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上海市地下管線全生命周期規劃管理機制
本文針對當前上海市地下管線全生命周期的規劃審批、工程許可、核查管理、運行維護四個環節信息化數據未有效沉淀、各環節未打通的現狀，提出在基于GIS技術的地下管線全生命周期數據庫的基礎上，建立覆蓋各個環節的地下管線全生命周期規劃管理機制和技術支撐體系。利用科學有效的管理方法，各管線管理部門間協同合作、數據共享，實現對管線全生命周期的精細化、標準化管理。
關鍵詞： 地下管線；全生命周期；規劃管理機制；技術支撐體系；GIS
引言
地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，也在城市規劃、建設、管理的基礎地理信息中扮演著重要的角色[1]。城市地下管線擔負著城市的信息傳遞、能源輸送、排澇減災、廢物排棄等功能，對城市的健康存在和持續運轉起著重要的作用，被稱為城市的“血脈”和“神經”[2]。上海市鋪設地下管線已有150多年歷史，全市地下管線已超過12萬公里，呈現出縱橫交錯、隱蔽性強、密度高的特點。在地下管線規劃實踐基礎上，已經建立了較為完善的規劃和建設管理體系，管線規劃審批、工程許可、規劃核查等環節的管理機制較為成熟。
目前，上海市規劃和國土資源管理局正聯合上海市測繪院、上海市城市規劃設計研究院以及各大管線單位、管線工程設計單位等部門，在基于GIS技術的地下管線全生命周期數據庫的基礎上，建立覆蓋地下管線全生命周期的規劃管理機制，以實現對管線從規劃到運行維護的全生命周期的精細化、標準化管理。
上海市地下管線管理中存在的問題
1
地下空間資源日趨緊張，管線規劃管理面臨嚴峻挑戰
隨著城市地下開發活動的飛速增長，上海地下空間資源日趨緊張。據不完全統計，目前上海已開發地下空間3萬余個，地下建筑面積達5千多萬平方米，其中包括全球里程最長的地鐵網絡和越來越多的長距離隧道。上海屬長江三角洲沖積平原，地勢高差小，排水系統普遍采取強排模式，排水管網建設規模大。老舊城區地下管線建設規模不足，老舊管網破損多，更換和升級改造工程面廣量大。因此，如何節約利用地下空間、提高地下空間利用的綜合協調性、合理配置管線空間資源成為地下空間開發建設中亟待解決的問題。
2
管線規劃管理的精細化水平有待提升
2017年3月5日，習近平總書記在參加全國人大上海代表團審議時提出：“城市管理應該像繡花一樣精細。”目前，上海地下管線信息化管理主要是采用傳統的GIS思路，針對管線設施現狀的管理，卻沒有考慮到地下管線的管理實際上是一個過程性的問題[3]。地下管線規劃管理的各個環節分散在不同的部門，數據標準不一致，相互之間缺乏暢通的共享機制，環節之間缺乏信息化比對，缺少三維審批、BIM技術的應用實踐，離總書記精細“繡花”的要求仍有一定差距。
3
管線管理智能化水平與全球城市的地位還不相適應
上海市城市總體規劃（2016-2040）指出，上海市將在2040年建成卓越的全球城市，令人向往的創新之城、人文之城、生態之城，在生態、智能、安全領域享有重要話語權的國際中心城市。上海已在2016年完成中心城區地下管線基礎信息普查工作，外環線以外建成區的地下管線基礎信息普查已全面展開，但是城市地下綜合管線數據庫與權屬單位的專業地下管線數據庫并沒有通過建立共享平臺來實現數據的共建共享[4]。在地下管線基礎信息逐漸完善的過程中，應同步研究拓展普查成果的應用，促進智慧城市建設、城市管網智能化管理，用以輔助應急處置決策，推動區域協調、城鄉統籌的綜合防災和應急機制的完善和健全，保障城市運行安全；用以支撐地下管線的規劃管理，提供詳實的現狀基礎數據，為精細化規劃管理奠定扎實的基礎；用以支持行業部門、管線單位的運行維護，提升智能化運行管理水平，采取統籌協調、削峰調蓄等措施，提高現有管線的利用效率。
針對上述問題，結合上海地下管線規劃管理現狀及實踐，上海市規劃和國土資源管理局以地下管線規劃管理體制機制、數據標準規范、地下管線普查成果的應用為導向，探索建立了貫穿地下管線規劃管理全生命周期的機制和技術支撐體系，推動管理的系統化、信息化、規范化，促進城市地下空間集約節約利用，提高城市綜合承載能力，保障城市安全，為建設卓越的全球城市保駕護航。
建立協調兼容的地下管線數據庫
1
上海地下管線數據現狀
上海自2003年實施地下管線跟蹤測量制度以來，已經收集了2萬余公里的地下管線跟蹤測量數據。但是，規劃審批階段的管線數據尚無統一的數據標準，亦未入庫。工程許可階段的數據呈現碎片化狀態，缺乏統一收集管理。跟蹤測量數據與前后環節失聯，缺少與規劃審批、工程許可環節的關聯，亦未實現與測量成果質量驗收、規劃竣工驗收、檔案驗收管理數據的一體化。諸如小型掘路、應急搶修、舊管網原管位拆排等免予申請管線工程規劃許可證的管線數據信息尚未共享。
2
數據庫的建設目標和要求
1、統一協調的數據標準。目前，規劃審批和工程許可環節的成果主要采用文件管理的形式，尚無建立統一的數據庫，不同設計單位根據自身的繪圖標準和習慣繪制管線規劃圖和工程設計圖，電子數據成果無法達到入庫標準。上海市城市規劃設計研究院已經研究編制了《上海市管線規劃成果數據標準》和《上海市管線工程平面設計圖數據標準》，上海市測繪院再次修訂了《上海市地下管線測繪規范》。上述標準和規范規定了不同階段的管線數據內容和要素分類、數據結構、數據交換文件命名規則、數據內容交換格式和元數據等，確定了不同管線工程的GIS分層標準、GIS圖層屬性以及CAD制圖標準和GIS的對應關系。這些數據標準的修訂不僅滿足各自規劃管理的需要，保證各自環節的數據能有效沉淀到數據庫內，還必須滿足下游環節成果數據標準兼容上游環節成果數據標準的基本要求，便于上下環節之間的協調銜接、互聯互通，確保數據生產、入庫、管理的統一性。
2、精確的數據資源。目前，上海市地下管線現狀數據來源多樣，不同來源數據的精度、管線內部屬性等存在差異。上海市測繪院對楊浦區的現狀管線數據進行了試點整理入庫。通過內業判斷、資料調繪、外業探查、管線單位校核等方式，對該院歷史積累的楊浦區綜合管線數據、歷年新建管線跟蹤測量數據和管線單位專業數據進行整合、甄別、清洗，并進行接邊處理，形成更高精準度的3299公里現狀管線數據庫。再將近年規劃管線項目30個(管線長度104公里)、2017年管線工程許可項目14個（管線長度19公里）、2017年管線跟蹤測量項目24個（管線長度17公里）的數據入庫，研發了數據生產軟件，將管線規劃審批、工程許可、跟測、竣工、廢棄處置、現狀等規劃管理全生命周期各個階段的信息關聯，將各階段的批文號、許可證號、合格證號等全生命周期規劃管理的信息一并沉淀下來，還聯合上海市城建檔案館研究將管線電子竣工檔案納入庫中，形成了涵蓋規劃管理全生命周期所有階段的數據庫，實現管線規劃管理信息化全覆蓋。同時建立現狀管線數據修補機制，在管線規劃或施工階段，發現不明管線（含功能廢棄的管線）、管線位置不準的，落實了補測、驗收、資料歸檔、數據入庫等工作。已按規劃拆除的廢棄管線，其具體數據要納入到測繪報告中；暫不具備拆除條件的，新建替代管線工程的測繪報告也要應當包括廢棄管線的具體數據，一并入庫。
3、高效的數據形式。覆蓋規劃管理全生命周期的地下管線數據庫皮平臺必須具有高安全性，支持大量用戶同時在同一數據上執行各種應用，并使數據爭用最小，保證數據使用便捷順暢高效。上海市測繪院試點建立的楊浦區地下管線數據庫平臺是以WEB服務為中心的信息系統，是一個存在于WEB上的服務中心和一個分布式服務系統，提供查詢、統計、分析等各類服務功能，具有自助式管理和自動化能力、數據劃分和壓縮功能、高安全性能等特點，用戶響應時間達到秒級，適應高吞吐量。
3
數據庫的應用
上海市地下管線數據庫應滿足全生命周期不同階段的規劃管理需求。數據庫建成后，規劃編制前下載的基礎要素底版將包括規劃管線、在建管線、現狀管線、廢棄管線等所有管線數據，并將這些數據作為規劃編制的基礎資料，使地下空間規劃更加精細、準確。在統一的數據庫的基礎上，可以進一步規范管線規劃局部調整的管理。所有管線工程設計都將有統一、權威的管線規劃依據，促進地下空間資源有序利用。
統一的地下管線全生命周期規劃管理數據庫可以為電力、通信、燃氣等行業規劃的編制提供全面基礎支撐，為區域乃至全市范圍內發展需求模型計算分析提供詳實的規劃、在建、現狀數據；也能夠為行業管理部門、應急處置部門提供區域內精確的各類三維空間數據，為行業管理部門統籌規劃、協調管理提供便利。
建立覆蓋地下管線規劃管理全生命周期的管理制度
目前，上海地下管線的規劃審批、工程許可、核查管理等環節均有較為成熟的工作流程和管理機制。協調兼容的地下管線數據庫能夠為規劃管理提供強大的支撐，與之同時，規劃管理也要滿足地下管線數據庫的信息精準、更新及時的管理需求。
1
規劃審批機制
上海在不斷深化行政審批改革、簡政放權的基礎上，管線規劃審批分為三種情形。
1
專項規劃和控詳規劃
主干管網、有嚴格規劃管控要求的重要管線編制和審批專項規劃和控詳規劃，規劃成果應當達到管線綜合規劃深度?，F行的管理流程是先編制和審批規劃設計任務書，再編制具體規劃方案，規劃方案經公示、意見征詢、專家審議等程序后進行完善和報批。為滿足地下管線數據庫的信息精準、更新及時的管理需求，設計單位須按《上海市管線規劃成果數據標準》制作電子報件，在窗口受理時利用新研發的數據預檢工具對電子報件進行檢查，確保電子報件符合入庫標準。對成果入庫流轉單進行了改版，在現行控詳規劃入庫的基礎上，增加了管線規劃專項入庫。具體流程見圖4-1。
圖4-1 專項規劃和控詳規劃審批流程圖
圖4-2 新建道路管線綜合規劃審批流程圖
2
新建、擴建、改建道路的管線綜合規劃
新建、擴建、改建道路的管線綜合規劃與道路設計方案同步審批，保證地面交通布置形式與地下空間利用、管線綜合規劃協調一致。為滿足地下管線數據庫的信息精準、更新及時的管理需求，設計單位同樣須按標準制作電子報件，在窗口受理時進行數據預檢，確保電子報件符合入庫標準。經辦人在審理時增加了填寫成果入庫流轉單環節，提出管線規劃入庫要求。在文書打印送達后打印成果入庫流轉單，并按流轉要求將數據和案卷流轉至成果管理部門進行成果入庫，最后再移交至檔案館歸檔。具體流程見圖4-2。
3
既有道路的管線綜合規劃
既有道路的管線綜合規劃在核發建設工程規劃許可證階段同步審核。
2
工程許可機制
圖4-3 工程許可審批流程
數據庫建成后，管線工程規劃許可大致分為兩種情形。一種是主干管網、有嚴格規劃管控要求的重要管線已經批準了專項規劃或控詳規劃，新建、擴建、改建、既有道路下的管線也已經批準了管線綜合規劃，管線申請建設工程規劃許可證時可以不需要提交規劃文本和數據。另一種是既有道路下的管線尚未批準管線綜合規劃，管線綜合規劃在核發建設工程規劃許可證階段同步審核。為滿足地下管線數據庫的信息精準、更新及時的管理需求，設計單位須按《上海市管線規劃成果數據標準》和《上海市管線工程平面設計圖數據標準》制作電子報件，在窗口受理時進行數據預檢，確保電子報件符合入庫標準。經辦人在審理時增加了填寫成果入庫流轉單環節，提出管線規劃圖、工程圖入庫要求。在文書打印送達時增加打印送達規劃核查告知單、檔案核查辦理需知，向管線建設單位告知管線工程批后的規劃核查管理要求，以強化提高規劃核查階段的管理。然后打印成果入庫流轉單，并按流轉要求將數據和案卷流轉至成果管理部門進行成果入庫，最后再移交至檔案館歸檔。具體流程見圖4-3。
3
規劃核查機制
上海自2011年起執行地下管線規劃核查管理制度，加強地下管線建設工程的批后管理，如圖4-4所示，主要包括管線的開工驗線、跟蹤測量管理、竣工驗收、檔案驗收等內容。為滿足地下管線數據庫的信息精準、更新及時的管理需求，將跟蹤測量管理、竣工驗收、檔案驗收等管理信息一并沉淀到數據庫中。
圖4-4 規劃核查基本流程圖
為加強規劃核查的信息溝通，組建了“1+1+X”微信群。其中，兩個“1”分別指市批管線微信群和全市規劃核查工作管理群，“X”指各區的區批管線微信群。通過組建微信群，相互及時溝通，緊密協作，工作響應快、效率高，有力推進了規劃核查管理工作。此外，還與市路政管理部門聯動，共享“挖掘城市道路許可”和“道路修復”信息，如圖4-5所示，規劃執法部門可以按照“挖掘城市道路許可”信息及時核查管線的開工復驗，測繪質檢管理部門可以按照“挖掘城市道路許可”信息及時對跟蹤測量工作進行現場監督檢查，按照“道路修復”信息督促測繪單位及時送檢測繪成果，進一步提高了規劃核查管理效率。
圖4-5 規劃核查試點流程圖
4
成果入庫機制
質量是數據庫的生命，是數據庫使用價值的根基。管線成果入庫工作最關鍵的是質量和時效。地下管線工程是地下隱蔽性設施，肉眼看不見摸不著，管線數據精確入庫尤為重要，這是實現地下管線規劃管理精細化的前提和基礎。管線規劃審批、工程許可、跟蹤測量所產生的數據是管線規劃管理過程當中的數據，均會被利用于后續管理環節，因此必須對這些數據的入庫時效性提出一定的要求，以滿足規劃管理需要。
圖4-6 成果數據入庫流程示意圖
為了保證數據建庫成果的質量，需要在數據入庫前完成嚴格的數據質量檢查[5]。開發的電子報件成果預檢工具能對成果項目信息完整性、成果數據圖層組織和命名正確性、成果屬性字段輸入完整性、成果屬性值正確性與規范性逐一進行檢查，并自動輸出檢查結果，保證了數據入庫的準確性與及時性。還一定要有嚴格的高精準的數據成果入庫管理流程，特別是規劃審批、工程許可階段的數據需要確保文本與電子數據準確一致，在入庫前需要進行校對審核。具體流程如圖4-6所示。
研發服務規劃管理全生命周期的技術系統
完善的管理機制需要完整的基礎數據和完美的技術系統才能落到實處。上海市測繪院探索研發了基于GIS技術的地下管線全生命周期規劃管理信息系統。系統的主要功能包括：
1
基礎地理信息瀏覽
圖5-1政務底圖上瀏覽管線
圖5-2航空影像底圖上瀏覽管線
提供政務地圖、航空影像或者綜合地形圖，用戶可以自主選擇基礎地理信息圖瀏覽二維管線，并具有地理查詢、定位、平移、放大、縮小、縮略圖等基礎功能。如圖5-1、圖5-2所示。
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基于地圖切片技術的快速瀏覽
地圖切片技術將常用的地圖預存在服務器端，不需要對用戶的請求進行實時計算和繪圖[5]，能夠快速完成海量數據的瀏覽查詢，大大改善了地圖的拖動、縮放以及不同比例尺下的快速瀏覽，凸顯出在地圖的顯示方面具有速度的優越性。
3
三維管線場景瀏覽
包括以任意角度、以任意方式瀏覽三維管線，并結合地表建筑與地下空間結構進行瀏覽，形象地展現地下管線的復雜分布和相應的空間關系。如圖5-3所示。
圖5-3 三維管線場景瀏覽
4
查詢、量測、分析功能
查詢方式主要包括快速查詢、空間查詢和關鍵字查詢，三種查詢方式產生的查詢結果均能進行統計，最終生成統計圖表。量測功能主要包括距離量測、面積量測和管間距離等。分析功能則從多方面為城市地下管線管理部門提供管線空間信息和屬性信息，為城市規劃和建設提供決策依據。譬如模擬開挖分析能根據用戶定義的開挖區域和深度瀏覽開挖部分的地下管道，并自動計算施工開挖量，盡可能減少和避免施工開挖過程中產生地下管線安全隱患。縱橫截面分析能將各類地下管線的顏色分類后，按照指定的顏色繪制地下管線截面。
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比對功能
通過調整圖層透明度或打開圖層卷簾開關，結合系統自帶的量測工具，可以比對相關管線的空間位置偏差。用戶還能將需要放入系統中比對的臨時文件拖拽入指定窗口，系統會自動讀取文件內容，并將文件內容繪制在圖上，實現與入庫數據的直觀比對。
結論
在大數據時代，數據的共享度直接決定了數據的價值。上海提出建立地下管線全生命周期規劃管理機制，將規劃審批、工程許可、規劃核查和運行維護等各個階段作為一個整體進行考慮，研究每個階段的工作流程、成果形式及與上下游之間的關系，確保機制銜接順暢、數據流轉高效，將地下管線規劃管理真正邁入大數據時代，用完善的管理機制沉淀數據，用完整的基礎數據服務規劃管理，再用完美的技術系統在大數據和管理機制之間架起一座橋梁，實現了兩者的有機融合。這些數據不僅“為我所用”，還能為城市安全、應急處置、行業管理、管線運維等領域提供扎實全面的數據服務，是上海在地下管線規劃管理創新上的新作為。
圖4-1 專項規劃和控詳規劃審批流程圖圖4-2 新建道路管線綜合規劃審批流程圖圖4-3 工程許可審批流程圖4-4 規劃核查基本流程圖圖4-5 規劃核查試點流程圖圖4-6 成果數據入庫流程示意圖圖5-1政務底圖上瀏覽管線圖5-2航空影像底圖上瀏覽管線圖5-3 三維管線場景瀏覽更多相關信息 還可關注中鐵城際公眾號矩陣 掃一掃下方二維碼即可關注
