地下管网智慧管理平台（城市生命线）建设方案（第二章）

2 现状分析

2.1 现状分析

外管网系统由供冷（低温供能）、供暖、给排水和供配电等部分构成，在2017年已完成相关普查勘测，并积累了一定的数据基础。然而随着时光的推移，在已有的地下管线中可能存在变化情况未被充分核实更新的现象。目前在地下管线数据方面尚缺乏有效的二三维可视化查询与分析手段，难以全面掌握地下管线运行状况的同时，在施工管理方面也未能建立全流程信息化管理机制这些因素都给地下管线的运营工作带来了诸多不便并制约了智慧管网及智慧园区的持续发展

2.2 需求分析

2.2.1 业务需求

地下管网智慧管理平台的业务需求主要包含管网规划、建设、运营、维护以及应急响应与安全管理等方面的具体实施。

1. 规划与设计

平台需配备信息化辅助工具，并协助完成新管网规划工作内容包括线路规划、材料选定、承载能力规划以及场地分析等环节以保证管网布局合理且科学同时确保所有设计方案数据全面且具有可追溯性

2. 建设管理

平台应收集地下管网的施工计划、审批流程以及当前状态的数据，并通过可视化手段进行展示与管理。为了保证工程进度不受干扰，在整个项目实施过程中必须严格把控各个环节的关键节点。项目负责人能够方便地监督并检查施工现场的质量状况，在线监控系统能够实时反馈各项参数数据。同时我们必须保证所建管网系统完全符合设计标准及相关规范要求

3. 维护管理

平台应建立统一管理系统来规范工单记录流程，并配备便捷直观的可视化操作界面。该系统将协助运维团队显著提升工作效率。通过分析运行数据及历史记录信息，各科室可科学制定预防性维护计划以降低设备故障率。

4. 应急管理

当出现故障时

‌5. 安全风险防范

地下管网作为城市的关键基础设施，在其安全性方面发挥着不可替代的作用。平台通过技术手段与管理手段的深度融合，在解决传统管网管理模式中运行效率低、安全隐患显著、维护难度大的问题方面取得了显著成效。通过强化安全管理措施与维护机制的有效结合，在确保管网安全稳定运行的同时实现了 city infrastructure management 的高效可靠运营

2.2.2 数据需求

1. 数据更新及补测

本项目旨在全面更新地下管网相关数据，并将这一目标定位为基于2017年地下管线普查勘测数据开展的系统性工作阶段。通过在此基础上进行的数据更新与补充测绘工作，并最终绘制一张园区 underground piping 平面图。

本项目计划全面完成超大口径楼、回收着陆楼等相关区域的外业测量工作，并对现有地下管线数据进行了系统性核实与更新优化。

2. ‌历史数据管理

基于历史背景，在地下管网数据中存在命名格式不统一、标识不够明确等问题。这些问题可能造成管理上的不便。为此，地下管线智慧管理平台应依据既定的数据规范对这些历史数据进行规范化处理，并确保处理后的数据既一致又准确。

3. 管网三维建模

借助专业的建模软件, 我们通过构建实体化的三维结构, 将地下管网及其附属构造物形象化地呈现出来, 形成相应的三维模型.随后, 我们将管井的纹理信息按照特定方式投射到模型表面, 使得模拟的管网形态贴近真实场景的情境.最终生成一系列切面化的三维图像数据集合, 在网页端实现快速加载并呈现.

2.2.3 功能需求

地下管网智慧管理平台基于地下管网数据等基础数据内容，并融合实际应用需求，在此基础上构建成为一个综合管理平台。该平台为管网业务提供全面的支持与服务，在其内部包含四个主要功能模块：管网可视化操作功能模块、管网数据维护功能模块、管网会签审批功能模块以及管网移动应用功能模块。这些模块分别提供了位置信息可视化展示、数据统计分析、故障定位与记录管理等功能，并且还具备地图操作、属性维护等功能，并支持管线会签管理和数据分析等核心业务流程的运行。该系统旨在为各类管网规划、建设和改造提供科学依据，并提升管网运行的安全性和稳定性

1. 管网可视化子系统

（1）管网GIS一张图

借助一张图表的形式展示园区底图、管网矢量数据以及重要数据统计指标的可视化呈现过程

（2）二三维一体化服务

该系统能够支持二维与三维场景之间的联动展示与浏览功能，并通过技术手段能够实现空间实体数据源的二维与三维一体化呈现

（3）地图操作

支持常见的地图操作功能涵盖缩放功能中的放大和缩小两种方式以及分层操作等基本功能

（4）空间分析

包括横向断面调查、纵向断面研究、上游水文评估、下游水文调查、水流方向研究、水流连通性调查、输水管道破裂风险评估以及开挖影响评估等各项水文要素的系统性分项研究

（5）红线审核

该系统拥有辅助部门进行规划审核的功能，并能自动识别出与红线区域存在的冲突问题，并识别出穿入红线范围内的各种设施。

（6）数据标注

为用户提供管网地图场景下的数据标注服务，涵盖标高等注记（如管径注记、埋深标记、坐标注记和距离标定）。

2. 管网数据维护子系统

（1）数据查询

支持编号化数据检索

（2）数据统计

涵盖管线长度统计数量与各类阀门个数的统计分析功能等多方面指标的详细数据整理工作，并提供井盖数量及分布特征分析等基础数据管理服务；同时支持对所有管径分段情况的数据展示与特征分析，并能实现对不同管径区间内各类管道的具体信息检索；针对埋深分布特征的数据分析服务也包含在内；此外系统还能够对不同材质类型的管道进行分类管理与性能评估，并提供各类附属设施的配置数据信息；系统具备强大的空间数据分析能力，在任意给定区域内都能完成多种类型管道的空间分布特征分析

（3）数据入库

该系统主要具备获取管线信息的基本能力，并能完成对原始数据的验证及原始数据输入操作等核心功能。作为该系统的入口单元，在此平台中可实现对相关参数的实时监控与配置管理

（4）管网维修记录管理

基于现有的管线维护需求，在系统中建立了包含所有维修记录的数据索引，并支持根据年度筛选出有过维修记录的管道，并按年度展示多层数据

（5）管网属性维护

针对已完成服务并已入库的管线, 系统允许用户对相关属性数据进行修改和调整, 例如管径、材质等参数, 以便于用户进一步核实和修正相关数据

（6）扩展开发

提供给专业人士基于管网空间信息服务的API接口作为辅助工具，并且能够协助开发WEBGIS应用程序。具体包括目录相关服务、地理信息图层支持、数据统计功能以及管道分析模块等多种功能。

3. 管网会签审批子系统

（1）计划管理

建立一套常见的管线施工计划备案管理系统，并涵盖以下内容：包括计划分类标准（如分为常规项目和特别项目）、表单下载流程（提供标准化模板）、施工区域选择规范（确保合规性）、以及计划审核程序（确保准确性）。

（2）会签审批

具备实施条件的管线施工申请，在项目实施前会对施工内容的合理性和合规性进行评估，并由相关部门负责处理施工申请的受理和审核工作以核查是否存在潜在问题。

（3）信息发布

为了更好地掌握管线会签业务的最新动态信息，并非仅限于施工计划安排和会签流程操作步骤的详细内容，在线进行公开公示及信息发布工作能够有效提升相关部门的工作效率与透明度。

（4）综合管理

具备施工审批事项管理能力的系统将能够实现上述功能

4. 管网移动应用子系统

（1）管网GIS一张图

在移动端展示图形化的方式将园区底图作为基础底层，并整合管网矢量数据作为网络连接的基础以及关键数据统计信息实现图形化展示

（2）二三维一体化服务

在移动端上支持协同展示与查看功能的能力，并通过统一整合呈现的方式实现二三维空间实体数据源的关联性。

（3）地图操作

在移动端上支持地图功能的核心操作，并涵盖以下具体功能：包括缩放功能中的放大与缩小两种方式；同时提供图层切换、测量长度与面积等功能；此外还支持全图查看模式以及对象选择与清除功能；并包含详细的图例说明以帮助用户理解各类地图符号与标注信息等其他相关操作。

（4）数据查询

在移动端，通过输入关键条件或关键字，快速查询过滤出相应的管线。

（5）数据定位

在移动端，根据管线查询过滤的结果，通过点击实现相应数据的快速定位。

2.2.4 性能需求

1. 可靠性需求

日常处理地下管网相关业务时,必须保证持续运行24小时零 Star 的系统性服务支持,以确保系统的安全性与稳定性.并结合数据备份恢复机制、网络入侵检测系统以及防火墙等措施,共同构建起多层次、全方位的安全保障体系.通过定期维护工作提升系统的容错能力,从而有效规避因误操作或其他异常情况导致的服务中断.

2. 易用性需求

基于地下管网业务工作的需求，在技术和产品的应用层面需注重其成熟度；同时在产品选择上需兼顾适用性和实用性以确保技术性能达到平台建设的要求

3. 稳定性需求

正常情况下，平台超时错误率低于1%；

正常情况下，平台事务成功率高于99%；

4. 并发性需求

正常情况下，平台并发使用用户数量>500，在平台长时间运行下仍能顺畅访问。

5. 可维护性需求

各类维护操作需尽可能简洁明了，在进行时应尽量降低人工干预的工作强度，在进行平台维护时应尽力避免对现有平台运行状态的干扰

6. 响应速度需求

反应速度体现为软件平台在使用过程中反馈与反应快慢的程度。具体来说,响应速度要求通常涉及以下几个方面:首先是用户体验的及时反馈机制;其次是系统的快速响应能力;最后是数据处理的效率。

该平台能够迅速、及时地回应那些涉及数据量较小的操作；在常规操作时，则规定软件运行应无明显延迟或停滞。

为响应时间之外的请求显示进度条或图标等方法告知系统操作者需要等待的时间；

（3）平台应支持针对大数据量统计需求设计的数据库表结构，并确保在执行此类操作时，平台不会影响到实时业务处理的时间响应；

对网络流量予以预判，在受限于硬件能力限制的会话上限下，并在受限于硬件能力限制的会话上限下确保服务质量不受影响，并支持持续不断的高带宽在线访问量达到TB级规模。

​​​​​​​2.2.5 共享需求

制定平台信息交互的标准规范，并构建各子系统间的互联互通机制，在与智慧园区数字孪生系统之间实现统一的信息交互接口；优化数据传输路径以消除数据孤岛问题，并确保地下管网各类数据实现实时共享的目标。

通过统一的数据接口规范为智慧园区数字孪生系统提供管廊数据服务，在该系统的功能模块中呈现"智慧管廊"数字孪生界面，并采用驾驶舱形式搭建两侧导航栏来呈现核心数据信息

本项目的地下管网智慧管理平台基于现有的智慧园区数字孪生平台进行登录切换，并因此需要构建统一的登录接口以实现认证数据的有效传输。

2.2.6 安全需求

1. 平台安全需求

平台建设应当遵循国家相关的信息安全管理标准。在初期阶段应用安全框架及密钥管理技术，并且整合信息安全检测与防护措施。保障地下管网中的关键信息被纳入安全防护架构，并且实现前后台以及界面与程序的分离。以确保数据的安全性；能够保障关键数据的安全访问权；能够维持数据的一致性、完整性和有效性。并采取严格的用户认证措施；防止非授权人员利用系统资源；明确管理员的操作权限。

2. 网络安全需求

配置包括防火墙在内的安全功能如入侵检测系统与漏洞扫描等，并实现了内外网或内部网不同信任域间的隔离与访问控制。遵循既定的安全策略通过防火墙实现了对一些高层协议进行较为细致的访问控制。同时严格按照国家有关网络安全要求部署地下管网智慧管理平台于园区内网。

3. 数据安全需求

按照用户的等级来管理权限，在数据访问方面会严格控制

通过分析数据库的访问及操作方式以发现潜在漏洞并制定相应的防护策略例如对账户进行锁定设置禁止非管理员用户直接运行或调用管理员相关的功能或命令以及限定管理员用户的登录时间等

（3）对所有数据传输过程及其关键敏感信息存储环节都应实施严格的安全防护措施即对这些环节必须采取全面的安全防护策略。在实际操作中应当严格按照既定的安全标准对这些环节的数据进行严格的加密处理同时对于所有涉及的关键数据更改行为都应建立完善的日志管理制度确保在必要时能够快速追踪到相关的操作信息。

（4）将重要信息数据按照预设的分类标准进行存储位置划分，并配置专门的分类标签以实现针对不同安全级别的敏感数据管理措施。同时建立定期检查机制以有效防范潜在的欺诈行为发生，并防止遗漏任何重要数据记录。

为了保障数据共享的安全性考虑，针对重要敏感信息加密、通信过程中的关键信息加密以及数据库安全评估等安全事项进行系统建设，并制定基于PKI的访问权限管理与信息防护方案以满足功能需求。

（6）制定一套完整的数据库系统备份与恢复方案作为主要策略，并以防范用户操作失误以及介质故障导致的数据丢失为首要目标；通过提供高效的备份与快速复原能力确保系统的稳定运行；支持定时自动完成数据备份任务并配备手动复原功能；实现本地存储设备上对业务数据及数据库系统的完整保护；同时实现本地至异地容灾点的实时同步复原

4. 管理安全

仅凭依靠技术防护而不实施严格的安全管理措施，则难以确保网络系统的安全性。为了确保系统的稳定运行和数据安全性要求，在这方面平台有必要构建一个全面的安全管理系统。

​​​​​​​2.2.7 运维需求

1. 管网数据运维需求

管网数据运维更新工作主要包括管网数据库更新及平台管网数据更新。

（1）管网数据库更新

项目实施过程中，在现行国家标准为依据下，在分析管网特征的基础上编制《'智慧管网'系统管网普查技术规程》，可作为地下管网数据更新的依据使用。

项目完成后需配置一线性管道处理系统，并对指派的专业人员进行物探基础、测井技术及数据录入等知识讲解。在专业技术人员熟悉相关操作规范的基础上，默认安排一名技术员全程陪同，并重点讲解如何正确使用数据录入软件。以便协助指导施工队依据《"智慧管网"系统管网普查技术规程》规范完成测量工作，并将按照生产标准对现有数据库进行增量更新

（2）平台管网数据更新

平台管网数据更新主要包括二维管线更新及三维管线更新。

二维管线更新：智慧管网系统管理人员可通过竣工管线数据库自主操作上传功能来完成二维平面数据更新工作；该系统具备动态获取最新管线数据的能力

三维管线更新：由于立体模型必须借助专用工具生成并在切片处理后才能上传至智慧管网系统。因此，在进行立体管线更新时, 将采用乙方免费提供的竣工立体数据库进行生成处理, 并将结果上传至智慧管网系统进行后续管理的方式展开

2. 地下管网智慧管理平台运维需求

本项目的保修期长达一年，在售后服务方面，我们涵盖系统的日常维护工作以及专业的技术支持服务。

（1）项目建设完成后进行用户培训；

（2）系统平台的维护：监控系统的运行状态，并确保其正常运转；排查并解决系统可能出现的问题或故障；持续进行实际的维护操作；当遇到软硬件环境发生改变时，则根据情况调整相应的配置参数以适应新的条件；定期撰写维护周报作为记录工作进度的重要依据；针对项目中涉及的技术难点及关键环节提供专业的技术支持和操作指导，并协助相关人员掌握项目中涉及的各项技术和流程细节；定期修复存在于软件中的各种问题和缺陷，并优化提升相关性能指标；对部署在服务器端的各项应用实施版本升级管理流程

人力支持与维护服务：基于业务运营需求，在系统建设和业务应用等关键环节为客户提供人力资源支持，并提供专业咨询服务及技术支持。