实现业务功能模块的服务化、组件化、定制化管理。城市智慧管网信息平台总体架构如图1所示。

3.系统功能

智慧管网信息平台面向政府、企事业单位及社会公众，提供城市管网建立、维护、更新、报废、监控等全生命周期辅助管理及数据服务功能，主要包括：

（1）城市管网信息政府管理功能：实现政府对城市管网规划、设计、施工、竣工及维护的全周期管理审批工作，缩短政务流程及会签审批时间，提高工作效率与效能；

（2）城市管网信息数据服务功能：实现地下管线资料的信息化管理与利用，为使用地下管线信息的各种相关部门提供直观、可靠和支持规划决策的各种地下管线数据支持及服务；提供数据分层次面向政府及公众发布功能；

（3）城市管网信息共享交换功能：实现各类管网信息数据的共享、交换、查询、浏览、更新、维护等功能；

（4）城市管网信息实时监控及预警功能：实现各类管网信息的实时监控，并对管网突发事件及事故提供预警分析和应急预案功能。详细设计

1.管线数据及信息共享云中心

管线数据及信息共享云中心通过整合数据基础资源构建分布式并行计算、分布式存储等一系列基础服务，为城市各行业管理及应用服务平台提供并行计算及海量数据云存储能力。通过流程调度和设备监控等服务实现对应用平台的业务流程监控和物理设施运行状态的监控。通过服务定制功能针对各特定行业智慧管理的需要定制特有的应用服务支持各应用平台。另外，云中心为系统提供了灵活的部署环境和高扩展性，可根据业务的数据处理和存储的需要动态扩展计算及存储能力。管线数据及信息共享云中心架构如图2所示。

2.管网数据管理服务分系统

（1）管线二维应用子系统

提供了二维管线基础的地图应用操作，主要包括了二维管线属性数据信息的查看统计功能；能够对不同属性的管线信息进行单一或综合的查询；能够对地下管线信息进行分类或分段的统计分析；能够为用户提供横断面分析、纵断面分析、爆管分析等一些辅助决策功能。

（2）管线三维展示子系统

提供从三维数据生产、发布、应用为一体综合型三维系统。基于三维管线地图的基础应用操作，主要包括三维管线基本信息的浏览查看功能，如绘制点线面、三维量测、图层管理、二三维联动等；在二维基础应用的基础上增加了开挖分析、覆土分析、淹没分析、管线巡检等三维的空间分析功能，使用户可以直观的完成三维地图信息的基本操作功能。

（3）数据管理子系统

集地图基本操作、视图控制、数据处理、数据更新、数据下载等功能于一体。实现对管网普查数据的质检、入库、更新及对工程文件的一般性操作，常规的视图操作。为数据的日常维护，管网数据更新，二三维管网系统应用等提供基础数据支持。

（4）应用管理子系统

能够为管线管理部门的各级领导和办公人员的日常使用提供服务。能够辅助办公人员完成从管线报建审批到允许发证的所有表格方面的工作，在线完成管线在建委部门的会签工作，实现地下管线信息的登记会签、在线审批等工作通过GIS图进行直观的辅助分析并实现文件最终的电子化存档。

3.管网信息监控分系统

（1）管线信息采集子系统

由感知管线运行状态的各种数据采集终端组成，包括在管线关键节点及厂站安装的传感器网络、网络摄像机，以及人工巡检使用的数据采集终端。

（2）管线信息传输子系统

主要实现设施状态与信息监测系统数据信息和控制信息的双向传递。基于无线通信方式，兼容多种通信模式，如无线公网（GPRS/CDMA等）、局域网、广域网等。其中，GPRS网络主要用于传输传感器及巡检终端采集的数据，需高带宽传输的视频数据则通过地面通信网络实现回传。传输层具备良好的适应能力，根据具体终端设施环境采用不同的通信模式。

（3）管线监测平台子系统

该子系统是管网信息监控分系统的核心子系统，调用来自管线数据及信息共享平台的数据及报警信息，实现基础数据管理、运行状态展示、数据智能分析、应急预案和系统管理等功能，为用户提供对管线运行信息的实时监测展示、智能分析、预警提示等决策辅助信息，提高其对城市综合管线的智能化、信息化的管理水平。