前　言

　　地下管網(wǎng)象一根根神經(jīng)脈絡(luò)貫穿整個城市，與城市經(jīng)濟和人民生活息息相關(guān)。因此，其管理倍受各級政府部門重視。然而，由于管網(wǎng)具有縱橫交錯；結(jié)構(gòu)復(fù)雜；埋于地下具有不透明性；信息量及查詢量大；保存期長；要求不間斷地運行使用等特點，故僅靠圖紙、圖表等形式記錄保存管網(wǎng)資料，并在此基礎(chǔ)上進行的人工管理，已經(jīng)不能適應(yīng)規(guī)模日益擴大、經(jīng)濟社會活動日益加快的現(xiàn)代化城市發(fā)展的要求。用新的技術(shù)和方法管理地下管網(wǎng)信息代替落后的人工管理方式，已成為十分迫切的任務(wù)。

　　為查清已埋沒的燃?xì)夤芫W(wǎng)，建立《城市燃?xì)鈩討B(tài)管理信息系統(tǒng)》，以便于今后調(diào)度、維護、施工、搶險等工作的順利進行，需解決以下問題：

　　1.查清所有燃?xì)夤?jié)點坐標(biāo)、埋深、管頂高程、材質(zhì)、管徑、壁厚、防腐形式、燃?xì)夤?jié)點于路中心水平距離、竣工日期、施工單位等信息。（注：節(jié)點指燃?xì)夤艿郎掀瘘c出口點、止點、水平與垂直夾角小于160度的轉(zhuǎn)彎點、閥門、凝液缸、三通、四通、主支管連接點、與其它專業(yè)管線的交又點、法蘭盲板、兩種材質(zhì)的交接點等。）

　　2.利用最新探測成果，結(jié)合竣工圖紙資料，按照用戶要求的格式，錄入各種資料，建立燃?xì)夤芫W(wǎng)現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)庫。

　　3.在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，針對用戶實際需要建立燃?xì)夤芫W(wǎng)動態(tài)信息管理系統(tǒng)。

　　一、燃?xì)夤芫W(wǎng)的基本特征

　　燃?xì)夤芫W(wǎng)的基本特征是：小區(qū)中央氣站供應(yīng)管道液化氣，敷設(shè)中壓市政干管，通過庭院管與用戶連接。燃?xì)夤芫W(wǎng)一般都埋于地下1.5米以內(nèi)，個別地區(qū)埋沒較深。地下地質(zhì)情況大都是表層人工填土，主要由瀝青路面、水泥路面、碎石路基、黃褐色枯土組成。

　　埋于地下的市政管線，其類型可分為三種：

　　1.線性體：主要是電力電纜、通訊電線等；

　　2.金屬管材：主要是洪水管、鋼質(zhì)燃?xì)夤艿龋?/p>

　　3.非金屬管材：主要是污水管、雨水管、PVC燃?xì)夤艿取?/p>

　　前二種其電性特征表現(xiàn)為良導(dǎo)圓柱體，它于周圍覆蓋層存在明顯的電性差異，且表現(xiàn)為二維線性特征，常規(guī)的探測方法能較好的識別。而后一種類型外殼表現(xiàn)出高阻性質(zhì)，探測這類高阻管，常規(guī)的方法難以識別。另外一些干擾源對管線的探測精度也有很大影響，這些干擾主要來自：水泥路面的鋼筋網(wǎng)、路中及路邊的鐵柵欄、鐵質(zhì)的廣告牌、人行道旁的架空電力線、管線間的相互干擾、正在施工的電器、地表人工填土中的鐵質(zhì)雜物及來往穿梭的汽車等。由此可見，在這樣的復(fù)雜環(huán)境下進行管線探測，不但需要高性能的探測儀器，更需要有多種地球物理探測方法的相互結(jié)合。

　　二、使用的儀器設(shè)備及性能

　　1.探地雷達(dá)

　　探地雷達(dá)是一種非破壞性的反射波地面探測系統(tǒng)。波源為高頻電磁脈沖，對地表和地下無破壞作用�？梢栽诔鞘袃�(nèi)各種噪聲環(huán)境下工作，環(huán)境干擾較小，具有較滿意的探測深度及精度。對金屬及非金屬管線都能得到很好的探測結(jié)果。

　　2.地下管線探測儀地下管線探測儀是一種非破壞電磁波探測系統(tǒng)，有較好的抗干擾能力和一定的探測深度�，F(xiàn)場可實時長距離追蹤、定位，直觀顯示、輕便、靈活，效率較高。是野外施工最常用的儀器。針對野外管線的埋設(shè)情況，且兩類探測方法：感應(yīng)法、充電法。

　　3.智能型全站儀

　　智能型全站儀可以完成各種高精度測量作業(yè)、具有新型存儲卡、傾斜角補償功能、標(biāo)準(zhǔn)計算程序、電子數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

　　三、野外工作方法及原理

　　針對管線周圍的地球物理特征，并綜合考慮工作環(huán)境，應(yīng)采取多種綜合的地球物理探測方法。并須選擇使用最佳信號源，以減少目標(biāo)以外的干擾，提高精度。以下是方法與技術(shù)的具體應(yīng)用。

　　1.金屬管線的探測

　　對燃?xì)馐姓�管網(wǎng)和部分庭院管網(wǎng)，由于是鋼質(zhì)，導(dǎo)電性好，便于管線儀探測。在此類型管線探測中，用感應(yīng)法或充電法。

　�。�1）并排管線的區(qū)分

　　在實際探測工作中，經(jīng)常能發(fā)現(xiàn)燃?xì)夤芘c其他市政管并排埋設(shè)，有的相距很近�，F(xiàn)場無直接接觸點時，采用感應(yīng)掃描的方法，首先大致確定被測管的位置，然后再用感應(yīng)零點法精確定位。野外實際探測方法是：將發(fā)射機放在目標(biāo)管上，離開發(fā)射機10米處，沿與管線垂直的方向進行探測，接收機用零值檔進行檢測信號，此時目標(biāo)管上的響應(yīng)值最小趨于零，而鄰近的非目標(biāo)管上的響應(yīng)值為最大。

　�。�2）管道與電纜的區(qū)分

　　用主動源（電力或通訊電纜輻射的電磁波）和被動源（儀器發(fā)出的一定值的電碰波）區(qū)分管道和電纜。接收機上有P、R二檔，P檔檢測電力電纜，R檔檢測通訊電纜，若有P或K的特征值響應(yīng)說明有電力或通訊電纜存在。

　�。�3）拐點

　　用接收機沿管線走向連續(xù)追蹤探測時，在拐點處，信號響應(yīng)會急劇減弱，此時記下信號下降的位置，將接收機靈敏度調(diào)高，以該點為圓心，2步為半徑做圓狀搜索，直到發(fā)現(xiàn)新的信號響應(yīng)，來確定管線新的走向。

　　（4）變坡點

　　躥線變坡點處，管線的深度值變化較大，接收機信號強弱變化也較大，此時，需加密觀測點，增加或降低靈敏度，逐個測出埋深，確定管線的變坡點位置。

　�。�5）交叉管線

　　用感應(yīng)法或充電法。將發(fā)射機放置在一管的上方或?qū)⑿盘栔苯铀腿牍芫�的露頭上，相距一定的距離進行探測，同樣的方法進行另一條管線的探測，確定其交叉點的位置和埋深。

　�。�6）三通和四通

　　用感應(yīng)法或充電法。沿管線走向垂直探測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)探測前方左側(cè)或右側(cè)有信號且影響直線探測時，記下干擾點的位置，作圓狀搜索，直到發(fā)現(xiàn)另一峰值點，若和直線上的信號強弱一樣，說明二管相通，此時，可判定該點就是三通或四通的接頭處。由于兩管間的相互干擾，其埋深的測定應(yīng)離開三通或四通點1米處進行測定。

　　2.非金屬管線的探測

　　對非金屬燃?xì)夤艿奶綔y，我們利用探地雷達(dá)采用剖面方式進行工作。根據(jù)地下燃?xì)夤艿拇笾伦呦虿贾脺y線，使測線方向近可能與所要探測的管線走向垂直。在探測過程中，為了減少側(cè)邊地表金屬物的干擾，必須使天線板與地面保持良好的接觸，以便天線與地下介質(zhì)良好的耦合。當(dāng)探地雷達(dá)發(fā)現(xiàn)管道時，接收其回波，將圖象在屏幕上顯示出來，通過判讀確定地下燃?xì)夤艿赖奈恢眉吧疃取?/p>

　　3.野外點位的測量

　　為了全面表達(dá)地下燃?xì)夤艿赖奶綔y結(jié)果和方便微機成圖，使用全站儀對管線節(jié)點、交叉點及相關(guān)要素進行解析法作業(yè)測量，并利用該儀器的優(yōu)勢，直接得到各有效點的坐標(biāo)和高程。

　　四、燃?xì)夤芫W(wǎng)的數(shù)據(jù)庫的建立

　　我們采用的是中國地質(zhì)大學(xué)與我公司聯(lián)合編寫的MAPGIS軟件，該軟件是我國第一個具有獨立的版權(quán)GIS系統(tǒng)，1997年獲國家科委GIS中心軟件測評第一名，并且是國家科委GIS中心向全國用戶推薦的唯一產(chǎn)品。

　　利用該軟件可以在野外工作結(jié)束后，即刻轉(zhuǎn)入室內(nèi)數(shù)據(jù)處理。一般由專人負(fù)責(zé)，將所探測和測量數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)系統(tǒng)復(fù)核無誤后，可進行燃?xì)獾目臻g檢索與數(shù)據(jù)分析，并打印出成果報告。

　　以下是該軟件的流程：

　　1.燃?xì)夤芫W(wǎng)信息輸入、儲存與處理

　�。�1）數(shù)據(jù)輸入：在系統(tǒng)中有批量輸入與逐點輸入兩種方式以適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)錄入環(huán)境。用鍵盤輸入地下燃?xì)夤芫W(wǎng)的探測和測量等屬性數(shù)據(jù)。

　�。�2）將數(shù)據(jù)上到電子底圖進行處理，并有人工智能化的全自動和人機交互二種失量化方式，形成點、線元數(shù)據(jù)，便于查找和修正錯誤。

　�。�3）對輸入節(jié)點坐標(biāo)數(shù)據(jù)進行平差處理，校正由于人工輸入數(shù)據(jù)造成的誤差。

　　2.燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

　　數(shù)據(jù)的分類編碼嚴(yán)格遵循現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)用戶的特色，特定適當(dāng)?shù)奶厥鈽?biāo)準(zhǔn)。建立起燃?xì)夤芄?jié)點數(shù)據(jù) 庫、燃?xì)夤艿琅c其它相關(guān)聯(lián)的專業(yè)管道數(shù)據(jù)庫。

　　3.燃?xì)夤芫W(wǎng)的數(shù)據(jù)編輯

　　系統(tǒng)對燃?xì)夤芫W(wǎng)的各種屬性及其屬性結(jié)構(gòu)進行查詢、修改、刪除、插入等管理與維護工作，實現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)全部數(shù)據(jù)的電腦化。

　　4.燃?xì)夤芫W(wǎng)的數(shù)據(jù)輸出

　　根據(jù)用戶的不同需求，可以將編輯好的數(shù)據(jù)或者圖紙從指定設(shè)備輸出。

　　5.燃?xì)夤芫W(wǎng)信息查詢與統(tǒng)計

　　該軟件具有對管網(wǎng)數(shù)據(jù)和屬性與統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行多種形式的查詢及統(tǒng)計的功能。即對管網(wǎng)數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)具有雙向查詢和修改的功能。

　　6.燃?xì)夤芫W(wǎng)信息分析

　�。�1）管網(wǎng)控制測量數(shù)據(jù)處理功能�？蓪�管線及其他城市測量有關(guān)的各種測量控制網(wǎng)（導(dǎo)線網(wǎng)、三角網(wǎng)、混合網(wǎng)）進行平差計算和對控制測量觀測及其成果數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)庫管理；

　　（2）信息提取，即從管網(wǎng)數(shù)據(jù)中提取用戶需要的信息；

　　（3）區(qū)域范圍內(nèi)管線走向分析及相交檢驗。

　　總之，該軟件是以空間信息為主體，將空間信息與統(tǒng)計信息有機地結(jié)合起來，利用GIS技術(shù)進行管理。

　　五、信息系統(tǒng)的功能開發(fā)系統(tǒng)建成后具有以下功能：

　　1.氣站、管網(wǎng)資料存儲、查詢、輸出功能；

　　2.報警搶修功能。能依據(jù)用戶電話報警所提供的事故地點、性質(zhì)、規(guī)模，并給出搶修車行車路線圖、搶修方案。

　　3.生產(chǎn)調(diào)度功能；

　　4.綜合信息查詢功能；

　　另外可以根據(jù)用戶的特殊需要增加、拓展其它新的功論

　　結(jié)束語

　　國家建設(shè)部已制定出《城市燃?xì)庑袠I(yè)2000年技術(shù)進步發(fā)展規(guī)劃》，未來十年我國燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)前景十分廣闊。實現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的現(xiàn)代化管理迫在眉捷。深圳市大升高科技工程有限公司與深圳市燃?xì)饧瘓F公司多年合作，在管線探測和計算機信息管理方面，積累了豐富經(jīng)驗。為此，我們愿意與各界同仁共同努力，力我國燃?xì)馐聵I(yè)的發(fā)展作出應(yīng)有貢獻。