地下管線作為關(guān)系國計民生的城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施,具有規(guī)模大、范圍廣、種類繁多、分布復(fù)雜、變化迅速等特點,其安全運行是現(xiàn)代化城市高效率、高質(zhì)量運轉(zhuǎn)的必要保證。近年來,隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷深入以及互聯(lián)網(wǎng)+浪潮的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)的城市地下管線二維管理模式,已無法滿足當(dāng)前對地下管線大數(shù)據(jù)信息分析、表達、應(yīng)用的需求,建立更加科學(xué)、準(zhǔn)確、完整、可視、智能的地下管線管理系統(tǒng),成為了城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的迫切需要。

為了提升城市地下管線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理水平,使城市管理從粗放式、被動式、二維圖紙化管理轉(zhuǎn)變?yōu)榫毣⒅鲃踊⑷S可視化的管理,北京睿城傳奇科技有限公司基于自主研發(fā)的大型3D GIS軟件平臺StampGIS,開發(fā)了新一代城市三維地下管線管理系統(tǒng),可提供基于二維管線數(shù)據(jù)的檢查、三維管線自動化生成、地上地下一體化三維管線可視化管理和三維管線應(yīng)急輔助、決策分析等功能,包括各種管線凈距、斷面、關(guān)閥、開挖、隧道、流向、預(yù)警分析以及查詢統(tǒng)計、重點管線保護、管線規(guī)劃審批等,支持與二維管線數(shù)據(jù)庫同步的三維管線增量式實時在線更新,實現(xiàn)了從管線規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維到更新的全生命周期管理,為城市規(guī)劃、建設(shè)和管理提供科學(xué)的決策依據(jù)。

新一代的城市三維地下管線管理系統(tǒng),呈現(xiàn)了六個方面的優(yōu)勢:一是管網(wǎng)精細化自動建模。根據(jù)管網(wǎng)的施工特性,按照管件的形狀規(guī)則性、位置特征、尺寸結(jié)構(gòu)和拓撲連接關(guān)系,可形成屬性數(shù)據(jù)驅(qū)動的四類3D管網(wǎng)實體模型和對應(yīng)的模型構(gòu)建技術(shù),生成的管網(wǎng)實體表面連續(xù)光滑,模型數(shù)據(jù)量小,管點與管線之間可按任意角度、連接數(shù)量、管徑大小進行無縫拼接。二是管網(wǎng)自動耦合造型。這是管網(wǎng)三維信息化自動建模的關(guān)鍵技術(shù),可將管點與管線之間按任意角度、連接數(shù)量、管徑大小進行無縫拼接,且算法具有良好的造型能力可擴展性,計算量小,運算速度快,結(jié)果精度高,可將城市管網(wǎng)的建模時間從幾個月縮小為1小時以內(nèi),大大提高了系統(tǒng)的性能,且保證了管件規(guī)格多樣性的特點。三是管網(wǎng)模型自主式更新。系統(tǒng)采用主動式更新信息獲取技術(shù),通過提取二維管網(wǎng)空間及屬性數(shù)據(jù)庫的更新信息,可主動在三維系統(tǒng)中進行單體管線模型及其附屬設(shè)施的重建,并同時更新其拓撲關(guān)系。在不影響日常使用的前提下,還可實現(xiàn)城市級三維管網(wǎng)模型的局部高效更新,保證了三維模型與二維屬性數(shù)據(jù)的嚴(yán)格一致,保證三維管線數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性,為基于三維的管線管理和分析提供高時效性的數(shù)據(jù)。四是歷史空間數(shù)據(jù)管理。由于管線數(shù)據(jù)具有動態(tài)性的特點,地下管線數(shù)據(jù)在時間、空間上都不斷發(fā)生變化。系統(tǒng)在建設(shè)過程中,采用增量式歷史數(shù)據(jù)管理方式,只存儲變化了的歷史數(shù)據(jù),在管線實體數(shù)據(jù)發(fā)生變化時,將變化前的數(shù)據(jù)作為歷史信息存儲,變化后的數(shù)據(jù)作為現(xiàn)狀數(shù)據(jù)存儲。通過這種記錄,將管線的整個生命過程記錄下來,為歷史回顧奠定基礎(chǔ)。五是空間數(shù)據(jù)一體化展示。系統(tǒng)可將相關(guān)空間數(shù)據(jù)有機地融入到一個空間中,實現(xiàn)地上地下一體化、室內(nèi)室外一體化、二維三維一體化、陸地海洋一體化。同時,系統(tǒng)對于架空管線、地上管廊、地下管溝都有著專業(yè)的處理和真實的展現(xiàn),可達到數(shù)據(jù)一體化管理與展示。六是完整業(yè)務(wù)應(yīng)用,輔助決策支持。系統(tǒng)可實現(xiàn)對地下管線設(shè)施的查詢、統(tǒng)計、分析、量算、標(biāo)準(zhǔn)等多種業(yè)務(wù)應(yīng)用,為各行業(yè)的地下管線應(yīng)用提供完整的信息服務(wù),為城市建設(shè)、預(yù)警防災(zāi)、應(yīng)急搶險提供輔助決策支持。

此外,睿城傳奇還創(chuàng)新性地研發(fā)出三維管線自動化生成和管線數(shù)據(jù)檢查工具。其中,三維管線自動生成工具可基于二維管線數(shù)據(jù)快速全自動生成三維管線數(shù)據(jù),包括各種圓管、管塊、管溝、井和井室,以及彎頭、三通、豎管等。管線數(shù)據(jù)檢查工具支持和兼容住建部、國家測繪地理信息局、各省和各城市的地下管線數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),可提供基于三維體與體求交計算的管線沖突檢測,精準(zhǔn)確定管線碰撞位置,為外業(yè)補查和加密點布設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

據(jù)了解,結(jié)合每個城市的實際情況,該系統(tǒng)的建設(shè)也各具特色。比如,針對青島市管溝很大,溝、管分離,常規(guī)探測管線與管溝不明確的特點,系統(tǒng)的建設(shè)實現(xiàn)了三維平臺上管、溝分離,可清晰表現(xiàn)管溝和管線之間關(guān)系,克服了常規(guī)三維系統(tǒng)管線信息難以查到屬性,且無法查看管溝內(nèi)部實際結(jié)構(gòu)的缺陷。又如,針對廣州市西江引水工程,系統(tǒng)的建設(shè)中還專門研發(fā)了重點管線保護模塊,保障了引水管線的安全。

總之,與以往的管線系統(tǒng)相比,睿城傳奇城市三維地下管線管理系統(tǒng)緊密結(jié)合新一代地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和三維技術(shù),既可直觀顯示地下管線的空間層次和位置,也能以仿真方式形象展現(xiàn)地下管線的埋深、材質(zhì)、形狀、走向以及工井結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境,建立了地下管線信息的維護、管理與服務(wù)長效機制,不僅實現(xiàn)了地下管線信息的規(guī)范化、信息化、動態(tài)化、科學(xué)化管理,還為今后地下管線資源的統(tǒng)籌利用和科學(xué)布局、管線占用審批等工作提供了準(zhǔn)確、直觀、高效的輔助決策和依據(jù)。

目前,睿城傳奇新一代城市三維地下管線管理系統(tǒng)已在上海、廣州、青島、天津、徐州、包頭、鹽城等多個城市,得到了成功應(yīng)用。該系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,對進一步加強城市地下管線管理,加快推進城市規(guī)劃、建設(shè)和管理轉(zhuǎn)型升級,提高全國城市綜合承載能力和城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量,起到了非常積極的推動作用。