智能化管道建设中地下管网交叉区域三维建模探索

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智能化管道建设中地下管网交叉区域三维建模探索 目录 01 02 03 04 05 06 引言 技术路线及框架 系统主要功能 应用方向初探 数据更新机制 后期展望 2 01 引言 2014 年 7 月 31 日，台湾高雄地下丙烯 管 道因被下水道水汽腐蚀破损而大量泄漏，泄 漏的丙烯迅速汽化，沿下水道蔓延，并相继 从水沟盖处窜出，遇明火产生连环爆炸。 此次事故处理中，由于市政应急部门掌 握的讯息不全面，不清楚地下管道情况，造 成误判。从丙烯泄漏（ 20 点左右）至发生第 一次爆炸（ 22:22 ） 2 个多小时时间内，未 能 及时采取有效控制措施，导致 32 人死亡， 321 人受伤的重大伤亡事故。 台湾高雄丙烯燃爆事故 3 01 引言 随着我国城区面积不断的扩张，远离 城区的油气管道也逐步被新兴城区所包围， 加之城区基础建设的发展，每条道路下铺 设有供水、排水、燃气、热力、电力、电 信等 20 多种地下管线，而这些管线分属不 同的权属单位，建设标准不统一，未实现 信息共享。 多种权属单位的管道集中在一起，相 互影响，安全风险管控难度大，极易对油 气管道造成破坏，从而导致重大灾害事故。 4 01 引言 为了提升成品油管道保护能力，我公 三维地理信息系 统 司借智能化管道建设的契机，深入研究信 息技术，对所辖长输管道进行详细勘查后， 又针对性地选择管线沿线部分敏感区域， 展开二次精细探测（含成品油管道和市政 管道），建设地下管道标准数据库，利用 三维可视化技术进行孪生数字管道建设， 初步实现地下管道数字化、可视化，为进 一步加强成品油管道与市政管道交叉区域 的安全管理进行了有益的探索。 管线探查建 库 移动互联 5 目录 01 02 03 04 05 06 引言 技术路线及框架 系统主要功能 应用方向初探 数据更新机制 后期展望 7 02 技术路线及技术框架 技术路线 技术框架 基于国内自主产权 3D-GIS 平台，构建地下管 线管理系统。结合《 CJJ 61-2017 城市地下管线 探测技术规程》，采用先进的地下管道探测技术， 对敏感区域地下管线、周边环境进行探测及测绘 工作，并对结果数据进行标准化建库，将空间地 理信息、地下管线数据与城市基础数据进行融合 及数字化建设，形成虚拟现实的孪生管理场景。 结合互联网 / 物联网技术（远程视频监控、管 线 IOT 数据采集等），实现地上、地下，现场和 中控一体化实时管理。 8 02 技术路线及技术框架 技术路线 技术框架 应 用 层 系统将大范围空间地理信息、管道业务数 据与精细三维模型有机融合，搭建 N 层架构管 理平台。 平 应用层：实现管网可视化管理、工艺信息 管理、综合分析、智能计算预警等功能。 平台层包括：数据组织管理、 3D 引擎服务、 基础服务、通用功能模块与典型应用模块。 台 层 数 据 层 9 目录 01 02 03 04 05 06 引言 技术路线及框架 系统主要功能 应用方向初探 数据更新机制 后期展望 10 03 系统主要功能 管网可视化 工艺信息管理 管线距离分析 根据地下管道的施工图纸、竣工图 纸，土建图纸以及管网探测数据等，对 管道进行全息化建模，实现地下管网三 维可视化展示。 其中，主要的查看方式是 : 地面半透 局部剖切 11 03 系统主要功能 管网可视化 工艺信息管理 管线距离分析 ① 地面半透 通过调节半透面板，可对 埋地管线以上的地表进行虚化 直至全部隐藏，进而清晰查看 地上地下比照关系以及埋地管 道分布、交叉情况。 03 系统主要功能 管网可视化 工艺信息管理 管线距离分析 ② 局部剖切 系统支持对重点区 域进行局部剖切。 通过区域剖切的方 式，在查看埋地管线交 叉关系的同时，还可查 看管线周边环境数据及 土层相关信息。 13 03 系统主要功能 管网可视化 工艺信息管理 管线距离分析 第三方管道包括城市生命线中 8 大类 20 余种管线及附属设施，主要包括供水、排水、燃 气、 热力、电力、通信、广播电视、工业等专业线路线缆。系统支持各类专业管道按照城市管线标 准化建设要求进行作色，进而快速区分各类管线及各类工艺介质。 14 03 系统主要功能 管网可视化 工艺信息管理 管线距离分析 系统植入《 GB50289-2016 城市工程管线综合规划规范》标 准，明确规定各类地下管线的最 小垂直距离要求及安全阈值。系 统可根据探测数据结果，自动计 算成品油管线与第三方管线的垂 直距离和水平距离，为企业管理 部门提供预警信息，便于对敏感 区域、敏感管线重点监测。 15 目录 01 02 03 04 05 06 引言 技术路线及框架 系统主要功能 应用方向初探 数据更新机制 后期展望 16 04 应用方向初探 管线风险控制及应急辅助决策 站内地下管线修复施工辅助管控 管道改线辅助规划设计 通过系统进行三维可 视化构建以及相关数据的 提前植入，对风险评估值 较高管段进行有针对性的 监管；同时对管道事故应 急处置提供辅助决策支持。 17 04 应用方向初探 管线风险控制及应急辅助决策 站内地下管线修复施工辅助管控 管道改线辅助规划设计 库”，清晰把握地下管线真实情况，结合 GIS 数据及 GPS 定位，在站、库内开挖动土作业前，利用 系统查看地下管网情况，避免因施工损坏地下设施，造成的人员财产损失。 18 04 应用方向初探 管线风险控制及应急辅助决策 站内地下管线修复施工辅助管控 管道改线辅助规划设计 通过现场测量和三维建模，利用系统进行改线设计，更加直观准确。在九江市怡溪苑小区隐患 整改项目中，通过实地交叉管线勘测和三维技术对管线勾稽关系进行展示和分析，并将分析结果与 设计院共享，最终确定新的迁改方案，节约改线费用约 162 万元，系统切实发挥了应有的作用。 19 目录 01 02 03 04 05 06 引言 技术路线及框架 系统主要功能 应用方向初探 信息动态维护机制 后期展望 20 05 信息动态维护机制 地下管道信息动态更新是一项长期、持续的工作，需要管道管理部门、政府部门、测绘 单位、建设单位等多方协调、循环运作。 ① 多部门合作交流机制：与政府发改、城建、城管等部门建立合作交流机制，定期从上 述管理部门获取地下管道项目设计、审批、开挖许可等源头信息。 ② 权属单位、施工单位配合机制：与多个权属单位及相关施工单位建立长期的业务合作 关系，在地下管道动态更新过程中，取得管道产权单位的支持，形成“有管必报、有报必测” 的良性循环。 ③ 定期实地巡查机制：配备专门的巡线员，对各区域内开工的项目定期巡查，提升巡查 效率和管控手段，对管道施工进行跟踪测量，及时掌握相关信息数据。 21 目录 01 02 03 04 05 06 引言 技术路线及框架 系统主要功能 应用方向初探 信息动态维护机制 后期展望 22 05 后期展望 地下管线被视为城市生命线，是保障城市运行的重要基础设施，自 2014 年 国务院办公厅印发了《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》以来，国 家把加强城市地下管线建设管理作为履行政府职能的重要内容，统筹地下管线 规划建设、管理维护、应急防灾等全过程，综合运用各项政策措施，提高创新 能力，全面加强城市地下管线管理工作。 随着信息技术日新月异， 3D-GIS 、互联网、物联网、大数据、云计算迅速 应用于地下综合管廊建设管理和智慧城市管理应用中，结合管道本体、运营、 数据、评价等各类数据及气象、公安、交通等城市管理数据，在大数据分析基 础上，辅助各类业务模型算法，未来可实现企业管道的全面感知及智能预判， 为管线安全运营提供更加有力地保障。 23 结束语 遗落在我们视野之外的风险从来不会自行消失， 除非我们使用有效的工具来找到它，消减它。 否则，它终有一天将会以事故的形式来证明它的存在。 25 谢谢聆听！ 26