徐智勇，吳學(xué)明

（中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650051）

當(dāng)前中國(guó)各地頻發(fā)道路塌陷，小雨道路漬水，大雨城市內(nèi)澇，造成這種結(jié)果往往并不是城市排水能力問(wèn)題，而是城市地下排水管道出現(xiàn)堵塞、滲漏、開裂或者由于長(zhǎng)期的滲漏帶走管道周邊的泥土致管道坍塌，導(dǎo)致城市地下排水管道未起到應(yīng)用的作用[1]。排水管道的健康安全與正常運(yùn)營(yíng)已經(jīng)嚴(yán)重關(guān)系著城市的文明建設(shè)。

管道內(nèi)部檢測(cè)技術(shù)、管道安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)目前已很成熟。當(dāng)前內(nèi)部檢測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)QV（管道潛望鏡）、CCTV（閉路電視系統(tǒng)）、管道聲納等技術(shù)方法得到管道內(nèi)部健康狀況信息[2]。管道安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主要是通過(guò)在管井或管道壁上安置監(jiān)測(cè)儀器，通過(guò)GPRS實(shí)時(shí)傳送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至服務(wù)器。其檢測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)和有效利用能夠提高城市管理者水平和效率。

通過(guò)研發(fā)排水管道檢測(cè)監(jiān)測(cè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)一體化系統(tǒng)平臺(tái)，利用該平臺(tái)同時(shí)管理檢測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握管道運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)超過(guò)預(yù)設(shè)閾值范圍，自動(dòng)報(bào)警提醒，可利用系統(tǒng)預(yù)設(shè)輔助決策方案，以此為城市管理者服務(wù)，保障管道健康運(yùn)營(yíng)提供依據(jù)[3]。

1 平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

排水管道檢測(cè)監(jiān)測(cè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)一體化系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的三層體系結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)層：采用SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，將管道檢測(cè)數(shù)據(jù)、管道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、管道模型、數(shù)字高程模型、三維建筑模型等以“一張圖”的模型形式進(jìn)行組織，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)和管理。同時(shí)，提供目錄服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等數(shù)據(jù)共享服務(wù)（圖1）。應(yīng)用服務(wù)層：采用SuperMapGIS平臺(tái)，通過(guò)SuperMapSDX+空間數(shù)據(jù)引擎，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，如空間數(shù)據(jù)的存取、管理、發(fā)布、查詢、分析等需求。用戶層：通過(guò)桌面虛擬化技術(shù)，滿足管線部門各級(jí)人員對(duì)管線日常管理要求。

圖1 排水管道檢測(cè)監(jiān)測(cè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)一體化系統(tǒng)邏輯框架

1.2 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

排水管道檢測(cè)監(jiān)測(cè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)一體化系統(tǒng)是對(duì)整個(gè)城市排水管道數(shù)據(jù)資源的可視化管理，實(shí)現(xiàn)地下管線的三維展示、數(shù)據(jù)入庫(kù)，具備地圖操作、查詢統(tǒng)計(jì)、管線數(shù)據(jù)的維護(hù)與動(dòng)態(tài)更新、三維空間分析、三維量測(cè)、數(shù)據(jù)管理、監(jiān)測(cè)預(yù)警、任務(wù)管理、輔助決策、檢測(cè)與修復(fù)數(shù)據(jù)管理等功能。主要功能如下：

地下管線應(yīng)用管理：對(duì)地下管線信息提供直觀的瀏覽和基礎(chǔ)信息服務(wù)功能，這主要包括地下管線信息的瀏覽、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、設(shè)計(jì)、報(bào)表、出圖等。

數(shù)據(jù)管理與分析：能夠?qū)Τ鞘泄芫€的數(shù)據(jù)更新，使場(chǎng)景數(shù)據(jù)信息與城市實(shí)際管線保持同步，并通過(guò)管線數(shù)據(jù)分析功能，為城市管線埋設(shè)、地下開挖施工提供必要基礎(chǔ)信息。主要包括：①數(shù)據(jù)管理模塊②數(shù)據(jù)分析與處理。

運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理：管理管道檢測(cè)健康狀況信息，可通過(guò)統(tǒng)計(jì)任意區(qū)域范圍內(nèi)管道缺陷情況，了解管道和管井健康狀況，主要包括：①檢測(cè)基本信息；②健康狀況：結(jié)構(gòu)性和功能性缺陷情況；③清淤和修復(fù)情況；④日常巡視記錄；⑤任務(wù)管理。

圖2 管線檢測(cè)基本信息

圖3 管道健康狀況

圖4 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

監(jiān)測(cè)預(yù)警與輔助決策：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道運(yùn)行狀況，并根據(jù)報(bào)警等級(jí)做出相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案，輔助管理者決策。主要包括：①監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；②歷史數(shù)據(jù)；③閾值設(shè)置；④報(bào)警分析；⑤應(yīng)急預(yù)案發(fā)布；⑥應(yīng)急預(yù)案管理。

2 系統(tǒng)在實(shí)際工程的應(yīng)用

昆明經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)排水管道檢測(cè)監(jiān)測(cè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)一體化系統(tǒng)平臺(tái)項(xiàng)目采用管道內(nèi)窺檢測(cè)技術(shù)，針對(duì)林溪路和春漫大道的排水管網(wǎng)開展管道內(nèi)部隱患排查，查清缺陷和安全隱患，根據(jù)缺陷等級(jí)和分布情況，分別作出不同修復(fù)處置方案。

將管道修復(fù)前后的圖片、信息、視頻等保存，分析易發(fā)生缺陷的位置，對(duì)癥下藥，減小影響管道安全運(yùn)營(yíng)的因素。并通過(guò)在管井和管道內(nèi)部埋設(shè)監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)控管道運(yùn)維等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控室可實(shí)時(shí)查看管道參數(shù)信息，當(dāng)監(jiān)測(cè)值超過(guò)閾值，通過(guò)系統(tǒng)能夠及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)，做出輔助決策應(yīng)對(duì)方案，及時(shí)處置，確保管道安全運(yùn)營(yíng)。（圖5）。

圖5 昆明經(jīng)開區(qū)林溪路排水管道缺陷統(tǒng)計(jì)圖

3 結(jié)論

排水管道檢測(cè)監(jiān)測(cè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)一體化系統(tǒng)在昆明經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的應(yīng)用效果表明該系統(tǒng)能充分利用城市地下管線信息來(lái)輔助運(yùn)營(yíng)者進(jìn)行決策，為城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)和科學(xué)化管理提供重要依據(jù)。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）排水管道檢測(cè)監(jiān)測(cè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)一體化系統(tǒng)將為政府和相關(guān)單位提供完善的城市地下排水管道檢測(cè)信息、監(jiān)測(cè)信息、管道健康狀況、管道運(yùn)維等信息服務(wù)，為管線維護(hù)、更新、應(yīng)急搶險(xiǎn)等各項(xiàng)工作提供及時(shí)的數(shù)據(jù)資料保障，也為綜合管廊、智慧城市等規(guī)劃和建設(shè)打下了良好基礎(chǔ)。

（2）排水管道檢測(cè)監(jiān)測(cè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)一體化系統(tǒng)可滿足城市管網(wǎng)輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工信息管理、管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理等全生命周期的管理需求，能提高地下管線管理和工作效率，提高城市應(yīng)急水平和管理水平。

[1]章霞.市政排水管道檢測(cè)機(jī)器人智能控制系統(tǒng)研究[D].北京信息科技大學(xué),2007.

[2]蔣瑞，儲(chǔ)征偉.城市排水管道健康狀況檢測(cè)與評(píng)估內(nèi)外業(yè)流程一體化方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].測(cè)繪通報(bào),2016(12):90-95.

[3]王珊珊.地下排水管道狀態(tài)評(píng)價(jià)理論研究[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京),2014.