排水设施调查和信息化建设关键技术研究

发表时间:2020/11/19   来源:《建筑实践》2020年7月第19期   作者:黄新民1、2 姚小军2 朱理想3 邓建林2 胡德斌2
[导读] 社会经济的发展、提高社会满意度以及提升社会品牌都和城建基础设施的优化和提升戚戚相
        黄新民1、2  姚小军2  朱理想3  邓建林2  胡德斌2
        1.如皋市基础地理信息中心  江苏南通  226501  2.如皋市勘测院  江苏南通  226501  3.南京市测绘勘察研究院股份有限公司  江苏南京  210019
        1引言
        社会经济的发展、提高社会满意度以及提升社会品牌都和城建基础设施的优化和提升戚戚相关,城市基础设施的聚合体是现代城市最直接的品牌形象和核心实力的主要体现,而因市政设施产权具有公共性、广泛性、专业性、持续性和离散性的特点,造成市政设施往往市是城市管理的痛点和难点。随着5G、工业互联网、人工智能等新一代信息技术发展受到政策支持,新基建发展不断提速,将给市政设施的管理水平带来质的提升。为提高如皋园区市政设施管理水平能力,助力“新基建”,如皋市开展了园区市政设施普查和信息化管理平台,提升了市政设施管理水平,降低了运行成本、优化了市政管控,实现为智慧化的管理提供了信息化支撑手段。
2排水设施调查
        如皋园区排水设施调查工作包括资料收集现场踏勘、排口调查、排水管道调查、排水管道检测、成果编制和成果提交等。排水设施调查流程详见图2-1.
2.1 资料收集和现场踏勘
        资料收集主要收集了基础地理数据、综合地下管线成果、排水管道竣工数据以及日常管养数据资料等。在作业前,对测区地下管线(排水管线)埋设情况、交通状况、现场养护等踏勘,为施工技术方案编制提供参考。
2.2排口调查
        排口调查通过各种技术手段、现场踏勘、收集调查资料等方式,全面了解排口污染源情况,形成调查图表。
        以排水口调查成果为突破口,进行污染溯源,从下游至上游开展混接调查。
        
                  
        调查顺序起自市级管网排口,终至排水户外的第一口检查井。雨污混接调查内容包括混接方式和混接位置,并对调查结果进行分析和判断,得出雨污混接类型的评估结论,主要混接类型为雨混、污混、雨污混接。调查方法:混接点调查方法主要有人工调查、仪器探查和综合调查等。根据现场的实际情况, 采用对应的技术方法进行混接点确认工作。
        

        
                       
        其中混接调查:雨污混接调查的主要目的在于查明调查地区雨污管道相互连通的状况、混接点准确位置等信息,主要对区域内的雨污水管道及附属设施通过开井调查、仪器探查等方法来判定管道内混接点的位置。
        
        
        
        
        
2.3实地调查
        到现场实地调查,一一判定排水管道实际情况,开展实地实地调查。
2.4管线探测(调查)和成果报告编制
        管线探测(调查)查清管线位置、属性等实际情况信息。包括管线点测量、管线修补测、管线数据处理等。
        管线点测量是使用全站仪、RTK逐点采集管线点的位置和高程。管线测量前对控制测量成果按CJJ/T 8-2011《城市测量规范》的规定进行检测,符合要求后方可利用。
        管线修补测是针对地下管线的变化较大且分布零散在工作中直接采用实测方式作业,从而保证数据的正确和完整。
        管线数据处理包括管线数据检查和修改。利用地下管线处理软件对管线空间属性数据库进行检查,包括重点检查、重线检查、代码规范性检查和方向错误检查、管线数据中孤立点检查、管线点间距超长检查等。对各类检查查出的问题,由技术人员到实地逐一核实,对管线发现、记录、整理的问题进行修改,必要时到实地重测。
        依据地下管线数据标准中对代码、图式的要求,利用管线处理软件把管线空间属性库处理成最终管线图。
        为确保各单元区间及与已有管线数据之间探测接边的正确性,进行数据接边处理。
3关键技术研究
3.1标准化数据建库
        本项目数据成果涉及城市规划数据、国土资源数据、城市部件、地下管线数据等,其坐标系统和格式不一致,需要按照标准、规范的数学精度要求、代码分类与数据分层等要求,经坐标体系转换、数据格式转换、数据标准化等洗涤形成新的标准化的数据库成果。
3.2基于SOA的架构设计
        SOA是一种应用型架构,基于Internet标准协议、支持应用程序组件。通过SOA可以对不同类型、不同服务、不同要求进行组建,实现业务逻辑和展现,达到用户调用服务方便。
3.3基于Web服务的共享接口
        Web 服务是一种计算技术,采用革命性的分布式。共享模式主要基于Web Service方式实现、达到跨多源数据、平台、异构的互操作和访问。基于XML的处理使异构系统作为网络的部分协同运行,基本通讯方式可以使用使用组件的方式创建服务组合在一起的应用。
4平台建设实现
4.1系统架构设计和内容

     
        园区市政设施管理平台架构设计采用面向服务的架构设计,由基础层、智能感知、数据中心、支撑层、应用层等这五层组成。
        (1)基础层(IAAS)
        基础设施层由系统软件、网络集群、硬件集群以及OS等构成,是指计算机硬件支撑中心,完成硬件支撑等项相关问题。
        (2)数据中心层(DAAS)
        数据层包括基础地理数据、专题数据、各类业务数据,是业务系统的数据资源池。
        (3)支撑服务层(PAAS)
        支撑服务层是数据与应用的主要载体,管理数据同时又面向应用提供多种服务,解决信息资源的统一服务,其环境包括应用服务组件、基础支撑组件和引擎集。其中引擎集又包括表单、数据交换、目录服务等。
        (4)应用层(SAAS)
        应用层各应用子系统,包括排水管理系统、养护各类系统、路灯管理系统等。
4.2数据库建设
        4.2.1 管养数据库
        管养数据专题数据包括城市绿地、行道树、养护区域、养护路段等。管养数据专题数据通过市政、园林、绿化、部件城管相关管理部门搜集相关资料;根据数据标准进行加工处理清洗后获得标准化的园林绿化专题数据和管养数据。园林绿化具体包括园林的绿地普查、行道树位置采集,建立管养专题数据库。
        4.2.2 电子底图制作
        电子底图包括矢量电子底图和影像电子底图及其缓存切片。包括定位基础、境界与政区、水系及附属设施、交通居民地及设施、植被、管线、地貌与土质等。《国家地理信息公共服务平台电子地图数据规范》规定了地图瓦片数据的组织方式,即采用数据集、层、行目录结构描述。电子地图的显示内容参考天地图从17级到20级显示内容。为了提高地图服务质量和的响应速度,前期制作系列显示比例尺地图瓦片(cache),其地图瓦片的参数包括图像格式显示比例尺、起始点、分块大小等。
4.3平台建设内容和功能
        4.3.1 市政排水管理模块

       
        市政排水管理模块包括排水设施、监控调度和运维管理。
        (1)排水设施
        借助信息技术创建城市排水管网管理的新模式,实现养护管理动态化、现代化和信息化,实现无线网环境下排水管网养护、巡查等工作,提供多层次、全方位、及时性的排水管网服务、联动功能。
        对河道设施在线监测、远程控制,防汛设施遥测,对截流设施、引调水情况、河道泵站、闸坝、管线排口和重要节点井液位等设施状态进行监测和监控,对闸门、泵站、截流设施进行控制,对排口和水质出现异常情况及时报警及处置。
        (2)监控调度
        对排水传感设备、截流设施、水流速流量水位、监测数据的综合管理,提高监控预警能力。
        (3)运维管理
        运维管理系统提供管线地图服务管理,包括用户及权限服务、用户注册、数据修改和删除,提供用户和权限的功能,提供日志查询检索功能。
        4.3.2 市政养护管理模块
        模块面分为绿化统计、考核排行榜、问题统计、养护统计、法律法规、智能提醒、模块入口、用户登录等主要区域。绿化统计分为绿地面积、行道树总数、养护单位数量(园林、环卫、道路、排水、路灯)等。
        模块入口分为综合数据、园林养护、环卫养护、排水养护、道路养护、路灯养护、运维管理和移动客户端等。
        
        
        
        
5 结束语
        排水设施调查和信息化建设平台应用了GIS、计算机、大数据、物联网等技术,集成了排口水浸、摄像头、液位仪、雨量计、节点井水浸等硬件设备,接入部分河道周边涉水设施,实现对河流实时监测和远程遥控,解决因现场情况不明等问题,减少了工程建设中的重复投入,节省了大量成本,园区市政管理手段的科学化 提高。
参考文献
        [ 1 ] 石延龙;城市智慧排水系统控制研究 [J] ;科技视界,2015年03期;
        [ 2 ] 王泽阳,黄友谊,沈晓铃;智慧城市下的排水防涝对策研究——以厦门市营平片区为例[ J] ;城乡治理与规划改革——2014中国城市规划年会论文集(01城市安全与防灾规划, 2014年 09( 13):
        [ 3] 薛敏,李大成,沈晓铃;基于物联网技术的智慧排水系统构建[ J] ;中国给水排水, 2012, 03( 17):
        [ 4 ] Karl Kratz;Ulrike Voigt;Andreas Lendlein;Temperature‐Memory Effect of Copolyesterurethanes and their Application Potential in Minimally Invasive Medical Technologies [ J] ;Advanced Functional Materials, 2012, 07(24)。
        
        基金项目:本论文受到了国家自然科学基金项目“融合形变遥测技术与数据处理方法研究”(41174002)资助。
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