郭 江

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基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市地下管線信息系統(tǒng)的研究

郭 江

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 湛江 524000

城市地下管線在當(dāng)前社會(huì)中發(fā)揮著重要作用，也可以稱之為城市的“生命線”，其在城市中擔(dān)負(fù)著各種資源和信息的傳輸任務(wù)。由于我國(guó)的城市化發(fā)展相對(duì)較晚，地下管線信息系統(tǒng)方面還存在著不足，極易容易造成城市出現(xiàn)停電、停氣、通訊中斷等問(wèn)題，給人們的生活帶來(lái)不利的影響。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于城市地下管線信息系統(tǒng)內(nèi)，能夠構(gòu)建良好的通訊管網(wǎng)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的城市地下管線信息系統(tǒng)進(jìn)行了探究。

物聯(lián)網(wǎng)；地下管線；信息系統(tǒng)；研究

引言

城市地下管線、各類管網(wǎng)是城市發(fā)展的最基礎(chǔ)的設(shè)施，其不僅規(guī)模大、范圍廣，而且管線的種類較多、空間分布復(fù)雜、變化大、增長(zhǎng)速度快、形成時(shí)間長(zhǎng)，最重要的是它具有信息傳輸、能源輸送的功能，與人們的生活有著密切的聯(lián)系[1]。隨著當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，在信息化技術(shù)方面也取得了進(jìn)步。通訊管網(wǎng)系統(tǒng)是建立在規(guī)范通訊工程基礎(chǔ)上，能夠維護(hù)多個(gè)資源管線的數(shù)據(jù)工作，其在城市地下管線信息系統(tǒng)中占有重要的地位。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于城市地下管線當(dāng)中，有助于地下管網(wǎng)的空間位置、管線的壽命的提升，實(shí)現(xiàn)地下管線的實(shí)施監(jiān)控。

1 城市地下管線建設(shè)和管理中的問(wèn)題

1.1 對(duì)城市地下管線的建設(shè)認(rèn)識(shí)不足

由于我國(guó)城市化進(jìn)程相對(duì)較晚，對(duì)城市地下管線的認(rèn)識(shí)還不夠，沒(méi)有重視地下管線信息系統(tǒng)在城市發(fā)展中的作用，沒(méi)有深刻的認(rèn)識(shí)到地下管線鋪設(shè)、維護(hù)或被損壞后帶來(lái)的成本浪費(fèi)[2]。而且城市建設(shè)中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)管線的轉(zhuǎn)移，這時(shí)極易導(dǎo)致管線的挖掘出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，給城市經(jīng)濟(jì)帶來(lái)不利影響。

1.2 建設(shè)前缺乏統(tǒng)籌安排

在我國(guó)城市的整體規(guī)劃上，對(duì)于地下管線還不夠重視，一般比較重視地上，對(duì)于地下較為輕視。而且對(duì)于審批方面、監(jiān)管方面以及養(yǎng)護(hù)方面存在著不足，管線施工時(shí)常出現(xiàn)一些問(wèn)題，導(dǎo)致安全出現(xiàn)隱患，給城市各個(gè)方面的運(yùn)行帶來(lái)不利，給人們的生活帶來(lái)影響。

1.3 建設(shè)施工和養(yǎng)護(hù)技術(shù)不到位

在地下管線建設(shè)中，施工技術(shù)對(duì)管線的質(zhì)量有著直接影響。由于施工技術(shù)具有特殊的性質(zhì)，尤其在竣工時(shí)，具有隱蔽的特征。因此，管線建成后的維護(hù)工作有著一定的難度。另外，我國(guó)城市地下管線大多數(shù)存在著質(zhì)量問(wèn)題，其中包括管道的損壞、腐蝕、漏水等現(xiàn)象。因此，我國(guó)的地下管線需要加強(qiáng)維護(hù)工作。

1.4 缺乏必要的法律依據(jù)

近年來(lái)，我國(guó)相繼出臺(tái)了相關(guān)的法律法規(guī)，其中有《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》、《城市地下管線工程檔案管理辦法》。但是對(duì)于地下管線的規(guī)范方面、建設(shè)以及竣工等方面還沒(méi)有出臺(tái)相關(guān)的規(guī)定，地下管線的規(guī)劃、基礎(chǔ)性工作還沒(méi)有得到完善。因此，我國(guó)城市地下管線建設(shè)的法律法規(guī)方面還有待提升。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市地下管線信息系統(tǒng)的構(gòu)想

2.1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市地下管線信息系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)的概念最早是在1999年提出的，近年來(lái)逐漸成為社會(huì)關(guān)注的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)是建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)整合傳感、通信和信息處理等技術(shù)，按照約定的協(xié)議，與其他物品相連接，以此達(dá)到信息的交換與通訊，實(shí)現(xiàn)智能化的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控的一種網(wǎng)絡(luò)。

在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)普及的階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中最為關(guān)鍵的應(yīng)用是無(wú)線射頻識(shí)別，其是一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，而且是一種先進(jìn)的非接觸式的技術(shù)。當(dāng)前這種技術(shù)已經(jīng)在實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用，并逐漸走向成熟。由于無(wú)線射頻識(shí)別具有無(wú)接觸和自動(dòng)識(shí)別的特點(diǎn)，因此，在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中都得到廣泛的應(yīng)用，其中包括資產(chǎn)跟蹤、身份認(rèn)證、交通方面以及網(wǎng)絡(luò)家電控制等。將這種技術(shù)應(yīng)用于地下管線信息系統(tǒng)中，能夠全面掌握地下的管線相關(guān)的信息，為城市的建設(shè)提供有效的信息。

物聯(lián)網(wǎng)是以物物相連的方式工作的，其能夠達(dá)到智能化的獲取信息、傳輸信息、應(yīng)用信息。而且在地下管線中利于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)地下管線的智能管理。

2.2 智能管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

城市地下管線智能管理系統(tǒng)主要包括三個(gè)層次，分別為感知層、傳輸層、應(yīng)用層。其中感知層主要是由各種類型的傳感器組成，其能夠掌握地下管線的所有信息，在地下管線的改造過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，能夠收集管線運(yùn)行的工作信息，掌握管線的空間位置、屬性等，有助于城市地下管線的新建。

傳輸層是建立在有限網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線射頻識(shí)別等通訊手段的基礎(chǔ)上，將感知層獲得的數(shù)據(jù)由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)傳輸?shù)礁邔哟蔚膯卧?。感知層包括多種設(shè)備，其中有光纖網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備等。

應(yīng)用層在城市地下管線系統(tǒng)中有著重要作用，主要包括地下管線多參數(shù)三維顯示系統(tǒng)、地下管線輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)CAD、地下管線事故應(yīng)急指揮系統(tǒng)等。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的地下管線信息系統(tǒng)的應(yīng)用

有關(guān)研究人員曾在2004年對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的地下管線信息系統(tǒng)進(jìn)行探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)在通訊管網(wǎng)系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與傳感器的結(jié)合獲得了預(yù)期的結(jié)果，證明了網(wǎng)絡(luò)結(jié)合傳感器對(duì)地下管線有著一定的監(jiān)測(cè)作用。而且將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于地下管線當(dāng)中，能實(shí)現(xiàn)地下污水管道的維修狀況的檢測(cè)，將RFID系統(tǒng)應(yīng)用于污水處理廠，可以對(duì)較多閥門(mén)的檢修情況進(jìn)行檢測(cè)。另外，在臺(tái)灣的道路施工改造中，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于地下管線當(dāng)中，在日后管線管理維護(hù)有著良好的效果，人們可以通過(guò)雷達(dá)探測(cè)來(lái)獲取管線的信息。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前社會(huì)中被廣泛關(guān)注的一項(xiàng)技術(shù)，其被稱作是計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的一大技術(shù)，并在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，對(duì)城市的規(guī)劃、建設(shè)與管理發(fā)揮著重要作用[3]。尤其在城市地下管線信息系統(tǒng)中，其擔(dān)負(fù)著各種資源和信息的傳輸任務(wù)，與人們的生活息息相關(guān)。然而當(dāng)前我國(guó)城市地下管線建設(shè)和管理還存在一些問(wèn)題，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于城市地下管線建設(shè)中，能夠?qū)崿F(xiàn)城市的水、電、燃?xì)?、通訊等設(shè)施獲得地下管線的實(shí)施監(jiān)控。因此，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于城市地下管線系統(tǒng)中，不僅要根據(jù)城市地下管線信息的需求，而且還要掌握城市信息化、數(shù)字化的趨勢(shì)。

[1]黃來(lái)源，李軍輝，李遠(yuǎn)強(qiáng)，吳彬，陳偉. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市地下管線智能管理系統(tǒng)[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012（4）： 62-65，70.

[2]韋斌. 基于ArcGIS城市地下管線信息系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J]. 測(cè)繪與空間地理信息，2011（2）： 130-132，135.

[3]陳興華，石金鋒，叢日盛. 基于WebGIS的城市地下管線信息系統(tǒng)的建立[J]. 海洋測(cè)繪，2008（1）： 68-71.

TP391.48；TU990.3

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