考验城市之“根”（1）

　　【赛迪网讯】城市生命线“呼救”

　　2006年1月3日凌晨2点左右，北京市东三环京广桥附近一条污水管线断裂，造成京广桥附近路面塌陷，桥身下沉1.09毫米。

　　2005年07月30日， 汉口新华下路一建筑工地发生基坑滑坡事故，造成工地旁一条道路塌陷，出现约20米长的裂缝，部分地下管线移位。

　　2005年4月6日，104国道温州市瑞安罗凤段拓宽工程指挥部施工人员在设立电力变压器而进行挖掘时，将国家一级电路掘断，造成了沪惠一级通信光缆通信中断半个小时，造成损失将近一千万元。

　　这一系列城市地下管线事故，为城市地下管线管理敲响了警钟。如何规避事故的发生已经迫在眉睫。统计数字显示，全国每年因施工发生的地下管线事故造成的直接经济损失约50亿元，间接经济损失约400亿元。

　　在2006年1月15日的北京市人代会上，市长王岐山谈起前不久的京广桥附近路面塌陷，感叹—“城市很脆弱呀！”

　　脆弱的生命线

　　“地下管线出了事故，我们这套系统可以很快进行现场定位，并还能了解事故地点地下所有管线的情况。”北京强网政通信息技术有限公司总经理陈志平对着“北京城市地下管线综合管理信息系统”向记者解释。这套系统是他们公司从2004年9月开始为北京市政管委会专门开发的地下管线综合管理系统。

　　陈志平介绍说，事故发生后，系统不但能够对事故发生地点进行准确地定位，而且能够通过接入视频信息，远程监控现场的工作状态。

　　“地下管线的事故可以预测吗？”面对记者的疑问，陈志平表示，人为因素造成的破坏自然难以避免。 但系统自身有隐患管理功能，如果数据确凿，系统能够通过统计分析告知操作人员哪些地区的地下管线可能存在问题。

　　“地下管线的数据涉及到12个权属单位”，北京强网政通信息技术有限公司总经理陈志平说，提供数据的权属单位信息化情况各不相同，有的甚至还是以图纸形式保存。这些数据成为这套系统的基础，强网公司通过应用中间件技术，将各权属单位的现有数据实时抓取到北京市政管委系统中，并保证在各权属单位的业务进行中，数据能够实时得到更新。

　　据资料显示，自1949年解放以来，北京市政地下管线建设已有五十多个年头。近20年来，北京市城市地下管线增加了将近10倍，现在已经达到了36000多公里。

　　北京市从解放初期的市政地下管线只有少量的自来水、污水，发展到现有上水、下水、中水、电话、电力、路灯、光缆、通讯、信号、煤气、天然气、热力网等。

　　由于各个单位地下各种管线的陈旧、事故、新建、改建、维护等建设项目自行建设，经常出现挖坏电缆、光缆，影响百姓生活的事。

　　市自来水集团客户服务部经理助理李嘉铭日前接受电视媒体采访时说，截止到去年11月底，全市一共发生了77起由于市政施工不当而造成的水管爆裂事故（平均每5天一起），其中损失水量在数百吨以上的重大事故有13起。

　　信息系统的可靠性，有赖于数据的准确。但据专家说，对北京市整个五环以内的地下管线进行全面探测，大约需要10亿元人民币。这笔钱由谁来出，不是一个简单的问题。市政管委是地下管线的管理单位，但对各地下管线的所属单位并无行政权，更多是协调管理。在地下管线的建设审批中，也并不归市政管委来负责。为了建设“北京城市地下管线综合管理信息系统”，北京市政管委向各权属单位要求得到管线数据，也是经过北京市委书记会议上讨论通过才得以完成。

　　地下管廊的“一揽子方案”

　　“综合管廊是解决地下管线问题的发展方向。” 解放军理工大学地下空间中心主任，中国地下工程与地下空间学会常务理事、秘书长陈志龙教授认为，通过在地下空间建设综合管廊，能够把所有的地下管线集中到一个空间里面。这样，不仅能够提高地下管线的应用效率，而且检修方便。

　　城市地下管道综合管廊，在日本称之为“共同沟”，英文名称为“utility tunnel”，是指将设置在地面、地下或架空的各类公用管线集中容纳于一体，并留有供检修人员行走通道的隧道结构。在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯、燃气、给排水等各种管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、设计、建设和管理，彻底改变以往各个管道各自建设、各自管理的零乱局面。

　　地下管道综合管廊不仅消除了通讯、电力等系统在城市上空布下的“蛛网”以及地面上的电线杆、高压塔等，而且由于不接触土壤和地下水，避免了酸碱物质的腐蚀，延长了管线的使用寿命。

　　“在中关村西区地下综合管廊项目里， 消防、安防、门禁、道路等信息系统，这些我们都已经用技术解决了，”北京玛斯特自控工程有限公司项目经理倪建农介绍。倪建农是中关村软件园软件广场及中关村西区地下空间开发智能化系统的项目负责人。玛斯特公司在2003年拿下了这个项目的总包合同。

　　中关村西区的公共设施地下分三层，总建筑面积四十余万平米，分为综合环廊部分和空间开发部分。其中综合环廊地下一层为车道，构成西区的交通大动脉；二层为物业用房；三层为水、电、气、通信等能源信息管廊，为各地块建筑物开发提供了良好的市政支持。

　　地下管廊工程是中关村西区公共区域的重要组成部分，有大量的综合管线，交通通道和各类配套设施。其智能化建设包括楼宇管理系统、安全防范系统以及在此基础之上，利用计算机控制和网络技术实现与消防报警系统、机房系统、机房设备监控系统、地下交通管理系统的集成管理系统。

　　由于位于地下，对智能化管理也提出了一些新的挑战。“首先是防潮，”倪建农经理说，夏季，地下潮湿很厉害。而电机设备，要考虑绝缘问题。在中关村西区项目中，他们采用的线头部分都要考虑防火和防潮问题。

　　“在中关村西区项目中，最难解决的问题就是网络线超长的问题。”倪建农说。网络系统本来最好是放置在中间区域，这样能够和周边地区距离相等。但是，由于设备是环接的，不可能做成放射形的。这样，只能把网络设备立在管廊的某一个位置。

　　而为了解决网络线超长，倪建农说，主要通过数模转化和光纤技术来解决这个问题。

　　数模转换，简单来说，就是把模拟信号转化为数字信号传输。信号到了接收这一端，再修正放大，转化成模拟信号。这种方式主要应用在视频信号上，造价低但效果不太好。

　　光纤就是采用光电转换这种方式，首先把电信号转换成光信号，然后再解成电信号。

　　据悉，中关村西区的地下综合管廊，不仅是对地下管线进行综合管理的尝试，而且将有望解开中关村交通拥堵这一死结。

　　“在欧美日等发达国家，城市地下管线建设都是这样进行的。”陈志龙教授认为，这也将是我国未来城市地下管线建设的新思路。

　　技术问题撞上“制度墙”

　　“相对于技术而言，管理是最难的。”陈志龙教授认为，我国市政建设方面的条块分割，为地下管线的综合管理设置了更大的障碍。

　　陈志龙教授表示，有人认为推广地下管廊的障碍是造价高，这并不符合事实。如果单从建一个电缆沟还是地下综合管廊来看，电缆沟肯定是便宜。但从综合成本来看就不尽然。

　　“比如说，武汉王家墩中央商务区，他们现在就明确要搞市政地下综合管线。”陈志龙教授介绍，商务区开发公司起初也觉得成本高，不太乐意。

　　后来，他们算了笔经济账。如果地下管线让电力公司来建，商务区内用电的定额价格比一般市政用电要高两三倍。这还没有算上水、热、通讯等各项地下管线。而如果自己建，由于实现了地下管线的综合管理，可以把其他管线的成本都算进去，成本就降下来了。同时，这还能提升整个商务区的供给能力和档次。最终，商务开发区开发公司决定自己来建。

　　而即便是武汉王家墩开发区，尽管解决了谁来建地下管廊问题，而究竟将来是谁来管理里也尚待市政府最后批准。

　　2002年北京市石景山区就完成了全区的地下管线状况探测，并上马地下管线信息管理系统。在2003年，他们曾计划在石景山区大型市政建设都走地下管廊。但最终没有成功。

　　“有些单位人家不理你，我不用你管，自己施工，不参加这个地下管廊计划。”北京市石景山区信息化工作办公室主任富大鹏说。

　　早在2005年就已完工的中关村西区地下管廊，据媒体报道，因为“开通后将面临的一系列管理问题还没有得到解决，”也一直没有开通。当记者向开中关村西区开发商咨询相关事宜时，得到的答复时，“现在不便做出解释。”

　　压力下的制度选择

　　据了解，北京城区范围内目前在已排查的水电气热管线中有500多公里老旧管线、178公里的被腐蚀管线。到2007年，这些问题管线将全部完成改造。

　　2005年3月，北京市地下管线抢修指挥部成立，地下管线的管理、抢修已开始规范化，管线事故也将分为一般、较大和重大几个层次启动内容不同的应急预案。在京广桥事故中，指挥部用电视、广播、短信、报纸等各种渠道，以最快的速度告知市民，为及时处理塌方创造了有利的条件。

　　另据媒体报道，在2006年1月15日的北京市人代会上，北京市市长王岐山透露，京广桥事件后，市政府已经请有关专家评估整个CBD地区、中关村西区和海淀北部新区的地质状况，争取先实现这些新建城区地下管线的数字化管理。同时，有关部门将抓紧时间对北京市地下管网系统进行摸底调查，及时发现问题并及时解决。

　　《关于北京市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要的报告》在2006年任务中专门提到：以地下管网为重点，认真排查和消除安全隐患，加强政府监管，落实法人主体责任，有效防止重特大事故发生。

　　“我修好的路，你要破路重修的话，我要收你的费用。” 富大鹏认为，只有通过制度的方式，将这些社会外部成本转嫁到这些地下管线企业身上，大家才会有参与政府地下综合管廊规划的积极性。

　　一个城市的第二座城池

　　城市人口的不断膨胀，使得人们开始发展地下空间。仅以上海市为例，其人口密度已经高达每平方公里两万人以上。这个城市的正常运转，一方面要依托地上看得见的相关设施和科学管理，另一方面，也离不开密密麻麻的地下管网设施。

　　专家介绍，根据国外经验，当人均GDP达到3000美元以后，常会出现开发地下空间的高峰，一是因为城市地面价格上涨促使人们将目光投向地下空间的利用；二是这时开发利用地下空间的技术条件已经具备。

　　地下空间信息能否“一网打尽”？

　　如何将分散的地下空间的信息搜集起来，运用到城市管理中？地下空间信息基础平台可以做到这一点。具体而言，这一平台可以把水文地质、钻孔记录、静力触探、地下管线、地下构筑物、地下水资源等城市地下空间信息资料一一搜集起来，并综合运用地球物理勘测、土木工程、计算机图形学和现代信息技术等学科的最新成果，对这些基础数据资源实现传统技术和人工无法做到的梳理和整合，在此基础上开发针对地下空间开发利用的应用。

　　可见，对地下空间现状信息的了如指掌，并在此基础上进行科学规划、合理建设，强化管理，能有效提高地下空间资源的利用，减少各类相关事故的发生，使城市地下空间的开发、利用、建设、环境保护以及地下空间的灾害预测与控制等水平提高到一个崭新的层次。

　　但现实并不乐观。地下空间不是直观可见的，地下空间的开发利用不仅难度大、投资大、并且一旦开发后就不易改变。这些特点，使得对地下空间的开发必须采取慎重态度，对地下空间的管理必须用有序和有效的手段。了解、掌握地下空间状况，进行地下空间基本状况的信息化就成了必要的基础条件和基本前提。

　　为避免地下空间开发和

　　地下空间信息是本“糊涂账”？

　　地下空间科学管理的意义似乎不用多谈。例如，对城市大范围问题的研究与处理，如地表的沉降、地下水资源、地下环境的保护、治理与利用，有助于各级政府和相关专业管理部门对于地下设施的使用管理，在地下空间设施遭遇意外事故时，及时做出正确的抉择，将损失减少到最小。全面、准确的地下空间设施和地质地层状况信息，可以提高政府有关部门在遇到各种涉及到地下空间的突发事件时，调度指挥和掌控全局的能力。

　　但城市管理者是否对地下空间了如指掌呢？人们还难以对这一问题给一个十分肯定的答案。

　　仍以上海为例，上海现有数以千计的高层建筑，与之相应的有相近数量的地下构筑物，中心城区还有地下防护、交通；娱乐等工程，绿地广场下的观光、服务、商业、地下交通干道等公共设施等。

　　但是，这些建筑的建设、管理和应用基本上都是自身封闭隔离，没有预留连通口，也没有统一的标高控制，难以连片、连网，发挥整体综合效应。原因之一就是缺乏地下空间整体性的综合发展利用规划，更缺乏作为综合发展规划依据的地下空间资源利用现状的基础信息。

　　特别是城市轨道交通建设，尤其是地铁的建设，迫切需要地下空间现有设施的现状和分布信息以及不同区域地质自然条件和相关的其他基础数据。不仅规划，即使已开始建设和使用的地铁，其建设和日常维护过程中的工程进度与质量监控，也迫切需要参照相关基础信息来解决地上、地下各种可能出现的矛盾与问题。尽可能避免由于信息的缺失或不准确，引发建设过程中对其他地下设施的损坏事故而造成巨大的经济损失。

　　地下空间信息，共享是个难题

　　专家指出，这些地下空间信息不是没有，而是散布于不同的部门。根据有关资料统计，在上海市地下设施中占据重要地位的各类管线中，仅市政管线长度已达到数万多公里(其中包括自来水管道、燃气管道、雨水管道、污水管道、通信管道等等)，这些管道或管线在地下是如何分布及埋深、各自的建设和养护情况、使用的材质、运行的状态、相互之间的关系等基础信息，是各行业、企业运行和维护城市基础设施、处置突发事件的主要依据。

　　目前对地下管线基础信息的掌握，大多以基础图纸和资料为主，并保存在各自的档案室或资料室，入库资料主要依据原有的资料图纸，未能进行实际的核实。在已开发的地下管线信息系统，相互间也是独立无关的。

　　要建成先进的基础设施体系、要提高基础设施的运行效率、要科学合理地进行管线养护，需要的是可以全面、系统、准确地反映地下管线分布现状、运行状态、各类管线间的相关关系的基本信息，以及经整合后能综合显示这些基本信息的地下综合管线信息系统，以满足各种机构、各种应用、各种事件处置的要求。

　　此外，除了地下管线，地下还有许多公共服务设施和涉及一定规模人数的公共活动空间，如地铁(包括地铁车站)，位于地下的商场、车库、娱乐场所、民防设施等。一旦发生紧急事件，需要有完整的资料信息来引导采取相应的疏散、保护和救援等应急措施。

　　但如果没有一个统一的、整合的信息平台，信息共享就是一个难解的题。

　　内蒙古呼和浩特市的地下管网信息化

　　城市地下管网是城市的重要基础设施，是城市赖以生存和发展的物质基础。

　　城市地下管网传统管理方式急需解决以下难题

　　1、城市地下管网资料以图纸、图表等纸介质记录保存和管理，资料不全、查询不便、更新速度慢，造成信息与现状不符，严重影响城市建设中规划、管理、施工和服务的质量和水平，在建设施工中，经常发生挖断或损坏地下管线的严重事故，经济损失严重。

　　2、地下管网信息分类存放，很难以直观的形式表达管网的综合状况，这同样不能满足规划、管理和施工的需求，造成大量的施工事故和经济损失。

　　3、难以甚至无法对现有的信息进行深层次的综合统计和分析，不能给城市建设的决策部门提供全面的决策信息。

　　呼和浩特市综合管网管理信息系统对城市各类管线的综合可视化管理主要包括：

　　1、及时、准确的地下管线信息的查询和信息服务；

　　2、方便、实用的辅助管理、分析与决策手段；

　　3、简单直观的操作界面和可视化管理；

　　4、分布的、可维护的、可扩展的开放性体系结构。

　　该系统提高了地下管网管理的工作效率、经济效益、管理水平和服务质量。一方面，各专业管线的管理公司可以对自己管辖的管线进行归档整理、更新、维护；另一方面，建委(建设局）及相关部门可对全部管线信息进行宏观管理，同时管理和分析各种管线，为规划、建设等提供服务。

　　城市综合管网管理信息系统已经成功地在呼和浩特市得到应用。

　　（MapInfo公司提供）

　　专家观点

　　信息化让地下迷宫“说话”

　　随着城市规模的不断扩大、地面交通流量的大幅增加、公共突发事件的增多，不少城市面临土地紧张、交通拥堵、安全问题突出等影响城市持续发展的难题。实践证明，通过城市地下空间的有序开发，走“地表地下一体化”的城市化道路，是解决上述问题的有效途径。

　　城市地下空间包括地层、地下水资源、人工地下空间设施等几个方面。城市地下空间设施建设要考虑该地区地质构造、地球物理与化学特性、地下水资源等情况。因此，要进行城市地下空间开发利用，开展城市地质调查是一项基础性工作。

　　信息化是进行城市地质调查的强有力手段。加拿大地质调查局早在20世纪70年代就开发了城市地质自动化系统(GAIS)，并在渥太华、温哥华、圣约翰和多伦多等市投人使用，取得了很好的效果。20世纪90年代初期，英国地质调查局启动了“伦敦计算机化地下与地表项目（LOCUS）”，以利用地理信息系统（GIS）生产用于土地利用规划、土木工程建设以及解决地质和环境问题的各种主题图件。LOCUS项目在很大程度上反映了发达国家城市地质工作的基本趋势。

　　香港从1991年起就一直在开发地学数据库(GSDB)，对辖区的地质、地球物理和地球化学数据进行储存、管理和查询。近年来，城市地质调查已经得到

　　城市地下空间设施类型繁多，包括地下商场、地下娱乐场所、地下停车场、地下仓库、地铁、隧道、地下人防工程、高层建筑的地基、地下管网等。此外，城市地下空间设施还具有数量多、分布广、形态错综复杂等特点。例如，上海市政管线总长度达4万多公里，勘探孔总量在20万个左右。

　　要管理如此庞大的城市地下空间，传统手工方式难以胜任，并存在很多不足之处。例如，城市地下资产有关图纸特别多，而且分散在各个部门，如果采用手工查询方式，到资料室或档案馆翻找，工作效率必然是很低的，规划建设部门无法快速了解本市地下空间的开发利用现状。又如，一旦遇到突发事件（如火灾），现场有关地下空间信息无法及时获取，必然给应急工作带来诸多不便。在应急过程中，时间就是生命，时间就是金钱。如果应急处置效率低，就可能使本可以挽回的生命无法挽回，本可以减少的经济损失无法减少。此外，在我国城市建设过程中，因地质、地下管网、地下建筑物等地下空间信息难以查找而造成地下工程预算大幅超标，工程施工中出现塌方、地下管线断裂等事故屡见不鲜。

　　为此，建议利用信息化手段来提高对城市地下空间的管理能力，一方面要及时收集、整理现有城市地下空间信息（包括纸质的和电子的），对纸质资料进行数字化，加快城市地下空间数据库建设。另一方面，要建立基于GIS的城市地下空间信息平台及其管理系统，制定相应的法律法规，整合分散在城市各主管部门及有关企事业单位的地下空间信息资源，为城市地下空间统一规划和开发利用服务。

　　总之，城市地下空间信息化是城市信息化的重要内容，是城市地表信息化向地下的延伸。有关主管领导要意识到信息化手段对于科学、合理地进行城市地下空间开发利用的重要性。广大IT厂商要抓住城市地下空间开发利用逐渐升温的有利时机，开发出经济实用的城市地下空间信息化产品和解决方案。(n101)

　　作者：王占波