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BookChapter (19)城市地下综合管廊智能化系统

作为新型智慧城市建设的重要组成部分,城市地下管网智能化建设的推进与实施关系智慧城市建设的“里子”问题,关系人民群众对智慧城市的获得感问题。当前,我省城市地下管网信息平台建设工作还处于起步阶段,未与智慧城市建设深度融合,与实现现代化河南建设的目标不相匹配,亟需进一步改善与提升。 1.智能化程度不足,改造工作落后。城市地下管线种类较多,分属不同权属部门建设、运营和管理,同种用途的又分不同权属单位,存在多头管理、权责不清、无序发展的状况。在城市管线智能化建设,尤其是老城区和城市道路智能化改造中,协同建设的协调难度较大。机构改革后,城市规划职能划归自然资源部门,住建系统对城市地下管线建设管理工作缺少有力的监管手段,工作开展比较被动,导致管线智能化建设工作一直无法顺利推进。 2.现有管网问题多,智能化改造难度大。随着我省城镇化进程不断加快,较多城市管网材质逐渐老化,输水能力下降,漏损增加,影响城市供水和水质。随着城市交通负荷增大,部分管网被埋设在快车道下,加速了管网老损,形成隐患。极端天气频发与供水管网、人防工程、雨污水管道日常问题等形成交叉隐患,加大了危害力度。受道路保通、环保压力大和资金等问题限制,管网更新及智能化改造始终无法大规模开展,相关更新改造工作进展缓慢。 3.智能化建设成本高昂,资金来源困难。城市地下管网智能化改造一次性建设成本较高。以洛阳市为例,洛阳市建设城市生命线监测项目仅市区范围内总投资约10亿元。高昂的建设费用导致各产权单位投资积极性普遍较低。尤其是对各类地下管线智能化建设成本分摊及运营维护费用缺乏具体的标准和规范要求,强制各单位进行管线智能化改造难以实施。
 
 
地下管线数字化建设(Digital construction of underground pipeline),指在城市基础设施中,通过数字技术手段对地下管道进行智能化建设、管理和维护。该技术的发展使得城市地下管道网络的管理和维护变得更加高效、精确、可靠(邓文博等,2020)。 地下数字化管线建设包括以下几个方面: 传感器技术:通过在地下管道中安装传感器,可以对管道进行监测和数据采集。传感器可以检测管道内部的温度、湿度、流量等信息,实现对管道状况的实时监测和分析。地理信息系统(GIS)技术:利用GIS技术,可以对管道的位置、管径、材料、年限等信息进行数字化标记和管理,实现对管道信息的高效查询、更新和共享。云计算技术:云计算可以提供存储、计算和分析服务,为地下数字化管线提供强大的技术支持。通过云计算,可以实现大数据的处理和分析,对管道的运行状况进行实时监测和预测。人工智能技术:利用人工智能技术,可以实现管道状况的智能分析和决策。通过对传感器数据的处理和分析,可以实现管道状况的自动诊断和预测,提高管道维护的效率和精度。虚拟现实技术:通过虚拟现实技术,可以实现对管道的三维可视化和模拟,方便运维人员进行管道维护和修复。总的来说,地下数字化管线建设可以提高管道的管理效率和安全性,减少维护成本和风险,为城市基础设施建设提供了新的思路和方法。 地下数字化管线建设的步骤和方法可以分为以下几个阶段: 管线数据采集:利用传感器技术和地理信息系统技术对管道进行数据采集和数字化标记,获取管道的位置、管径、材料、年限、流量、温度、湿度等信息。数据存储和处理:将采集的数据存储到云端,并通过云计算技术进行大数据处理和分析,提取管道状况的关键特征和模式,利用人工智能技术进行数据挖掘和建模,实现管道状况的自动诊断和预测。管线建模和管理:利用地理信息系统技术和虚拟现实技术对管道进行三维建模和可视化,实现对管道信息的高效查询、更新和共享,为管道的运维和维修提供决策支持。管线维护和修复:利用智能化技术对管道进行实时监测和预警,对管道故障进行快速定位和修复,提高管道维护的效率和精度,减少维护成本和风险。 具体地,地下数字化管线建设的方法包括以下几个方面: 选择适当的传感器和数据采集系统,对管道进行实时监测和数据采集。利用云计算技术,建立数据中心和数据库,将数据存储到云端,并进行大数据处理和分析。建立地理信息系统,将管道的位置、管径、材料、年限等信息进行数字化标记和管理,实现对管道信息的高效查询、更新和共享。利用人工智能技术,对管道数据进行建模和分析,实现管道状况的自动诊断和预测,提高管道维护的效率和精度。利用虚拟现实技术,对管道进行三维建模和可视化,方便运维人员进行管道维护和修复。建立管道维护和修复体系,对管道进行实时监测和预警,对管道故障进行快速定位和修复,减少维护成本和风险。地下数字化管线建设需要依靠传感器技术、地理信息系统技术、云计算技术、人工智能技术和虚拟现实技术的综合应用,从数据采集、数据存储和处理、管线建模和管理、管线维护和修复等。当今,地下管线的管理和维护面临许多挑战(罗博等,2016)。数字化建设地下管线是解决这些挑战的有效方法之一。以下是一个数字化建设地下管线的应用例子: 某城市采用了数字化技术对城市地下管线进行建设和管理。首先,对管线进行数字化地图绘制,将每一根管道的信息(如位置、长度、管径、材质、埋深等)录入数据库,形成管线信息系统。然后,结合地理信息系统技术,将管线信息与地理数据进行关联,以图形方式展现在电子地图上,使管理人员可以更直观地了解管线的位置和分布。同时,该系统还应用了无人机和激光雷达技术,实现了对地下管线的三维扫描和建模。扫描得到的数据与已有的管线信息相结合,生成了精确的三维地下管线模型,使得管理人员可以更直观地了解管线的状态、运行情况和维护需求。此外,该系统还应用了传感器和物联网技术,实现对地下管线的实时监测和远程管理。通过对传感器收集到的数据进行分析和处理,可以实时监测管线的状态、检测管道的泄漏、腐蚀等异常情况,并及时进行修复和维护。
 
 
 
广州地下空间信息化智能管理建设的基本情况、现阶段重点和难点、现阶段如何建设、未来的建设放内容以及建议
 
 
这些规划和举措都为广州地下空间的信息化智能管理提供了具体方向和实施基础。