摘" 要：該文對北京市地下管線智慧化管理實踐進行研究。通過文獻查閱與實地調(diào)研，調(diào)查通州地下管線三維數(shù)字化管理平臺、懷柔韌性城市應(yīng)用場景技術(shù)迭代平臺、北京市管線防護系統(tǒng)的基本情況、運行成效，報告3個案例的現(xiàn)狀，從數(shù)據(jù)管理、感知體系建設(shè)、協(xié)同共治等方面提出推進地下管線智慧化管理的對策建議，為建設(shè)地下管線“一網(wǎng)統(tǒng)管”體系，提升地下管線管理科學(xué)化、精細化、智能化水平提供參考。

關(guān)鍵詞：地下管線;智慧化管理;精細化管理;數(shù)字化管理;管理對策

中圖分類號：TU990.3" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）02-0085-05

Abstract： This paper studies the practice of intelligent management of underground pipelines in Beijing City. Through literature review and field research， it investigates the basic situation and operating effectiveness of Tongzhou underground pipeline three-dimensional digital management platform， flexible urban application scenario technology iteration platform， and Beijing City pipeline protection system. It reports the current situation of three cases， and puts forward countermeasures and suggestions to promote intelligent management of underground pipelines from aspects such as data management， sensing system construction， and collaborative and co-governance. It provides a reference for building a \"one-network unified management\" system for underground pipelines and improving the scientific， refined and intelligent level of underground pipeline management.

Keywords： underground pipelines; intelligent management; refined management; digital management; management countermeasures

地下管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是保障城市安全高效運行的“生命線”[1]。近年來，隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加速，地下管線規(guī)模越來越龐大。一些問題也隨之而來，地下管線底數(shù)不清、感知能力不足、共建共治協(xié)同性不強等問題逐漸暴露，城市內(nèi)澇、管線爆管、施工毀管和“馬路拉鏈”等事故頻發(fā)，地下管線管理精細化水平亟待提高[2-5]。

為了保障地下管線安全運行，提升地下管線管理水平，北京市積極推進地下管線智慧化改造，以科技支撐管理模式創(chuàng)新，破解地下管線管理中的實際問題。其中，通州區(qū)運用AR技術(shù)，將地上環(huán)境和地下管線疊加到同一畫面，工作人員可以不受時空限制，查看地下管線詳細信息，解決了以往看不到、查不清等問題。懷柔區(qū)通過在重點區(qū)域及主要風(fēng)險點位部署700個激光式可燃氣體探測器，實時監(jiān)控燃氣運行狀態(tài)，防止發(fā)生火災(zāi)爆炸事件。北京市城市管理委員會針對防范施工破壞地下管線工作，搭建北京市地下管線防護系統(tǒng)，動態(tài)跟蹤建設(shè)單位與管線單位對接配合過程，協(xié)調(diào)解決相關(guān)問題，壓實了主體責(zé)任，降低了施工破壞地下管線事故發(fā)生率。對以上實踐案例深入分析，可以明確實現(xiàn)地下管線智慧化管理的關(guān)鍵要素，進而有針對性地提出推進地下管線智慧化管理工作的建議。

1" 北京市地下管線智慧化管理案例分析

1.1" 通州區(qū)地下管線數(shù)字化管理系統(tǒng)三維平臺

通州區(qū)以現(xiàn)有地下管線信息化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以國產(chǎn)超圖地理信息為平臺，將全區(qū)地下管線全面三維化立體化，并與地上城市部件、三維城市結(jié)合，實現(xiàn)地上地下三維一體化管理[6-7]。目前，平臺數(shù)據(jù)已覆蓋通州區(qū)市政道路范圍內(nèi)的所有地下管線，包括給水、污水、燃氣、電力、電信和熱力等8大類14小類，總長超過12 000 km。為了保障地下管線數(shù)據(jù)資料的真實性和完整性，通州區(qū)編制《通州區(qū)地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新工作方案》，參與單位包括區(qū)各委辦局、鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道、專業(yè)公司等，建立常態(tài)化地下管線數(shù)據(jù)動態(tài)更新工作機制，提供管線更新資料，確保數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新，實現(xiàn)了對地下管線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。平臺中的城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和地下管線數(shù)據(jù)全面共享給各相關(guān)單位。設(shè)立地下管廊管線事務(wù)中心，承擔(dān)本區(qū)地下管線、綜合管廊相關(guān)事務(wù)性工作，負責(zé)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享服務(wù)，地下管線安全事故應(yīng)急響應(yīng)以及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的動態(tài)更新。

平臺全面嵌入全區(qū)地下管線數(shù)據(jù)庫，采用GIS技術(shù)，支持模擬開挖、管網(wǎng)改造或規(guī)劃設(shè)計、故障診斷分析等業(yè)務(wù)。其中，地下管線增強現(xiàn)實子系統(tǒng)可提供RTK輔助定位、管線增強現(xiàn)實瀏覽、管線穿透查詢等功能。系統(tǒng)在獲取當前精確定位信息后，辨識預(yù)先設(shè)置的標志物，將標志物中的標識符號與預(yù)先設(shè)定的數(shù)字模板鏡像匹配，確定需要添加的三維虛擬管線的基本信息，將管線信息模擬仿真，映射到真實世界中，把真實環(huán)境和地下管線三維數(shù)據(jù)相結(jié)合，將應(yīng)用場景從室內(nèi)搬到了室外（圖1），形象展示三維管線及數(shù)據(jù)信息。在全時空增強現(xiàn)實瀏覽模式下，工作人員可以將移動終端設(shè)備的攝像頭實時采集的現(xiàn)實環(huán)境作為背景，實時疊加終端設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)用戶權(quán)限的地下管線虛擬數(shù)據(jù)，與現(xiàn)實環(huán)境進行即時性匹配。不僅如此，在模擬場景中操作人員可對管線進行精確的量測、統(tǒng)計、數(shù)據(jù)查詢等，解決了地下管線難以查看和掌握的問題，為現(xiàn)場施工、應(yīng)急搶險等工作提供了更加真實準確的地下空間信息[8-9]。

基于詳實全面的地下管線數(shù)據(jù)庫，平臺不僅支持精準的數(shù)據(jù)查詢，還提供準確的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，包括：道路挖掘分析、管線碰撞分析、歷史數(shù)據(jù)對比分析等。2022年，基于該平臺提供地下管線數(shù)據(jù)服務(wù)136次，包括信息查詢53次，突發(fā)事件應(yīng)急數(shù)據(jù)支持21次，現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析62次[10]，真正發(fā)揮了地下管線信息普查數(shù)據(jù)價值，為地下管線應(yīng)急搶險工作提供了有效支撐。

目前平臺內(nèi)數(shù)據(jù)只覆蓋到城市道路的公共區(qū)域，暫時未錄入小區(qū)內(nèi)部管線詳細信息。除此之外，該平臺側(cè)重實現(xiàn)地下管線數(shù)據(jù)管理智慧化，運行監(jiān)測方面功能暫未開發(fā)，數(shù)據(jù)更新依靠人工測繪進行，地下管線竣工數(shù)據(jù)獲取渠道較少。

1.2" 懷柔韌性城市應(yīng)用場景技術(shù)迭代平臺

懷柔區(qū)運用韌性城市建設(shè)理念，加強燃氣安全運行監(jiān)測體系建設(shè)，探索實踐了科技賦能風(fēng)險防控新模式。韌性城市燃氣安全專項（一期）工程，通過在重點區(qū)域、場所布設(shè)監(jiān)測設(shè)備，包括選取50 km的中壓主干燃氣管網(wǎng)及相鄰地下空間布設(shè)700臺地下燃氣監(jiān)測設(shè)備，選取665個重點工商業(yè)終端用戶設(shè)置監(jiān)測點，以及選取6 000戶居民終端用戶布設(shè)家庭燃氣監(jiān)測設(shè)備，實時采集上傳燃氣運行數(shù)據(jù)，構(gòu)造全方位燃氣安全運行監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)，采用“大數(shù)據(jù)+云平臺”體系架構(gòu)，打造燃氣安全運行綜合管理系統(tǒng)[11]（圖2），結(jié)合BIM技術(shù)、監(jiān)測報警分析模型、綜合風(fēng)險評估技術(shù)、濃度擴散分析技術(shù)和預(yù)警信息發(fā)布技術(shù)等，實現(xiàn)燃氣安全運行監(jiān)測、預(yù)警和數(shù)據(jù)分析等功能。

建設(shè)懷柔區(qū)城市綜合運行檢測中心，搭建人工值守機制，完成系統(tǒng)報警事件的人工電話訪問和報警原因調(diào)查歸檔，并將報警信息實時同步傳至相關(guān)政府部門，做到了24小時燃氣監(jiān)測報警和智能安全提示。監(jiān)測中心接到系統(tǒng)報警信息后，一方面系統(tǒng)自動發(fā)送短信和撥打電話給業(yè)務(wù)用戶，提醒其當前存在安全隱患需要進行處置操作。另一方面，監(jiān)測中心值守人員進行電話回訪，根據(jù)報警類型詢問業(yè)主具體報警原因，并結(jié)合業(yè)主描述進行初步分析給出處置建議。當監(jiān)測中心發(fā)現(xiàn)持續(xù)報警或電話回訪后疑似真實存在隱患問題，立即向村（居）委會工作專員推送報警事件信息和初步分析結(jié)果，并向區(qū)相關(guān)部門、企業(yè)單位、鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道等同步信息和事態(tài)進展。村（居）委會工作專員和相關(guān)部門在接到報警信息后，前往第一現(xiàn)場檢查，并將報警事件現(xiàn)場和處置進展情況有序向監(jiān)測中心反饋，監(jiān)測中心將消息同步工作專班成員，直到報警事件處置結(jié)束，形成了燃氣安全的“監(jiān)測—預(yù)警—處置—解除”閉環(huán)管理和信息共享，避免了由于管道泄漏無法及時預(yù)警，居民用戶安全意識薄弱導(dǎo)致的燃氣安全事故，實現(xiàn)了燃氣安全風(fēng)險防控精細化、智能化、數(shù)字化。

項目自2022年10月建設(shè)完成投入運行以來，截至2023年10月共監(jiān)測到1 400余條燃氣報警信息。各單位協(xié)調(diào)聯(lián)動，成功處置由液化氣罐泄壓閥橡皮圈丟失、使用操作不規(guī)范、液化氣使用之時離開和設(shè)備老化等引起的41起燃氣安全隱患事件，保障了用戶生命財產(chǎn)安全。

目前，該項目監(jiān)測覆蓋全區(qū)50 km燃氣管網(wǎng)及其相鄰空間，所布設(shè)的可燃氣體智能監(jiān)測儀能識別燃氣管線是否已發(fā)生泄漏，暫時未實現(xiàn)對燃氣管線是否即將發(fā)生泄漏進行監(jiān)測預(yù)警?；谠擁椖浚瑹o法查看全區(qū)燃氣管線材質(zhì)、埋深、產(chǎn)權(quán)單位和剩余壽命等基本信息。

1.3" 北京市地下管線防護系統(tǒng)

為預(yù)防挖掘施工破壞地下管線事故的發(fā)生，北京市城市管理委員會探索建立了挖掘工程地下管線安全防護機制[12]，在該機制基礎(chǔ)上，2022年，結(jié)合相關(guān)部門、街道（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）的職能分工，應(yīng)用即時通信、區(qū)塊鏈等技術(shù)，組織搭建了“北京市地下管線防護系統(tǒng)”[13]（以下簡稱“管線防護系統(tǒng)”），并于2022年9月1日正式上線運行（圖3）。

系統(tǒng)內(nèi)用戶類型分為3種：建設(shè)單位、管線單位和政府部門，設(shè)置工作臺、工程對接、工程發(fā)布、屬地監(jiān)管、賬號管理、統(tǒng)計分析和個人中心7個模塊，提供工程發(fā)布、工程對接、工程信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計和工程信息簽收等功能。

具體業(yè)務(wù)流程如下。

建設(shè)單位發(fā)布挖掘工程信息，填寫工程相關(guān)信息（包括工程名稱、工程類別、發(fā)布者相關(guān)信息、施工單位、施工區(qū)域、工程位置、工程聯(lián)系人、建設(shè)單位及施工單位聯(lián)系人信息等）。

管線防護系統(tǒng)根據(jù)工程位置匹配到相應(yīng)的管線單位，工程對接過程進入待確認階段（工程對接包括待確認、對接中和已完成3個階段）。管線單位收到推送的新增工程信息后，進行施工區(qū)域內(nèi)有無己方權(quán)屬管線的答復(fù)操作，分為以下2種情況，即若管線單位的答復(fù)為“無我管線”，則本次工程對接結(jié)束;若管線單位的答復(fù)為“有我管線”，則工程對接進入對接中階段。建設(shè)單位需主動與管線單位聯(lián)系溝通，線下共同完成以下工作：①地下管線資料技術(shù)交底;②地下管線位置現(xiàn)場交底;③簽訂地下管線改移防護協(xié)議，按計劃實施完成有關(guān)工作;④制訂地下管線保護措施和事故應(yīng)急搶險預(yù)案。

完成上述工作后，建設(shè)單位與管線單位分別前往“管線防護系統(tǒng)”進行對接完成確認操作，同時對本次對接過程進行評價。

系統(tǒng)采取24小時咨詢服務(wù)、24小時催辦對接、24小時強化跟蹤的“3個24小時”標準，應(yīng)用即時通信技術(shù)，方便建設(shè)、施工單位與管線單位溝通交流，輔助政府部門進行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。北京市城市管理委、各區(qū)城市管理部門、街道（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）和管線單位不僅能實時了解掌握建設(shè)單位發(fā)布的工程信息、線下與管線單位對接配合，管線單位線上確認管線、線下與建設(shè)單位對接配合，以及屬地街鄉(xiāng)簽收、管理部門履責(zé)、上級賬號催辦等方面情況，還能及時發(fā)現(xiàn)應(yīng)發(fā)布而未發(fā)布、應(yīng)對接而未對接或完成對接的挖掘施工，通過采取系統(tǒng)消息、短信、電話和實地檢查等方式督促街道（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）、建設(shè)單位、管線單位完成管線確認、屬地簽收、線下對接確認評價等操作。同時，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，從施工前、施工中、施工后3個階段，對防范施工破壞地下管線工作流程進行上鏈，壓緊壓實建設(shè)、施工單位，政府部門，管線權(quán)屬單位三方職責(zé)。并且，依靠區(qū)塊鏈技術(shù)的不可篡改特性，結(jié)合業(yè)務(wù)流程信息化建設(shè)，形成了動態(tài)跟蹤、全程留痕的管理體系，確保了防范施工破壞地下管線工作落到實處。

自2022年9月1日系統(tǒng)正式上線運行以來，共有1 531家建設(shè)單位發(fā)布了14 393項工程信息，均建立了對接配合，且均未發(fā)生挖斷管線事故。2022年全市發(fā)生施工破壞地下管線事故26起，2023年全市發(fā)生施工破壞地下管線事故共8起，同比下降69%。

目前，施工區(qū)域的地下管線信息主要由該區(qū)域內(nèi)管線權(quán)屬單位提供，一方面存在有的管線單位提供管線資料不全或不準，指認管線位置偏差較大等現(xiàn)象。另一方面，針對未登錄“管線防護系統(tǒng)”發(fā)布工程信息，野蠻施工問題，系統(tǒng)無主動監(jiān)測預(yù)警功能。

2" 深化地下管線智慧化管理的啟示

第一，建立數(shù)據(jù)更新機制。從通州區(qū)的實踐可以看出，保證地下管線數(shù)據(jù)隨著道路改造、管線施工等因素的變化而動態(tài)更新，可有效提高數(shù)據(jù)利用率。因此，要全面查清城市范圍內(nèi)地下管線運行現(xiàn)狀，獲取準確的管線種類、規(guī)模、材質(zhì)等信息統(tǒng)一造冊登記，補充完善原有數(shù)據(jù)庫。在國家和市有關(guān)技術(shù)標準的基礎(chǔ)上，形成統(tǒng)一格式、統(tǒng)一空間參照、樣式、圖例、統(tǒng)一數(shù)據(jù)分類和編碼標準的地下管線三維數(shù)據(jù)庫，以該數(shù)據(jù)庫為底座搭建地下管線信息平臺，并且保證平臺對接地下管線規(guī)劃部門管理系統(tǒng)，出現(xiàn)新改擴地下管線工程時，地下管線信息管理平臺負責(zé)單位依據(jù)最終提交的符合規(guī)范的工程竣工電子圖紙，完成數(shù)據(jù)導(dǎo)入、增加、修改和刪除等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可持續(xù)更新。

第二，推進感知體系建設(shè)。從懷柔區(qū)的實踐可以看出，對管線進行監(jiān)測預(yù)警，提早發(fā)現(xiàn)隱患，及時采取措施防控對實現(xiàn)地下管線智慧化管理十分重要。針對供水行業(yè)，可以采用管網(wǎng)漏損監(jiān)測儀、管道漏失檢測智能球等設(shè)備，實時采集數(shù)據(jù)，結(jié)合爆管預(yù)警分析、用水量趨勢分析以及漏水量預(yù)警分析等及時遏制險情的發(fā)生。針對燃氣行業(yè)，可以在天然氣門站、調(diào)壓站（箱）、加氣站、閘井和管網(wǎng)等，部署物聯(lián)感知設(shè)備，實時采集壓力、流量、泄漏濃度和液位等燃氣運行參數(shù)，全面獲取管線運行狀態(tài)[14]。針對電力行業(yè)，可以通過布設(shè)感知設(shè)備和智能終端，對輸電線、變電站、配電站室變壓器運行狀態(tài)進行監(jiān)測監(jiān)控[14]。針對供熱行業(yè)，采集監(jiān)測供熱管網(wǎng)的蒸汽管道排潮孔溫度、疏水箱壓力，以及熱水管網(wǎng)土壤溫度、管網(wǎng)流量、壓力和井蓋異動等關(guān)鍵指標，構(gòu)建全方位的供熱管網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測體系。

第三，構(gòu)建協(xié)同共治管理格局。引入?yún)f(xié)同治理理念，加強部門協(xié)調(diào)聯(lián)動，增加公眾參與渠道，構(gòu)建政府主導(dǎo)部門聯(lián)動公眾協(xié)同的工作格局。在市級層面成立“地下管線綜合管理中心”之類的實體機構(gòu)，該機構(gòu)牽頭，完善包括權(quán)屬單位、行業(yè)主管單位、街道（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）等在內(nèi)的深度協(xié)調(diào)聯(lián)動機制。運用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，完成現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程信息化建設(shè)。將地下管網(wǎng)地理區(qū)位按照一定標準劃分成單元網(wǎng)格，設(shè)立專門“網(wǎng)格管理員”，對單元網(wǎng)格內(nèi)管網(wǎng)建設(shè)和運行情況進行巡查和反饋。利用社會監(jiān)督機制，提供投訴途徑，使得網(wǎng)格員獲得的信息更完整、更及時。搭建政府和公眾直接溝通平臺，業(yè)務(wù)受理到完結(jié)動態(tài)跟蹤、全程留痕，以辦結(jié)率、提前率、拖延率等關(guān)鍵性指標，評估部門工作效率，優(yōu)化事件處置期限。

3" 結(jié)束語

地下管線管理智慧化是實現(xiàn)其運行安全、穩(wěn)定、高效的有效途徑，是智慧城市建設(shè)的具體應(yīng)用場景和功能體現(xiàn)，要在掌握準確管線數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立數(shù)據(jù)更新機制，保障數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性，同時結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等，推進管線感知體系建設(shè)，同步管線運行監(jiān)測數(shù)據(jù)，拓寬公眾參與渠道，發(fā)揮公眾監(jiān)督作用，實現(xiàn)地下管線安全運行風(fēng)險早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、早研判和早處置。

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第一作者簡介：王彤（1997-），女，碩士，助理工程師。研究方向為城市管理、城市運行安全。

*通信作者：宋華旸（1979-），男，碩士，高級工程師。研究方向為城市精細化管理、城市運行安全、城市管理標準化等。