综合管廊智能化运维管理技术综述

综合管廊智能化运维管理技术综述

高宝迪

中通服公众信息产业股份有限公司 新疆乌鲁木齐市 830000

摘要：随着科技的发展，我国的智能化技术取得了长足的进步。管廊智能化管理的内涵是将嵌入管网设施中的智能传感器通过互联网连接起来，实现物理管网的全面感知。本文重点论述了综合管廊智能化运维管理技术。

关键词：综合管廊；智能化；运维管理

一、综合管廊智能运维管理需求

由于综合管廊将所有管线集中在地下空间，虽然便于管线的集中管理，但复杂的管线使综合管廊后期的运维管理变得较复杂。要实现综合管廊的智能化管理，既要保证综合管廊设计在前期满足相关要求，也要在后期运维阶段引入智能化管理系统。①综合管廊设计阶段应考虑人员检修通道及设备进出口，以便后期线路故障时有足够空间，让工作人员及维修设备进入管廊进行维修作业；②综合管廊内应设有监控、报警系统，一旦线路发生故障，能及时报警；③在后期运维中，应采用智能化系统与技术，对运行中的数据进行处理分析，掌握运行情况，提高综合管廊的管理效率。

二、综合管廊智能化运维管理的关键技术

1、可视化运维管理技术。在综合管廊的运行中，为了随时观察各管线运行情况，避免不安全因素造成的管线损坏，必须保证综合管廊内的管线能在系统中得到清晰的反映。由于综合管廊内各类管线的复杂性及其空间位置的交叉性，很难从二维视角直接反映管廊内的实际情况，因此，有必要利用三维可视化技术来形象地反映管廊内的情况。目前，GIS、BIM技术是应用最广泛的可视化管理工具。GIS技术主要侧重于地理信息的建模，充分反映项目所在地的地形和周围建筑物；BIM技术主要是对管廊内部进行详细的建模，可具体到哪一条管线位于哪个位置。通过这两种技术对管廊及其周边进行建模，可在三维模型中直观地显示管廊的运行情况，从而分析管廊运行中存在的风险，确定管廊维护重点。

2、智能监控。物联网(IOT)是智能监控的核心部分，它利用传感器、执行器、RFID、二维码、GPS、等信息传感设备来采集及获取物体的信息；依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互与共享；利用各种智能计算技术对海量的感知数据及信息进行分析处理，实现智能决策控制。
3、管理平台。针对地下管线复杂的管理系统、不同管理平台普遍存在的“信息孤岛”现象，迫切需建立统一的地下管线信息资源共享服务平台，实现地下管线的安全运行、有效监控和预警。

在运维管理平台的商用软件市场上，Archibus占据全球市场第一的位置。Archibus在空间、能耗、资产等管理方面有很好的应用，但主要采用基于平面数据的运维管理模式，在可视化方面还存在很大的不足。随着物联网技术在运维管理中的应用，各种基于物联网技术的运维管理平台相继投入使用，这些平台在实时监控、应急管理等方面有很好的表现，但在可视化方面同样有待提高。此外，还有一些基于商业软件的二次开发平台(如Revit、ArcGIS等)，这些平台在可视化方面基本可满足相应需求，但在性能及功能扩展方面受到限制。需注意的是，为了将BIM和GIS集成到城市设施运维管理中，有研究对基于Internet协同的运维管理平台进行了二次开发，建立的城市信息化模型将运维管理的范围扩大到城市要素、建筑环境等的管理。与商业平台和基于商业平台的二次开发相比，自主研发平台的适用性更强。然而，由于综合管廊运维管理领域的研究较少，相关运维管理平台的开发尚属空白。总体而言，当前还无一个适合综合管廊智能化运营的管理平台。

三、综合管廊智能化运维管理的技术挑战

1、数据和技术标准。BIM与GIS的集成应用，为综合管廊运行的可视化、宏微观管理功能的结合提供了依据。但到目前为止，GIS与BIM数据的集成还存在很多问题，如集成后数据丢失、可视化效果差、无法进行空间数据分析等。为了促进BIM与GIS技术的集成应用，达到更理想的运维管理效果，需进一步研究GIS与BIM间的映射算法与规则、语义映射表等内容。综合管廊运维管理平台在物联网、BIM、GIS等不同技术及各运维管理子系统的集成管理中，需对各种数据的标准进行适当的定义，如建模标准、交互标准、管理数据标准、技术数据标准、档案存储数据标准等。此外，还包括综合管廊智能运维管理平台各子系统的协调、接口等标准。同时，采用物联网技术对综合管廊进行自动监控管理时，需研究将现场监控实时数据映射到运维管理平台数据库的相关标准，实现对上层应用的数据支持。

2、大数据信息分析。在建设综合管廊运维管理平台时，需集成GIS系统、综合管廊BIM模型、环境与设备监控系统、安全防范系统、通信系统、预警报警系统、管廊物业管理系统等多个子系统。在集成不同子系统的信息资源时，一方面要解决不同数据源间的互操作问题。另一方面，由于不同来源的数据结构复杂、数量大，传统的数据处理工具很难用于数据分析及决策支持。因此，需新的技术来实现对各种数据源的数据挖掘及分析。

在搭建综合管廊智能运维管理平台时，还应考虑平台的易用性及方便性。如何在集成平台上实现“大数据”的智能化处理将成为一个巨大的挑战。新兴的云计算技术可为“大数据”提供快速的信息处理能力，使企业能专注于核心业务，而不必担心基础设施、灵活性和资源可用性等问题。然而，大数据在云平台中的应用研究还处于起步阶段，面临着可扩展性、可用性、数据完整性、数据转换、数据质量、数据异构性、法规监管和数据隐私等一系列挑战。

3、信息安全保障和准确性。由于综合管廊内敷设的市政管线是整个城市运行的生命线，若在运维管理中处理不当，可能会产生严重甚至灾难性的结果。若综合管廊的信息模型等信息被恐怖分子获取，易引发影响整个城市运行的恐怖袭击行为。同时，综合管廊安全运行的数据挖掘及智能决策需经验数据的支持，否则无法做出正确的管理决策。

四、国内外综合管廊现状对比及启示

1、法规体系。综合管廊的推广与普及是建立在制定相应法规体系基础上，以法规政策保证综合管廊的投资建设和运营管理。例如，日本在综合管廊的建设方面有较完善的法律、管理、技术体系，制定的《共同沟实施法》及指导规划设计的《共同沟设计指针》等，明确了综合管廊建设中的资金分摊与回收、建设技术等关键问题。由于我国综合管廊相关法律法规的不完善，在上海世博园综合管廊建设中，谁负责投资、谁负责管理成本的支付、分摊费用标准等一度成为阻碍工程顺利推进的焦点。综合管廊涉及管线多，其属性不仅具有公益性，而且具有经营性。因此，以一套完整的法规体系为依据，可促进综合管廊的有序发展及顺利实施，使地下管线管理工作有法可依、有章可循。

2、管理模式。城市地下管线管廊工程在政府公共管理中的职能定位直接决定了其发展及发挥的作用。在国外，综合管廊设施的定位是一种社会公共产品，与城市道路、下水道、公园等公共设施处于同等地位，并以法律形式予以规定，其管理归属部门也有统一的规定。而国内综合管廊的职能定位较为模糊，国家无统一的法律法规对其进行规范，综合管廊建成后的归口管理也较混乱。因此，有必要加快对我国地下综合管廊职能定位的研究。另外，从新加坡的运维管理经验来看，综合管廊的全程、全生命周期管理，将运维管理前置到设计阶段，是新加坡综合管廊管理的最大亮点，也是综合管廊安全稳定运维的可靠保障，使综合管廊的投资者获得最大收益。

参考文献：

[1]李修岩.综合管廊智能化运维管理技术解析[J].中国室内装饰装修天地，2018(22).

[2]郑立宁.综合管廊智能化运维管理技术综述[J].地下空间与工程学报，2017(S1).