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文章转载自微信公众号地下管线管理，版权归原作者及刊载媒体所有。
（1.上海市规划和国土资源管理局,2.上海市测绘院）
摘 要:本文针对当前上海市地下管线全生命周期的规划审批、工程许可、核查管理、运行维护四个环节信息化数据未有效沉淀、各环节未打通的现状，提出在基于GIS技术的地下管线全生命周期数据库的基础上，建立覆盖各个环节的地下管线全生命周期规划管理机制和技术支撑体系。利用科学有效的管理方法，各管线管理部门间协同合作、数据共享，实现对管线全生命周期的精细化、标准化管理。
关键词： 地下管线；全生命周期；规划管理机制；技术支撑体系；GIS
一、引言
地下管线是城市基础设施的重要组成部分，也在城市规划、建设、管理的基础地理信息中扮演着重要的角色[1]。城市地下管线担负着城市的信息传递、能源输送、排涝减灾、废物排弃等功能，对城市的健康存在和持续运转起着重要的作用，被称为城市的“血脉”和“神经”[2]。上海市铺设地下管线已有150多年历史，全市地下管线已超过12万公里，呈现出纵横交错、隐蔽性强、密度高的特点。在地下管线规划实践基础上，已经建立了较为完善的规划和建设管理体系，管线规划审批、工程许可、规划核查等环节的管理机制较为成熟。目前，上海市规划和国土资源管理局正联合上海市测绘院、上海市城市规划设计研究院以及各大管线单位、管线工程设计单位等部门，在基于GIS技术的地下管线全生命周期数据库的基础上，建立覆盖地下管线全生命周期的规划管理机制，以实现对管线从规划到运行维护的全生命周期的精细化、标准化管理。二、上海市地下管线管理中存在的问题
（一）地下空间资源日趋紧张，管线规划管理面临严峻挑战
随着城市地下开发活动的飞速增长，上海地下空间资源日趋紧张。据不完全统计，目前上海已开发地下空间3万余个，地下建筑面积达5千多万平方米，其中包括全球里程最长的地铁网络和越来越多的长距离隧道。上海属长江三角洲冲积平原，地势高差小，排水系统普遍采取强排模式，排水管网建设规模大。老旧城区地下管线建设规模不足，老旧管网破损多，更换和升级改造工程面广量大。因此，如何节约利用地下空间、提高地下空间利用的综合协调性、合理配置管线空间资源成为地下空间开发建设中亟待解决的问题。（二）管线规划管理的精细化水平有待提升
2017年3月5日，习近平总书记在参加全国人大上海代表团审议时提出：“城市管理应该像绣花一样精细。”目前，上海地下管线信息化管理主要是采用传统的GIS思路，针对管线设施现状的管理，却没有考虑到地下管线的管理实际上是一个过程性的问题[3]。地下管线规划管理的各个环节分散在不同的部门，数据标准不一致，相互之间缺乏畅通的共享机制，环节之间缺乏信息化比对，缺少三维审批、BIM技术的应用实践，离总书记精细“绣花”的要求仍有一定差距。（三）管线管理智能化水平与全球城市的地位还不相适应
上海市城市总体规划（2016-2040）指出，上海市将在2040年建成卓越的全球城市，令人向往的创新之城、人文之城、生态之城，在生态、智能、安全领域享有重要话语权的国际中心城市。上海已在2016年完成中心城区地下管线基础信息普查工作，外环线以外建成区的地下管线基础信息普查已全面展开，但是城市地下综合管线数据库与权属单位的专业地下管线数据库并没有通过建立共享平台来实现数据的共建共享[4]。在地下管线基础信息逐渐完善的过程中，应同步研究拓展普查成果的应用，促进智慧城市建设、城市管网智能化管理，用以辅助应急处置决策，推动区域协调、城乡统筹的综合防灾和应急机制的完善和健全，保障城市运行安全；用以支撑地下管线的规划管理，提供详实的现状基础数据，为精细化规划管理奠定扎实的基础；用以支持行业部门、管线单位的运行维护，提升智能化运行管理水平，采取统筹协调、削峰调蓄等措施，提高现有管线的利用效率。针对上述问题，结合上海地下管线规划管理现状及实践，上海市规划和国土资源管理局以地下管线规划管理体制机制、数据标准规范、地下管线普查成果的应用为导向，探索建立了贯穿地下管线规划管理全生命周期的机制和技术支撑体系，推动管理的系统化、信息化、规范化，促进城市地下空间集约节约利用，提高城市综合承载能力，保障城市安全，为建设卓越的全球城市保驾护航。
三、建立协调兼容的地下管线数据库
（一）上海地下管线数据现状
上海自2003年实施地下管线跟踪测量制度以来，已经收集了2万余公里的地下管线跟踪测量数据。但是，规划审批阶段的管线数据尚无统一的数据标准，亦未入库。工程许可阶段的数据呈现碎片化状态，缺乏统一收集管理。跟踪测量数据与前后环节失联，缺少与规划审批、工程许可环节的关联，亦未实现与测量成果质量验收、规划竣工验收、档案验收管理数据的一体化。诸如小型掘路、应急抢修、旧管网原管位拆排等免予申请管线工程规划许可证的管线数据信息尚未共享。（二）数据库的建设目标和要求
1、统一协调的数据标准。目前，规划审批和工程许可环节的成果主要采用文件管理的形式，尚无建立统一的数据库，不同设计单位根据自身的绘图标准和习惯绘制管线规划图和工程设计图，电子数据成果无法达到入库标准。上海市城市规划设计研究院已经研究编制了《上海市管线规划成果数据标准》和《上海市管线工程平面设计图数据标准》，上海市测绘院再次修订了《上海市地下管线测绘规范》。上述标准和规范规定了不同阶段的管线数据内容和要素分类、数据结构、数据交换文件命名规则、数据内容交换格式和元数据等，确定了不同管线工程的GIS分层标准、GIS图层属性以及CAD制图标准和GIS的对应关系。这些数据标准的修订不仅满足各自规划管理的需要，保证各自环节的数据能有效沉淀到数据库内，还必须满足下游环节成果数据标准兼容上游环节成果数据标准的基本要求，便于上下环节之间的协调衔接、互联互通，确保数据生产、入库、管理的统一性。2、精确的数据资源。目前，上海市地下管线现状数据来源多样，不同来源数据的精度、管线内部属性等存在差异。上海市测绘院对杨浦区的现状管线数据进行了试点整理入库。通过内业判断、资料调绘、外业探查、管线单位校核等方式，对该院历史积累的杨浦区综合管线数据、历年新建管线跟踪测量数据和管线单位专业数据进行整合、甄别、清洗，并进行接边处理，形成更高精准度的3299公里现状管线数据库。再将近年规划管线项目30个(管线长度104公里)、2017年管线工程许可项目14个（管线长度19公里）、2017年管线跟踪测量项目24个（管线长度17公里）的数据入库，研发了数据生产软件，将管线规划审批、工程许可、跟测、竣工、废弃处置、现状等规划管理全生命周期各个阶段的信息关联，将各阶段的批文号、许可证号、合格证号等全生命周期规划管理的信息一并沉淀下来，还联合上海市城建档案馆研究将管线电子竣工档案纳入库中，形成了涵盖规划管理全生命周期所有阶段的数据库，实现管线规划管理信息化全覆盖。同时建立现状管线数据修补机制，在管线规划或施工阶段，发现不明管线（含功能废弃的管线）、管线位置不准的，落实了补测、验收、资料归档、数据入库等工作。已按规划拆除的废弃管线，其具体数据要纳入到测绘报告中；暂不具备拆除条件的，新建替代管线工程的测绘报告也要应当包括废弃管线的具体数据，一并入库。3、高效的数据形式。覆盖规划管理全生命周期的地下管线数据库皮平台必须具有高安全性，支持大量用户同时在同一数据上执行各种应用，并使数据争用最小，保证数据使用便捷顺畅高效。上海市测绘院试点建立的杨浦区地下管线数据库平台是以WEB服务为中心的信息系统，是一个存在于WEB上的服务中心和一个分布式服务系统，提供查询、统计、分析等各类服务功能，具有自助式管理和自动化能力、数据划分和压缩功能、高安全性能等特点，用户响应时间达到秒级，适应高吞吐量。（三）数据库的应用
上海市地下管线数据库应满足全生命周期不同阶段的规划管理需求。数据库建成后，规划编制前下载的基础要素底版将包括规划管线、在建管线、现状管线、废弃管线等所有管线数据，并将这些数据作为规划编制的基础资料，使地下空间规划更加精细、准确。在统一的数据库的基础上，可以进一步规范管线规划局部调整的管理。所有管线工程设计都将有统一、权威的管线规划依据，促进地下空间资源有序利用。统一的地下管线全生命周期规划管理数据库可以为电力、通信、燃气等行业规划的编制提供全面基础支撑，为区域乃至全市范围内发展需求模型计算分析提供详实的规划、在建、现状数据；也能够为行业管理部门、应急处置部门提供区域内精确的各类三维空间数据，为行业管理部门统筹规划、协调管理提供便利。四、建立覆盖地下管线规划管理全生命周期的管理制度
目前，上海地下管线的规划审批、工程许可、核查管理等环节均有较为成熟的工作流程和管理机制。协调兼容的地下管线数据库能够为规划管理提供强大的支撑，与之同时，规划管理也要满足地下管线数据库的信息精准、更新及时的管理需求。（一） 规划审批机制
上海在不断深化行政审批改革、简政放权的基础上，管线规划审批分为三种情形。
1、专项规划和控详规划
主干管网、有严格规划管控要求的重要管线编制和审批专项规划和控详规划，规划成果应当达到管线综合规划深度。现行的管理流程是先编制和审批规划设计任务书，再编制具体规划方案，规划方案经公示、意见征询、专家审议等程序后进行完善和报批。为满足地下管线数据库的信息精准、更新及时的管理需求，设计单位须按《上海市管线规划成果数据标准》制作电子报件，在窗口受理时利用新研发的数据预检工具对电子报件进行检查，确保电子报件符合入库标准。对成果入库流转单进行了改版，在现行控详规划入库的基础上，增加了管线规划专项入库。具体流程见图4-1。
图4-1 专项规划和控详规划审批流程图
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图4-2 新建道路管线综合规划审批流程图
2、新建、扩建、改建道路的管线综合规划
新建、扩建、改建道路的管线综合规划与道路设计方案同步审批，保证地面交通布置形式与地下空间利用、管线综合规划协调一致。为满足地下管线数据库的信息精准、更新及时的管理需求，设计单位同样须按标准制作电子报件，在窗口受理时进行数据预检，确保电子报件符合入库标准。经办人在审理时增加了填写成果入库流转单环节，提出管线规划入库要求。在文书打印送达后打印成果入库流转单，并按流转要求将数据和案卷流转至成果管理部门进行成果入库，最后再移交至档案馆归档。具体流程见图4-2。3、既有道路的管线综合规划
既有道路的管线综合规划在核发建设工程规划许可证阶段同步审核。（二）工程许可机制
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图4-3 工程许可审批流程
数据库建成后，管线工程规划许可大致分为两种情形。一种是主干管网、有严格规划管控要求的重要管线已经批准了专项规划或控详规划，新建、扩建、改建、既有道路下的管线也已经批准了管线综合规划，管线申请建设工程规划许可证时可以不需要提交规划文本和数据。另一种是既有道路下的管线尚未批准管线综合规划，管线综合规划在核发建设工程规划许可证阶段同步审核。为满足地下管线数据库的信息精准、更新及时的管理需求，设计单位须按《上海市管线规划成果数据标准》和《上海市管线工程平面设计图数据标准》制作电子报件，在窗口受理时进行数据预检，确保电子报件符合入库标准。经办人在审理时增加了填写成果入库流转单环节，提出管线规划图、工程图入库要求。在文书打印送达时增加打印送达规划核查告知单、档案核查办理需知，向管线建设单位告知管线工程批后的规划核查管理要求，以强化提高规划核查阶段的管理。然后打印成果入库流转单，并按流转要求将数据和案卷流转至成果管理部门进行成果入库，最后再移交至档案馆归档。具体流程见图4-3。（三）规划核查机制
上海自2011年起执行地下管线规划核查管理制度，加强地下管线建设工程的批后管理，如图4-4所示，主要包括管线的开工验线、跟踪测量管理、竣工验收、档案验收等内容。为满足地下管线数据库的信息精准、更新及时的管理需求，将跟踪测量管理、竣工验收、档案验收等管理信息一并沉淀到数据库中。![]()
图4-4 规划核查基本流程图
为加强规划核查的信息沟通，组建了“1+1+X”微信群。其中，两个“1”分别指市批管线微信群和全市规划核查工作管理群，“X”指各区的区批管线微信群。通过组建微信群，相互及时沟通，紧密协作，工作响应快、效率高，有力推进了规划核查管理工作。此外，还与市路政管理部门联动，共享“挖掘城市道路许可”和“道路修复”信息，如图4-5所示，规划执法部门可以按照“挖掘城市道路许可”信息及时核查管线的开工复验，测绘质检管理部门可以按照“挖掘城市道路许可”信息及时对跟踪测量工作进行现场监督检查，按照“道路修复”信息督促测绘单位及时送检测绘成果，进一步提高了规划核查管理效率。![]()
图4-5 规划核查试点流程图
（四）成果入库机制
质量是数据库的生命，是数据库使用价值的根基。管线成果入库工作最关键的是质量和时效。地下管线工程是地下隐蔽性设施，肉眼看不见摸不着，管线数据精确入库尤为重要，这是实现地下管线规划管理精细化的前提和基础。管线规划审批、工程许可、跟踪测量所产生的数据是管线规划管理过程当中的数据，均会被利用于后续管理环节，因此必须对这些数据的入库时效性提出一定的要求，以满足规划管理需要。![]()
图4-6 成果数据入库流程示意图
为了保证数据建库成果的质量，需要在数据入库前完成严格的数据质量检查[5]。开发的电子报件成果预检工具能对成果项目信息完整性、成果数据图层组织和命名正确性、成果属性字段输入完整性、成果属性值正确性与规范性逐一进行检查，并自动输出检查结果，保证了数据入库的准确性与及时性。还一定要有严格的高精准的数据成果入库管理流程，特别是规划审批、工程许可阶段的数据需要确保文本与电子数据准确一致，在入库前需要进行校对审核。具体流程如图4-6所示。
五、研发服务规划管理全生命周期的技术系统
完善的管理机制需要完整的基础数据和完美的技术系统才能落到实处。上海市测绘院探索研发了基于GIS技术的地下管线全生命周期规划管理信息系统。系统的主要功能包括：（一）基础地理信息浏览
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图5-1政务底图上浏览管线
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图5-2航空影像底图上浏览管线
提供政务地图、航空影像或者综合地形图，用户可以自主选择基础地理信息图浏览二维管线，并具有地理查询、定位、平移、放大、缩小、缩略图等基础功能。如图5-1、图5-2所示。（二）基于地图切片技术的快速浏览
地图切片技术将常用的地图预存在服务器端，不需要对用户的请求进行实时计算和绘图[5]，能够快速完成海量数据的浏览查询，大大改善了地图的拖动、缩放以及不同比例尺下的快速浏览，凸显出在地图的显示方面具有速度的优越性。（三）三维管线场景浏览
包括以任意角度、以任意方式浏览三维管线，并结合地表建筑与地下空间结构进行浏览，形象地展现地下管线的复杂分布和相应的空间关系。如图5-3所示。
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图5-3 三维管线场景浏览
（四）查询、量测、分析功能
查询方式主要包括快速查询、空间查询和关键字查询，三种查询方式产生的查询结果均能进行统计，最终生成统计图表。量测功能主要包括距离量测、面积量测和管间距离等。分析功能则从多方面为城市地下管线管理部门提供管线空间信息和属性信息，为城市规划和建设提供决策依据。譬如模拟开挖分析能根据用户定义的开挖区域和深度浏览开挖部分的地下管道，并自动计算施工开挖量，尽可能减少和避免施工开挖过程中产生地下管线安全隐患。纵横截面分析能将各类地下管线的颜色分类后，按照指定的颜色绘制地下管线截面。（五）比对功能
通过调整图层透明度或打开图层卷帘开关，结合系统自带的量测工具，可以比对相关管线的空间位置偏差。用户还能将需要放入系统中比对的临时文件拖拽入指定窗口，系统会自动读取文件内容，并将文件内容绘制在图上，实现与入库数据的直观比对。六、结论
在大数据时代，数据的共享度直接决定了数据的价值。上海提出建立地下管线全生命周期规划管理机制，将规划审批、工程许可、规划核查和运行维护等各个阶段作为一个整体进行考虑，研究每个阶段的工作流程、成果形式及与上下游之间的关系，确保机制衔接顺畅、数据流转高效，将地下管线规划管理真正迈入大数据时代，用完善的管理机制沉淀数据，用完整的基础数据服务规划管理，再用完美的技术系统在大数据和管理机制之间架起一座桥梁，实现了两者的有机融合。这些数据不仅“为我所用”，还能为城市安全、应急处置、行业管理、管线运维等领域提供扎实全面的数据服务，是上海在地下管线规划管理创新上的新作为。
参考文献：
[1]刘晓丽，吴颖婕，陈无风，等.城市地下管线综合管理理论与制度研究[J]．城市发展研究，2013(3)：102-107.
[2]张建华.青岛城市地下管线管理研究[D].武汉:华中科技大学，2013：19-25.
[3]李萌，乔志勇.地下管线设施全生命周期管理方法探讨[J].测绘通报，2016(s1)：58-61.
[4]井发明.宁波市地下管线动态更新及管理机制探讨[J].城市勘测，2014，6(3)：156-159.
[5]赵大龙，孙恒宇.地图切片技术分析与简单实现[J].测绘与空间地理信息，2010，33(1)：116-118.
附：
作者简介：
胡晓忠 (1968 - )，男，本科，高级工程师，上海市规划和国土资源管理局市政规划管理处处长，研究方向：城市规划
通讯方式：上海市北京西路99号上海市规划和国土资源管理局市政规划管理处
手机或固定电话：021-63193188
Email：1984867992@qq.com
王磊(1973 - )，男，博士，高级工程师，上海市规划和国土资源管理局市政规划管理处副处长，研究方向：城市规划，市政和建筑工程规划管理
徐韬(1967 - )，男，本科，工程师，上海市测绘院第二分院院长，研究方向：工程测绘，地图制图
姚士斌(1976 - )，男，硕士，上海市规划和国土资源管理局市政规划管理处主任科员，研究方向：城市规划
陈功亮(1980-)，男，本科，高级工程师，上海市测绘院第二分院总工程师，研究方向：工程测量，地理信息系统
雨水的分配形式和运动状态，通过计算模拟不同强度暴雨来袭时城市街道路面、草丛土壤、雨水管网等的产、汇流过程，同时将不同重现期的降雨事件与河道不同重现期的水位数据进行组合，研究低洼易积水区域的水量和汇合管道的流量微信号：huitiandi321
邮箱：geomaticshtd@163.com
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