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智慧管廊
我国地下综合管廊第一批试点城市,从2015 年10 个城市开始,2016 年增加到15个城市,目前全国约有150 个左右的区、县、市正如火如荼地开展相关建设.但各地开展的地下综合管廊建设,还存在很多短板,在投融资、建设咨询、专项规划、勘测设计、施工管理、加工制造等方面,运营环节较为薄弱：1、在理念方面,各类基础设施,包括智能监控,更像是智能建筑从地上向地下的平移,缺乏对运维的针对性考虑；2、在标准方面,现有的国标,没有相应的运行维护规范,也缺乏相应的经费考虑；3、在架构方面,目前的业务和技术架构,难以满足不同层次的需求.
一、资源共享需求与对策
如果要在架构上实现上述三个层次的需求目标,还需要克服很多困难.其中：
在资源共享层次上,目前的现状是,缺乏集中总控,而且片区或者管理站等分控点之间也缺乏共享；管廊的独立设计和建设,与市级应急平台相互孤立,共享机制不畅,更难以上升到智慧城市建设的层面.
因此,需要政策法规、管理制度、工作流、标准体系和技术的有效结合.考虑到普遍存在的行政利益冲突,资源共享既需要包括总线融合、协同共享,也需要离线导入,以及保密管控下分享的差异化策略.同时,综合管廊的资源共享,需要与智慧城市的建设相互对话,它应该包括自然、历史、人工三大规律；空间、规模、产业三大结构；生产、生活、生态三大布局；规划、建设、管理三大环节；政府、企业、公众三大主体；体制、科技、资本三大动力,这是一个非常综合的话题.
二、互联互通需求与对策
在互联互通层次上,如何将地下管廊与城市地下与地上空间结合起来.厦门综合管廊连续两年被评为全国试点城市第一名,部分原因是做了如下创新：第一,高压电力架空线缆化入地,同步建设综合管廊,节约用地；第二、与清淤、填海造地同步进行,减少开挖；第三、与过海隧道同步建设,打通城市动脉；第四、同步结合地铁,容纳弱电管线,为国内首创；第五、率先探索与海绵城市的综合利用.
地下综合管廊与海绵城市的结合,既包括对雨水的储蓄,也包括生态水循环；建设海绵管廊,还包括综合雨水的利用设施,以及对超标雨水的排除.因此,海绵城市需要将地理、水文、地面覆盖、地下管线、管廊等信息优化设计,将综合管廊与海绵城市协同起来.
综合利用地下空间资源,还要考虑与地上的互联互通,将地下管网、交通、商业街,还有文化娱乐、停车场综合一体化设计,促进地铁、管廊等城市空间结构的成长,并串联行政中心、商业中心、居民区成为平衡区域差异的杠杆,形成 “投资建设、开发利用、获取收益、再扩大建设”的持续发展模式.特别强调的是,这里的互联互通,不一定是物理上的连通,而是指它们之间的相互协同,才能更充分地开发和利用城市的空间.
三、安全管控需求与对策
目前,最常见的实施需求在于第一层次,也就是安全管控的需求.它需要考虑三个方面：
首先,需要考虑业务融合.要跨越设计、施工、运维不同阶段,包括不同业务的融合,使传统设备与环境监控、入侵报警、光纤电话、广播系统等与智慧管控结合.
另一方面,还要跨越BIM、GIS、定位、网络、通信、机器人等不同技术,还包括了“云、大、物、移”等新兴技术.其中,BIM 技术可以贯穿全部过程,但BIM 核心建模软件各有特色,各有问题,尚未形成行业规范和标准,同时,BIM与地理信息平台的融合,有五个问题需要突破,包括：
1、合并多精度、多文件类型引起的准确性问题.
2、不同坐标、模型、格式文件、处理次数,引起的互操作问题.
3、BIM 与GIS 各自元数据引起的元数据标准统一问题.
4、细节层次不同步,造成渲染资源配置不合理,引起细节层次混乱问题.
5、GIS 表达室外和大场景,BIM 提供室内小场景,如何结合二者,开发通用性平台的问题.
其次,要考虑数据交互.由于地下综合管廊数据类型复杂,包括“5+1”类数据,即除了地理空间数据外,还包括管线、廊体、附属设施、以及日常管养、应急处置等数据,而不同情况下,数据交互需采取不同差异化策略；可以直接与采集端交互；也可以通过PLC 与协议交互；或者通过通信管理机交互.每种交互方式,都有它的特点,同时,也有它的前提.
第三,要考虑信息集成.包括人、财、物的全链条管理,集日常管理与应急管理于一体,并能从被动安全,上升到主动安全、前瞻安全,以及集约安全.从“被动安全”提升到“主动安全”,需将定位与物联传感结合,以实时监测综合管廊的健康状况；如果引入算法模型,还可以再提升到“前瞻安全”；如果再结合“静力水准仪、裂缝仪”等手段,可以实现“集约安全”.地下管廊高度集约的空间,意味着集约风险与集约安全并存,解决方案不能照搬智能建筑,新一代信息化解决方案需要有新的内涵.
四、新一代信息化解决方案内涵
对于大多数城市而言,解决“安全管控”的需求,是规定动作；在规划先行的情况下,有些城市可以考虑“互联互通”的需求,这是自选动作；领先的城市,如果在政策、体制、机制、标准和技术等方面结合得较好,那么,它就能作为智慧城市的有机部分,实现“资源共享”的需求,这是创新动作.
新一代信息化解决方案,涉及多技术领域的应用,不同种类传感器,也会应用于不同场景.在发展较好的城市,业务框架涉及管理站、片区以及市级的三个层面业务关系,安全管控既包括从传感、视频、入侵报警、无线通信等手段的应用,还包括了各种系统之间的整合,这些整合包括：软硬集成、数据集成以及管控集成,与消防、通风、照明、排水、视频监控等七大控制系统之间的集成.全面的解决方案,还需要将技术手段与非技术资源结合起来,包括了投资、信贷、政策、税收、服务等更为丰富的内涵.
五、综合管廊智慧管控平台
在安全管控中,智慧管控是“大脑”、是“核心”.并且,市级平台,不同于管理站级别,或者管理片区级别的平台.
平台的每个模块,包含了丰富功能,仅列举管廊管线模块和监测监控中的部分功能.包括：入廊流程化、共享标准化、以及作业规范化的内涵.通过模块可展示管廊概况、管线、入廊、收费、档案、基础信息的管理.同时还可展示管廊规划、在建、运维长度,以及具体空间位置等.
市级管控平台中,还要对下面的片区,甚至管理站,进行宏观管理,这是市级平台与下级平台重要的不同点.监测监控,包括了对廊体、对管线、设备,以及对人员的管理.因此,智慧管控具有预警告知、双重保障、以及管控一体的鲜明特点.该模块可以对管廊状态进行实时监控、对各片区能耗进行对比,同时采集温度、氧气、甲烷、水位等数据,帮助运营公司实现运维阶段的节能降耗、优化配置、高效运维.
上述成果应用了住房城乡建设部、科技部、发改委、等近十个重大和重要专项的相关成果、技术标准和规范,形成了相关发明专利和实用新型专利,已应用于住房和城乡建设部连续两年试点城市第一名的厦门,同时还应用于中国第一个离岸式人工智慧岛——中国双鱼岛,建设了国内第一条环形闭合管廊的管控平台.在中国双鱼岛上,城市的管理后台实现统一架构、统一平台,使得综合管廊智慧管控平台可以有机地成为智慧城市建设的部分,将安全管控、互联互通、资源共享三个层次的需求相互结合.
总之,地下综合管廊新一代信息化解决方案,不但需要在理念、标准、架构上进行创新,而且还需要根据不同城市的不同基础,在安全管控、互联互通和资源共享三个层次之间,把握规定动作、自选动作和创新动作的尺度.
( 作者单位：厦门精图信息技术有限公司)
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