2022-11-21

浅析建设实体与虚拟融合的城市地下综合管廊

互联网时代的主要特征

        工业革命初期管廊的定义就是下水道。如今我们的社会已跨入了互联网时代，伴随着信息技术的发展、城市规模扩大和人口增长，城市的功能也越来越丰富。城市地下综合管廊的功能也由单一的城市排水，发展到通信、电力、燃气、给水、热力、中水、排水等的集合体。互联网的出现给地下管廊注入了新的活力。云计算、大数据、物联网、移动终端技术的引入不断丰富了市政功能的内涵，也孕育催生着新型的市政需求。云计算技术提供了一个能让每一个互联网的使用者充分享有全系统计算资源的方法。大数据是海量数据的集合体，是多样化的信息资源。其特点是数据量大、种类多、表现关联复杂、实时性强、所蕴藏的价值巨大。各行各业均表现为数据，众多的信息和咨询是纷繁复杂的，应用时需要搜索、处理、分析、归纳、总结其深层次的规律，发掘其中数据能够表现的价值。物联网是物与物相连的网络。它的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸、扩展到末端的网络，其用户端延伸和扩展到全系统物与物之间，进行数据信息的交换与通信。

实体城市地下综合管廊建设

1.城市地下综合管廊建设是国家经济发展的客观需要

      传统市政管线多以直埋方式布设，管线扩容、改造导致的道路反复开挖，妨碍了城市道路交通正常运行。应用地下综合管廊建设可将原来的开放式施工转移到廊内进行，从根本上解决市政管线布设、扩容、维修等对道路的反复开挖，避免了交通阻塞，是城市经济发展的客观需要。

2.开发利用地下空间资源

       地下空间是城市立体发展的重要资源我国大部分一、二线城市原有市政体系的各子系统之间，在不到一代人的时间内表现出了严重的对立与；中突。国外成功的城市建设经验表明，开发利用城市地下空间资源，是城市发展过程的必然趋势。

3.城市功能与防灾

        城市各种市政管线是维系城市功能的基础，不仅在平时发挥着十分重要的作用，而且也是城市防灾能力的基本保障。从目前城市面临的现状看，无论是沿海的强台风、强降水，还是遍及内陆的涝渍、地震等灾害，均对各个市政系统的安全运行造成了很大冲击，甚至直接影响到了城市功能的正常发挥和生命财产的安全。

4.消除城市“拉链”、改善城市环境

      环境是现代城市形象的重要表现。随着城市经济的不断发展，人们对城市环境的期待已经从追求高楼大厦转为宜居快捷。城市地下综合管廊是对城市通信、电力、燃气、给水、热力、中水、排水等市政公用管线进行统一规划、统一建设、统一管理，集中铺设到一个地下管廊内的直视系统。相比通常地面开放的管线直埋或架设于空中的敷设方式，管廊更容易实现对各个管线系统的检修与维护。

5.以受控的运维成本确保城市功能的安全运行

      地下综合管廊是现代化城市的生命线。相比传统的市政管线分别直埋或管线架设，城市地下综合管廊对于市政管线提供了可靠的保护。由于地下综合管廊建设管线不直接接触土壤和地下水，避免了化学物质对管线的侵蚀，增强了其耐久性。市政管线在地下综合管廊内的开放式布设，消除或减少了因地质沉降造成的管线应力破坏。综合管廊内设有巡视、检修空间，便于维护管理人员定期进入管廊进行巡视、检查、维修管理，确保各类管线的安全运行，既可以减少路面开挖和工程管线的维修费用，又为各种管线的敷设、增减、维修工作提供了开放的空间。

虚拟城市地下综合管廊的构成

      实体城市地下综合管廊具有城市大市政功能的基本特征，是城市建筑物在地下空间的表现形态，是数据信息的实际载体。正确、有效地表达实体地下管廊承载的数据信息，实现对整个地下管廊乃至智慧城市全系统完整寿命周期数据信息的有效管理。

       虚拟管廊数据体系的构成实体管廊数据体系由舱段实体为代表的静态数据；风、水、电等为代表机电、控制系统的动态数据；业务流程、人为干预等为代表的管理数据：各个大市政管道承载的城市功能数据四部分构成。静态数据、动态数据、管理数据和市政数据构成了完整的虚拟城市地下综合管廊数据体系，如图1所示。

图1 虚拟管廊数据系统图

       虚拟城市地下管廊的运行虚拟管廊是一个运行在管廊数据体系上的数据集合，是大市政各专业子系统运行的数据载体，是智慧城市数据体系的一部分。对于现代城市而言，城市地下综合管廊不可能作为“信息孤岛”运行在城市数据体系之外，互联网提供了管廊与城市的数据链接。因此，从城市地下综合管廊基础数据采集、执行——城市地下综合管廊平台运行系统——智慧城市数字系统完整地构成了虚拟管廊数据体系从末端到智慧城市的纵向数据表达。

       实体管廊与虚拟管廊管廊数据系统表达了城市地下综合管廊完整的数据结构。建设广义的数据集成系统是城市管廊管理平台建设的目标。这个体系包括静态数据、动态数据、管理数据和市政数据。管廊管理平台在保证各个组成专业基本功能稳定运行的同时，经过对全系统数据信息的分析、挖掘将全系统链接成一个统一的数据系统。虚拟管廊就是实体管廊在互联网中的影像，两者的比较详见表1。

表1 实体管廊与虚拟管廊

       综上所述，城市地下综合管廊进入了“互联网+”时代，云计算、大数据、物联网、移动终端改变了传统管廊的形态。虚拟管廊是实体管廊在互联网中的镜像，但又不是实体管廊在互联网中的简单复制。互联网赋予了实体管廊更强大的市政功能，使得实体管廊走进了广域的城市数字空间。