另外，據(jù)媒體公開報道，2010年至今，3年時間里，國內(nèi)公開披露的油氣管道事故已多達(dá)數(shù)十起，呈現(xiàn)逐年上升勢頭。統(tǒng)計數(shù)字顯示，我國油氣管道事故率平均為3次/1000公里?年，遠(yuǎn)高于美國的0.5次/1000公里?年和歐洲的0.25次/1000公里?年。我國的油氣管道事故背后的原因各有不同，但是暴露出的問題與這次青島爆炸事件有類似之處。
若要提供有力的監(jiān)管以及合理的城市規(guī)劃，其前提都是摸清已存在的地下管線布局。我國過去的市政管理基本是數(shù)據(jù)加二維地圖，但是對地下管線這一龐大的生態(tài)體系來說傳統(tǒng)二維的管理模式難以對大量的管線信息進(jìn)行有效的描述和表達(dá)，管線三維模型能直觀地描述管線的三維特征及管線間的空間關(guān)系，能真實地反映地下管線的空間分布狀況。通過一個市政平臺將這些三維模型共享，政府在市政建設(shè)中就可以參考這些精準(zhǔn)的三維化地下管線，才能達(dá)到安全生產(chǎn)、保障公眾生命財產(chǎn)安全等目的。同時，有了這些三維模型為依據(jù)，石油石化等企業(yè)在布線之前就可以事先規(guī)避風(fēng)險、減少管線繞路。
面對地面景觀三維建模手段的日新月異升級，我國地下管線三維化的主要方式是什么?如何推行市政設(shè)施數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化和共享化，以期市政管理部門能提高數(shù)據(jù)利用率和轉(zhuǎn)化率?帶著這些疑問，筆者走訪了專注開發(fā)市政管線產(chǎn)品的偉景行科技股份有限公司(以下簡稱偉景行)，希望通過了解他們開發(fā)的三維市政信息系統(tǒng)V7.0(CityMaker Facility，以下簡稱Fa)而得到答案。
二維變?nèi)S，數(shù)據(jù)庫先行
在信息化時代，為了給將來的智慧城市打基礎(chǔ)，三維城市的呼聲越來越高，同時地下管線三維化的需求也呈現(xiàn)出一種爆發(fā)狀態(tài)。三維化的地下管線系統(tǒng)不但可以提高城市規(guī)劃的效率，更可以很好地避免“拉鏈建設(shè)”。
無論是規(guī)劃局還是市政管理部門，亦或是城市檔案館，這些部門長久以來積累的數(shù)據(jù)都是二維效果圖和探測得到的實地數(shù)據(jù)表格。但是二維效果圖是無法很好地表達(dá)一些特殊的數(shù)據(jù)類型，比如在同一個管溝里的電力、熱力、燃?xì)?、供?yīng)管溝和工程溝等，以及跨樓層的立管等。因此，將二維效果圖和實地數(shù)據(jù)生成三維的模型就成了地下管線三維化的一個重要方向。對此偉景行有話說：“探測得到的數(shù)據(jù)都是體現(xiàn)在表格里的，都是完備的。在此基礎(chǔ)上我們的主要思路是把這種二維或者外業(yè)探測或者內(nèi)面整理的表格數(shù)據(jù)快速的變成一個比較擬真的、好看的三維的模型。”因此解決數(shù)據(jù)庫的問題就成了偉景行的第一要務(wù)。
在市政管理方面現(xiàn)存的一大“歷史遺留問題”，即存在各種標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的數(shù)據(jù)。針對那些標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)的處理方式，偉景行應(yīng)用產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理喬煒介紹“行業(yè)會有自己的規(guī)范。比如城市管線探測的技術(shù)規(guī)范會規(guī)定在探測某一類管線的時候都應(yīng)該記錄哪些參數(shù)。我們就可以利用這些已有規(guī)范的數(shù)據(jù)，例如給水、燃?xì)?、雨污水等，進(jìn)行數(shù)據(jù)的三維符號化。”但是那些標(biāo)準(zhǔn)不同的數(shù)據(jù)會給管線三維化帶來很大麻煩，對此喬煒表示總有解決困難的方法，“因為各個地方情況不一樣，同樣的部件，但是量測得出的數(shù)據(jù)卻可能有不同形式、不同命名法，比如說有的記錄成100×500，有的就記錄成DN1是100，DN2是500。對此我們有一個專門處理這種情況的數(shù)據(jù)生產(chǎn)工具，其主要作用就是整理數(shù)據(jù)，讓它最終變成軟件可以識別的數(shù)據(jù)。”接下來軟件先是按照一系列的標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)據(jù)，建成精細(xì)的三維模型，例如閥門、小室、彎頭、圓管、方管、方溝或者是梯形溝等。“只要二維數(shù)據(jù)完備，加上已知記錄的屬性和坐標(biāo)位置等信息，然后通過軸線加方程式，加載建立好的標(biāo)準(zhǔn)件模型，就可以很快地驅(qū)動出來管線的三維模型;當(dāng)然如果再有材質(zhì)、類型或者二維截面形態(tài)這些東西，我們驅(qū)動出來的模型就更逼近真實。”喬煒介紹道。
工欲善其事，必先利其器
偉景行開發(fā)的CityMaker系列軟件是以GIS為基礎(chǔ)，喬煒認(rèn)為“從本質(zhì)上來講它是以地理位置為索引存儲相關(guān)信息的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，因此，它還是一個GIS系統(tǒng)。但是同Oracle相比，我們不只在管理數(shù)據(jù)庫，我們是在三維表達(dá)和三維優(yōu)化這塊做了大量的事情”。他為我們舉例：從前在市政管理部門得到的數(shù)據(jù)，其中大部分?jǐn)?shù)據(jù)是屬性和信息數(shù)據(jù)，即IS，而對于G的部分，是以一個點或一個線的位置數(shù)據(jù)來記錄的，是純二維的;當(dāng)通過三維驅(qū)動后，這些點和線以及屬性數(shù)據(jù)就在軟件中模型化了。“現(xiàn)在做三維GIS的廠商基本都是這種形式。我們的區(qū)別是不僅可以存儲模型，還同時可以把一個樓的POI、一個模型、一個點云、甚至內(nèi)部的一些信息都可以存在同一行的記錄里。”
Fa具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、優(yōu)化決策支持和三維可視化表現(xiàn)等強大功能。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的管線、景觀三維一體化，可實現(xiàn)對設(shè)施屬性和圖形數(shù)據(jù)輸入、修改、查詢檢索、顯示、統(tǒng)計、分析和輸出，為內(nèi)部資產(chǎn)的優(yōu)化管理和設(shè)施維護、檢修提供服務(wù)，對各種可能發(fā)生的事故進(jìn)行預(yù)警和為事故處理提供決策支持，從而達(dá)到加強設(shè)施的管理，為發(fā)展創(chuàng)造良好的內(nèi)部環(huán)境的目標(biāo)。
從分析角度講，F(xiàn)a根據(jù)管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)(SHP/ArcSDE)自動生成管網(wǎng)空間關(guān)系圖，并提供多種實用的管線專業(yè)分析功能，如垂直凈距分析，水平凈距分析，覆土深度分析，道路擴建分析，范圍拆遷分析、關(guān)閥分析以及最短路徑分析等。從管理角度講，F(xiàn)a能夠?qū)⒏黝惖叵驴臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行快速三維顯示，以便及時了解地下空間的相對位置關(guān)系及連通性等參數(shù)。
通過平臺實現(xiàn)市政設(shè)施管理系統(tǒng)、市政資產(chǎn)管理系統(tǒng)、市政調(diào)度系統(tǒng)等之間的相互協(xié)作，信息共享與集成，打通部門間的壁壘，實現(xiàn)市政信息數(shù)據(jù)在縱向和橫向深入分享。此外，偉景行對于二維市政管線數(shù)據(jù)的驅(qū)動軟件是免費分發(fā)的，希望通過分發(fā)這種策略來得到用戶反饋，同時可以帶動行業(yè)，以期形成一種標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)規(guī)范，方便日后的數(shù)據(jù)共享。
心之所想，愿之所向
精確的模型是以大量準(zhǔn)確的、可及時更新的數(shù)據(jù)來支撐的，沒有底層數(shù)據(jù)，后續(xù)建設(shè)和管理都會遇到阻力。
市政管理的數(shù)據(jù)因其特殊性而分為兩種：一種是規(guī)劃數(shù)據(jù)，另一種是現(xiàn)實數(shù)據(jù)。因為報批等程序的規(guī)范化和現(xiàn)代化，基本地下管線方案都有電子化報件，數(shù)據(jù)種類和結(jié)構(gòu)比較完備。另一方面，在現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的共享以及數(shù)據(jù)的滾動更新方面一直都有困難。“因為地下管線是城市的‘生命線’，市政方面的數(shù)據(jù)利用起來有問題的話，那凌駕其上的整個數(shù)字城市就可能淪為空談。”喬煒談到城市市政數(shù)據(jù)管理的未來，有些神往，“首先我們希望能打通各大市政運營公司與政府管理部門間的數(shù)據(jù)通路，通過數(shù)據(jù)篩選或是清洗手段將敏感信息濾掉，然后將市政數(shù)據(jù)放在整個城市建設(shè)平臺上，在匯集到市政管理運行部門以存儲備案，或是分層利用;接下來還應(yīng)該能實時的通過這個通道來更新數(shù)據(jù)，服務(wù)城市規(guī)劃和市政管理。當(dāng)然這些是需要整個社會整個行業(yè)共同努力的!”
現(xiàn)在談到智慧城市的數(shù)據(jù)方面，大家往往將“共享”掛在嘴邊，這種是數(shù)據(jù)的橫向延伸趨勢。同時社會也應(yīng)該關(guān)注數(shù)據(jù)的縱向發(fā)展趨勢，這樣才能最大化數(shù)據(jù)的使用價值。喬煒對此表示同意“現(xiàn)在都在談各委辦局間的數(shù)據(jù)共享和調(diào)換，但是說從政府管理這個層次到民生這個層次，我認(rèn)為還需要找到很好的很好地環(huán)節(jié)來銜接起來。”
筆者認(rèn)為，若要保障城市“生命線”的暢行無阻，首先要摸得清城市的“生命線”，其次要能夠根據(jù)城市“生命線”的“癥狀”來進(jìn)行及時反饋、響應(yīng)，這對保證人民的正常生產(chǎn)、生活和社會發(fā)展都具有重大的現(xiàn)實意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。如果能夠做到這兩點，相信智慧城市就真正具備了落地的基礎(chǔ)。（文丨本刊編輯張鵬英）
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