城市地下输电系统

城市地下输电系统（共9篇）

城市地下输电系统 篇1

相较于常规电缆, 高温超导电缆具有尺寸小和传输容量大的优势, 可以在地下电缆工程改造中得到有效利用。而直接利用高温超导电缆进行常规电缆的替代, 也可以减少城市地下输电系统的建设成本, 从而使城市地下输电系统的建设工作得到更好的开展。

1 高温超导电缆的分类及特点

所谓的高温超导电缆, 其实就是使用高温超导材料制成的电力电缆, 是用于进行电流传输的导体。从结构角度来看, 高温超导电缆主要可以分成两类, 即WD热绝缘和CD冷绝缘。其中, WD高温超导电缆的内部含有密致金属网的皱纹不锈钢管和液氮冷却循环管道。在不锈钢管网套上, 包绕有高温超导带材。而导体外部有绝热管, 可以使导体与外部环境实现热绝缘。但是, WD高温超导电缆会与相邻电缆产生涡流损耗, 所以一般只被当成是中等传输容量输配电电缆。而CD高温超导电缆内部含有常规导体, 导体上包有高温超导带材。在导体表面, 还包绕着绝缘屏蔽和高温超导带屏蔽层, 并使用双层皱纹SUS不锈钢管实现导体的热绝缘。不同于WD高温超导电缆, CD高温超导电缆与相邻电缆之间的磁场几乎为零, 不会对相邻电缆产生磁场影响, 所以也不会产生涡流损耗, 可以在大传输容量的输配电网中使用[1]。

2 高温超导电缆在城市地下输电系统中的应用

2.1 应用需求

随着城市供电需求的逐渐增多, 人们对电能传输效率的要求也在逐渐提高。但就目前来看, 许多城市已有的地下输电电缆容量已经接近饱和, 还需要采取其他方式确保电能的输送。然而, 大城市的建筑较为密集, 采取高压架空输电线往往无法将电能高效的传输到负荷中心。 同时, 如果想要将巨大的电能 (1GV·A以上) 利用常规电缆传输到城市中, 就需要使用500k V的超高压电缆。但是就目前的实际情况来看, 国内的有关技术尚且不够成熟, 想要进行500k V的超高压电缆的研制还要投入大量的资金。而使用高温超导电缆, 可以将电缆额定电压降低至220k V以下, 所以能够轻松的实现巨大电能的传输目标[2]。同时, 在现有城市电缆沟容积不变的条件下, 利用高温超导电缆进行常规电缆的替换, 可以使输电容量提高3 到5 倍, 从而解决城市输电功率有限的问题。因此, 在城市供电负荷不断增加的情况下, 将产生应用高温超导电缆建设城市地下输电系统的需求。

2.2 应用条件

在建设城市地下输电系统时, 高温超导电缆的应用还需要满足一定的使用要求。一方面, 应用高温超导电缆的目的是提高城市输电效率, 所以需要确保电缆的损耗较低。而就目前来看, 高温超导电缆损耗主要来源于绝缘介质损耗、导体交流损耗和漏热损耗。在液氨温度下, 高温超导电缆的损耗还要包含制冷机在室温下移取电缆损耗所消耗的功率。而从原则上来看, 高温超导电缆的运行总损耗是接近常规电缆损耗的。但是, 高温超导电缆却能够进行更多电能的传输, 所以其能够满足城市地下输电系统对电缆的传输效率要求。另一方面, 目前国内地下输电电缆的敷设主要采取了排管敷设、电缆专用隧道敷设和直埋敷设这三种形式。就目前来看, 电缆排管内径最大可达300mm, 隧道敷设电缆外径一般为390mm。在600MVA传输容量的地下电缆输电系统中, 使用110k V WD高温超导电缆代替常导220k V XLPE电缆, 电缆外径仅为153mm, 所以直接能够采用排管敷设方式进行电缆的敷设。而在传输容量为952MVA的地下电缆输电系统中, 使用110k V的三芯CD高温超导电缆, 电缆外径将达到372mm, 可以使用专用隧道进行电缆的敷设[3]。因此, 在应用高温超导电缆时, 可以直接使用电缆隧道敷设和排管敷设方式, 不需要额外开展电缆敷设作业。

2.3 应用优势

就目前来看, 在大城市的地下交流电缆系统中, 高温超导电缆有可能会成为最先得到应用的电缆。因为, 大城市的地下管网繁多, 只能为电缆敷设提供有限的空间。而如果一味进行电缆敷设深度的提高, 将导致电缆敷设的费用大大增加, 并且给后期的电缆维护工作的开展带来诸多难题。但是, 如果使用高温超导电缆, 可以直接进行现有排管和电缆隧道的利用。因为, 高温超导电缆具有结构紧凑、传输容量大和尺寸较小的特点, 可以直接进行常规电缆的取代, 继而使城市供电负荷得到满足, 并节省电缆敷设和维护的费用[4]。此外, 常规电缆在运行的过程中会进行大量热量的释放, 所以需要在靠近地面的地方敷设, 并且远离煤气管、电信电缆和水管等设备, 以至于给电缆的安装带来了诸多不便。而使用CD高温超导电缆不会产生热量, 并且也不会产生磁场, 所以基本不会对其它地下设施产生干扰。同时, 高温超导电缆质量较轻, 安装也相对容易, 不会耗费过多的安装成本。因此, 在城市地下输电系统中, 高温超导电缆将获得较好的应用前景。

3 结束语

总而言之, 在城市地下输电线路通道和传输容量已经趋近饱和的情况下, 应用高温超导电缆可以较好的解决城市地下输电系统的改造建设难题。所以, 随着相关技术的发展, 高温超导电缆技术将成为提高城市电网输电能力的关键技术。而对高温超导电缆在城市地下输电系统中的应用问题展开的研究, 在促进城市电网发展方面将具有一定的意义。

摘要：随着城市供电负荷的逐渐增加, 城市地下输电系统的建设也需要得到进一步的完善。而使用高温超导电缆可以将巨大的电能输入至城市负荷中心, 从而缓解城市的供电紧张情况。因此, 本文在阐述高温超导电缆的分类及特点的基础上, 对高温超导电缆在城市地下输电系统中的应用问题展开了探讨, 以便为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：高温超导电缆,城市地下输电系统,应用

参考文献

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[3]夏芳敏, 郭慧, 林中山等.二代高温超导电缆在电网中的应用前景[J].电工材料, 2014, (4) :24-27.

[4]严陆光, 肖立业, 林良真等.大力发展高电压、长距离、大容量高温超导输电的建议[J].电工文摘, 2012, (6) :14-20.

城市地下输电系统 篇2

城市地下管线是城市的重要基础设施,传统单机模式的城市地下管线信息系统已经不能满足城市管理的需求,随着城市生活的日益复杂化,城市地下管线信息系统功能的改进势在必行.针对上述问题,以北京市为例,基于B/S架构,以ArcGIS Server和.Net为核心技术开发WebGIS,建立了网络化的地下管线信息系统.建成的北京数字市政地下管线信息系统在满足大众化和网络化需求的`同时,其采用ArcGIS Server技术开发WebGIS的方式,能够充分发挥ArcObjects强大的网络分析和空间分析功能,可为综合决策提供全面、准确的信息依据.

作 者：陈兴华 石金锋 丛日盛 CHEN Xing-hua SHI Jin-feng CONG Ri-sheng 作者单位：陈兴华,石金锋,CHEN Xing-hua,SHI Jin-feng(辽宁工程技术大学,测绘与地理科学学院,辽宁,阜新,123000)

丛日盛,CONG Ri-sheng(辽宁省化工地质勘察院,辽宁,锦州,121000)

城市交通问题与城市地下物流系统 篇3

随着现代经济的发展与城市化的推进,城市地域规模不断扩大、人口数量日趋庞大、经济联系更加密切。繁荣背后,诸多问题日益突出,其中城市交通问题更是让人体会深刻。改革开放以来,尤其是1992年以后,我国城市交通面貌发生了日新月异的变化:车变多了,路变宽了,人们出行的选择更多了。然而不可忽视的事实是,城市居民却遇到了前所未有的交通困难。

据专家预计,在未来几十年内,以小汽车为背景的城市交通问题将有一个大发展,并成为城市问题的第一号难题。如果不从政策、投资、建设、管理和规划上认真加以解决,必将影响城市的可持续发展,甚至危及城市的现代化进程。生活在现代城市的人们,在享受交通带来的便利时,对此严峻形势一定也会有十分深刻的感受。那么,现代城市交通究竟存在哪些问题呢?

首先,在城市交通自身发展、规划与布局上,存在一系列问题。○1城市交通流量增长迅速,道路设施的建设滞后;○2以小汽车为主的私人交通发展迅猛,公共交通发展缓慢;○3城市路网规划缺乏前瞻性,布局比较混乱,比如武汉市的轻轨建设,路线选择以及运营都存在较为严重的问题;○4城市道路枢纽建设的重视程度低,客货流的连接以及交通方式转换的能力较低;○5由于前面的诸多原因,也导致城市公共交通结构单一,混合交通秩序混乱,进而引发低效和安全事故等问题。

其次,城市交通带来许多“次生问题”。○1交通拥堵,不仅造成能源浪费,而且导致时间损失以及生产率的降低(乘客旅行时间的延滞与心情的影响);○2交通事故,车与车、人与车“争道”,交通事故早已不再是什么新闻;○3交通污染,城市居民暴露在废气与噪音里,与它们不得不发生“亲密接触”;○4由此引起的城市可持续发展问题,不仅仅关乎现代城市的形象,更给城市未来发展提出了挑战。

最后,在人、货分流的运输体制下,运输工具基本做到了“各行其是”。然而,道路规划与运营大多并未明显区分,导致客、货争道,更进一步加剧了城市交通问题。尽管许多城市作出了货运的管制规定,某种程度上减轻了交通拥堵状况,但同时不可避免地导致城市货运的受限与低效。

2 现代城市交通问题的解决新途径——城市地下物流系统

针对以上问题,国内外学者提出了许多建议,许多城市也实施了各自成功的方法,诸如城市路网的规划与布局、货物流通中心的设立、交通管理措施的改进、汽车排放技术的更新与排放水平的限定、快速公交系统(bus rapid transit)等。显然,这些措施会在现有基础上缓解城市交通问题,可是由于城市人口与地域的高集中化以及急剧膨胀,城市地表空间的利用率很快就会接近上限。尤其对于特大城市,城市交通在地表与空中之外,必须寻找“第三空间”,否则将会使其陷入困境之中。

地下交通由此受到学界与官方的青睐,地铁、管道,作为最常见的地下客、货流通方式,在过去的一百多年间得到了广泛的关注和长足的发展。而最近兴起的地下物流系统,则给城市交通的发展带来了新的视野和解决途径。美国、日本、英国、法国、德国、荷兰等发达国家,在地下物流系统的建设和发展上,给现代城市作出了成功的表率。

经验表明,城市地下物流系统相比传统运输方式相比,具有许多优点:充分利用地下空间,占地面积小,与地面交通互不干扰;更好地连接各种运输方式,也使城市与郊区货运联系更为便利;不受气候的影响,几乎无噪声和空气污染、能耗低;可实现全自动、智能化、连续稳定运行;运行速度快、准时、安全;运载工具寿命长,不需频繁维修;使城市地下空间得到开发和利用,拓宽了城市发展空间,促进了城市发展。

3 国内外城市地下物流系统的发展现状

地下物流的建设源于国外,最早出现于管道运输与地铁邮件传送,经过了上百年的发展。从目前来看,中外学者更多从理论上认同其对城市交通发展的建设性作用,但由于其涉及到投资、技术等方面的困难,因此实际应用并未得到广泛的发展。

无疑,许多国家与城市在这个领域已经走在了前列,许多欧美国家和日本就是其中的典范。在理论构建上,地下运输物资种类、驱动力类型、应用领域、城市物流系统框架模型、地下物流系统构建等方面,他们都作出了相应的研究。

第四届地下物流国际研讨会(ISUFT2005)主席Henry Liu发文指出,目前各种类型的地下物流运输在一些国家取得了明显的成功,比如日本的PCP(气力囊体运输管道)、荷兰的AGV(自动牵引车)、德国的AGV(自动牵引轨道);同时应用PCP运输的物资主要包括矿产、固体废弃物、包裹、集装箱。Michael A P Taylor为我们构建了一个城市物流体系框架,并将地下货运系统单独列出,作为其中重要的一个组成部分。在2008年于印度举办的IEEE国际研讨会上,则有学者撰文构建了地下货运系统,该系统由管理信息中心、货物中心、地铁运输、操作工四部分共同组成。

在实际应用当中,荷兰与比利时的最新成功案例将会给我们指明一些必要的方向。荷兰最近实施了OLS-ASH(连接荷兰Aalsmeer Schiphol Hoofddorp三地的地下物流系统)试点工程,它将鲜花市场Aalsmeer、Schiphol机场、Hoofddorp铁路中转站三个不同的地点,通过自动地下运输系统连接起来,以运输鲜花等时效性强的物品。比利时Antwerp港的集装箱运输业务日趋繁忙,从1995年到2005年业务量增长了两倍,并且占到所有货物运输量的75%以上,运力紧张的问题使当地部门想法构建了地下物流系统,有效缓解了交通拥堵问题,并使港口业务得到持续发展。

相比国外,国内更多停留在理论构建与应用论证阶段。许多学者从缓解交通问题、城市可持续发展、节约型社会构建的角度探讨了我国城市地下物流系统构建的思路。还有学者从国外城市的建设与发展实践中寻求解答,而在城市建设中讨论比较多的主要集中在特大城市,尤其是北京市对于地下物流系统构建关注的程度最高也最引人注目,并已出了相应的规划。

总之,城市地下物流系统的理论趋于成熟,实际应用则方兴未艾。而国外的成功案例证明其突出的优点,随着技术的进一步发展,相信这种“新兴”的物流方式一定会在中外的城市共同得到发展。

4 我国发展城市地下物流系统的主要问题与对策分析

结合我国城市地下物流系统的建设与发展现状,笔者以为目前主要存在以下主要问题,并对其提出尝试性的对策分析:

4.1 初期成本

尽管各国对地下物流系统的建设标准以及所采用的运输方式各不相同,导致建造成本存在差异,但相对于地面物流系统而言,初期成本依然较高,并且适宜运输的货物范围相对较小。单纯管道式运输,适宜的货物自然受限,而现代正兴起的其他地下物流方式,货物范围则更为广阔。从目前各国的研究与使用情况来看,地下物流系统与地面物流系统相竞争的直接经济效益还比较薄弱。

针对此,我国各地要切实根据自身情况,对城市地下物流系统建设的必要性和可行性进行深入的调研分析。综合考虑与分析其对城市物流、经济、生态与社会各方面的影响,从而建立起科学的评价体系,为决策与建设提供依据。

4.2 投资方式

城市交通建设在我国一般属于政府公共项目,其投资也往往采用政府直接投资或发行债券的方式。然而,由于地方财力限制,以及后期运营成本回收缓慢,不可避免使政府决策产生疑惑与困难。因其效益不仅仅在经济方面,并且未来城市的发展也迫切要求越来越多的地下物流系统建设和运行,使我们对其投资的方式不得不进行更多的思考。

借鉴其他项目工程建设投资的成功经验,笔者以为,可以实行下面几种投资方式:○1“政府投资+社会融资”的参股方式,根据参股比例的大小,可以选择由政府或者其他社会实体来进行主导经营,而其他投资主体则以后继利益分享的方式来获得投资回报。○2“政府主导投资+企业租赁经营”的企业制方式,政府以土地、地下交通设施作为主导投资,将其租赁给企业,并将地下物流系统设备购置以及具体运营交由其负责与完成,在一定年限内政府只是收取相应的租金与管理费用,期满以后则整个地下物流系统归属于政府部门。这样既降低了政府投资成本,也使其运营更具灵活性和市场针对性。○3“地下物流系统+物业”的方式,诚然地下物流系统对于整个城市的交通改善与经济发展作用巨大,但其直接经济回报预期并不理想,在政府投资建立地下物流系统并对其运营实行管理的基础上,可以分析其对城市其他方面的影响,比如对制造业、商业、地产等领域的推动作用等,从而以“物业管理”的方式对其征收一定费用,实现双赢效果。

4.3 技术角度

地下物流系统受到地质条件的影响,并且其运作过程复杂,在工程制造、路网布局、交通转换、智能监控等方面技术难度大,且要求较高。尽管我国近年来城市管网与地铁建设获得了一定经验,给未来城市地下物流系统建设提供了一些借鉴。但由于技术的相对落后以及实际经验的欠缺,我们依然要十分慎重,做好充分的前期调研与实证工作,争取技术突破与综合调度。杭州地铁工地塌方事件、许多城市路网盲目规划,更给我们提出了必要的警示。

4.4 运营方面

我国公共基础设施的运营手段相对单一,经济效益明显偏低,投资回收期漫长甚至长期亏本经营。同时,如果单纯追求经济效益,则需要提高物流系统使用者的使用成本,这无疑会使他们转而使用地面方式,而使得地下物流系统的综合效益更加难以发挥。如何发挥综合作用,并提高其经济效益,我们必须在运营方面作出更多的思考。

结合中外学者的研究以及城市实践,笔者以为下列方式有助于提高地下物流系统的运营效益:○1基础设施的共同利用,通过科学地设计线路与网络,使其不仅应用于物流,更可使其他基础设施部门共同受益,北京市的地下管网系统就是一个很好的范例。○2地下空间的开发与利用,在物流之外,适当扩展地下空间,为城市的商业、娱乐、文化等提供更多的发展机会。○3货运场站的建设与运营,地下物流系统与地表的交接之处,既是运输线路的中转,往往也是运输方式的中转,在此货物的集散成为最受关注的领域,通过货运场站的投资建设(或共同出资)与运营,既为系统本身的运作提供了支持,也拓展了其运营盈利能力。

5 结语

城市地下物流作为一种全新的物流方式,受到越来越广泛的关注,在我国理论与应用领域也已进入到实证与建设阶段。它具有较传统物流更为明显的综合优势,但其本身在成本、投资方式、技术、运营等方面依然存在系列问题。借鉴于其他物流方式的运行,以及国外的成功经验,只要我们认真切实地科学论证与分析,就一定能够找到有效的建设与发展途径。

摘要：随着现代经济的发展,城市交通发展不合理并导致一系列问题,同时人货分流的运输体制又进一步加剧了这些现象。欧美日等发达国家在城市地下物流系统方面的研究与建设,给现代城市交通的发展提出了一个新的方向。结合国内外的现状与趋势,文中指出了地下物流系统的综合优势,对我国城市地下物流系统建设的主要问题作出了分析并尝试提出了针对性对策。

关键词：城市交通,城市地下物流系统,主要问题,对策

参考文献

[1]钱七虎.建设特大城市地下快速路和地下物流系统-解决中国特大城市交通问题的新思路[J].科技导报,2004(,4).

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[10]Bert Vernimmen et al.Underground Logistics Systems:A Way to Cope with Growing Internal Container Traffic in the Port of Antwerp-[J].Transportation Planning and Technology,August2007Vol.30,No.4.

地下输电工程结构设计论文 篇4

【摘要】随着社会经济的不断发展，科学技术的水平的不断提高，各项工程项目的建设数量也在不断增加，其中地下输电工程就是关系社会建设的重要工程，也是为社会生产、人们生活提供电力资源的保证。在社会经济快速发展的背景下，对地下输电工程的要求也越来越高，特别是的结构设计，越来越受重视。建筑信息模型技术，应用范围越来越广，从建筑工程领域已经逐渐扩展到地下输电工程结构设计中，虽然应用上还处于摸索阶段，已经起到了很大的作用。本文主要对建筑信息模型技术在地下输电工程结构设计中的应用情况，进行探讨。

近年来，建筑信息模型技术发展迅速，并且在工程设计方面得到了广泛的应用，取得了很好的效果，特别是在建筑工程领域，其应用已经非常普遍，显著提高了工程设计的质量和效率，而且有效的解决了各种设计问题，对降低工程成本，提高工程质量具有重要做作用。但是对于结构较为复杂，单体数量较多的工程项目来说，如：地下输电工程，建筑信息模型技术的应用还不是很成熟，应用的范围和实际效果还不是很明显，主要是因为工程复杂，工程规模大，建筑信息模型技术的数据信息很可能出现错误，不好掌控，再加上建模时间长等问题突出。因此，在地下输电工程这样复杂的工程设计上应用建筑信息模型技术，还需要根据实际情况，不断探索，采取有效的策略，提高建筑信息模型技术应用的水平，优化地下输电工程的结构，提高工程的质量。

1、建筑信息模型技术简述

建筑信息模型技术，也就是BIM技术，是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，实际上就是用三维数字对工程项目实体、设计和性能的一种表达[1]。通过建立系统完整的信息模型，把项目工程的生命周期内，每个阶段的各项数据、信息、资料进行连接，从而完整的来表述工程项目。并且该模型会随着项目进展不断的深化和改进，有利于工程项目项目设计设计的更加合理、科学，有利于提高解决实际问题的效率，从而更好地保证工程项目的质量。建筑信息模型技术，与传统的技术相比较，具有一定的优势和特点，如：信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性等，这也是建筑信息模型技术广泛被应用的重要原因。

2、地下输电工程结构设计的缺陷和不足分析

在以往的地下输电工程结构设计中，主要采用传统的设计方法，存在着一定的缺陷和不足[2]。地下输电工程一般处于地下，工程项目的规模和空间跨度都很大，输电系统中各个组成部分较为复杂，如，工作井的数量较大，地质环境差异大，排管的布置也具有一定的差异性，荷载也会随时发生变化等。应用传统设计方式，主要是先对地下输电工程系统的具体功能进行分析，然后对地下输电工程结构的外形和尺寸进行设计，再以设计图纸为依据，利用结构设计软件，进行建模计算，最后对施工图纸进行设计。由于地下输电工程处于发展之中，这种传统的设计方式已经不能很不好的满足工程发展的实际需要，在结构设计中也出现了一定的问题。(1)地下输电工程中，工作井数量相对较多，而且每个工作井的实际功能和具体的边界条件具有很大的差异性，在工作井的外形和具体尺寸设计上，就需要区别对待，分别设计，绘制的图纸数量加大，设计工作量也很大，在对结构进行计算时，需要利用相关软件建立多个模型，这样，建模和绘图的所占用的时间非常多，工作效率非常低。(2)修改工作量大，较为困难。在地下输电工程结构设计中，如果相关某个数据发生变化，需要改动，那么模型计算和绘图工作就要重新进行，工作量非常大，修改不方便。(3)设计管理困难，计算结果缺乏准确性。由于地下输电工程结构设计图纸和模型较多，而且具有一定的相似性，很容易发生数据混淆的情况，导致计算结果的准确性降低。

3、建筑信息模型技术在地下输电工程结构设计中的应用分析

1.Revit与建筑信息模型技术结合建立参数化的工作井模型

在地下输电工程结构设计中，应用Revit系列软件，利用建筑信息模型技术建立起具有一定参数信息的工作井模型。成为一个系统的信息数据库[3]。并且根据工程结构设的具体情况，根据工作井的具体涉及要求，进行修改，从而完成工作井模型设计。首先，工作井的设计内容主要是外形尺寸，每个工作井的区别都集中在接口的大小和位置上，除了长宽高等结合数据上的不同以外，还有一些其他方面的差异性，如：防水等级等，都是应用建筑信息模型技术需要的具体参数，通过修改几何参数建立工作井的模型，再与非几何参数结合，建立一个统一的数据库。其次，要在Revit中建立建筑信息模型族库，要应用结构选项卡下的构件，能够掌握结构分析时的`数据信息，结合实际需要，合理选择具体的构件后，再把相应的材料、尺寸等具体的参数输入到构件属性的面板中，再把这些参数通过接口传输到Robot中。然后合理放置构件，根据具体的要求生成参数驱动模型。对于工作井来说，主要的构件就是梁板等，要在墙上开洞口，把排管连接好，选定合适的构件，对工作井的模型族库进行准确组装，然后在把所有类型的信息添加进去，生成工作井模型库。

2.把输电工程结构模型正确导入

Robot在工作井的建筑信息模型建立完成后，要进行检查确认无误后，应用相关接口，把模型的数据信息导入到Robot中，涉及到的主要信息参数有：计算后的结构材料，尺寸信息，荷载等。导入完成后，要在Robot中对模型进行及时更新。对于工作井的建筑信息模型中的各个信息，要保证Robot软件能够完全识别[4]。如果在检查中，发现模型有不合适的地方或者不够合理，要进行及时修改，在发送到Revit中，还要及时查看发送报告，确认信息数据在传输过程中没有发生错误。

3.对输电工程设计结构进行准确计算

在应用建筑信息模型技术对输电工程结构进行设计时，需要对设计的结构进行计算，结果准确与否，直接关系着设计的质量[5]。Robot就是用来计算的软件，主要是采用有限元算法，对模型的进行动态分析，弹塑性分析等，最后得出计算结果，并且应用表格等把结果的数据输送出去。在实际计算中，只需把Revit中已经设置好的信息全部导入到Robot中，就可以直接对结构进行计算，无需模型修改等，计算效率非常高，而且结果准确。Robot在计算结构时，会提供多种形式的网格控制方法，不仅能够计算出内力，还能够针对不同的设计范围和具体的参数进行结构的计算，如：混凝土结构的配筋等，都可以准确进行计算。在地下输电工程结构设计中，主要是根据模型的实际情况，合理选择网格尺寸和控制方法，结合所有的参数信息进行结构的计算，保证计算结果科学准确，从而提高地下输电工程结构设计的规范性和准确性，有力的保证了工程的质量。

4、结论

综上所述，在地下输电工程结构设计中，应用建筑信息模型技术，是输电工程发展的必然趋势，也是科学技术进步的具体表现。通过采用合理的应用方法，打破传统设计的弊端，减少了工作量，提高了设计的效率和质量，地下输电工程的发展具有重要意义。

作者:胡能萍 汪欣 单位:江西省电力设计院

参考文献

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[2]牟茗.四维建筑信息模型技术研究[D].北京林业大学，.

[3]孔庆节.建筑信息模型技术在建筑工程项目管理中的应用[J].中华建设，，05：96~97.

[4]廖奇云，胡三妹.建筑信息模型技术应用研究[J].合作经济与科技，，07：121~122.

城市地下输电系统 篇5

关键词：立交通道,排水,泵站,设计

随着城市交通量激增, 在道路交叉口或铁路轨道处常常需要建设地下立体通道。地下通道由于要满足车辆通行的净空要求, 通道最低点处的地面往往比周边地面要低2 m~8 m, 因此地道雨水一般难以依靠重力排入周边雨水系统。另一方面, 地道往往是交通的“咽喉”部位, 交通量大, 出现问题容易造成严重的群体性事件。因此地下通道排水是市政道路排水设计的重中之重, 其设计应引起足够的重视。

1 排水系统的选择

地道排水系统的选择一般应视地道最低点与周边排水设施的高差情况, 选用重力自排系统或泵站抽排系统。高程允许的情况下, 当然是选取自排系统。如果周边雨水系统高程不能接入或接入条件不好, 则应采取设泵站抽排。不管采用哪种方式, 最重要的是要确保排水系统出口的可靠。

2 设计参数的选取

众所周知, 立交地道排水设计标准高, 这种高标准主要表现在以下四个设计参数的选取上。

2.1 设计重现期高

按照最新的GB 50268-2006室外排水设计规范 (2014版) 规定, 一般区域重现期为2年~5年, 地道排水不小于10年, 一般为20年~50年, 特别重要地区甚至可采用100年一遇。

2.2 汇水面积合理划分

立交地下通道的汇水范围一般包括地道及周边引道等下凹区域。汇水面积一般从周边区域的分水岭开始计算下凹面积, 此外还应根据周边道路地势情况考虑50 m~100 m范围雨水溢流进地道的可能。最后还应参照建筑屋面排水的规定, 加上地道外引道挡墙的一半面积。这一点常被设计者所忽视, 考虑侧向飘雨情形, 是应该计算进去的。

许多地下通道被水淹的重要原因是周边的水灌进通道造成的, 特别是超标暴雨时, 周边出现积水, “水往低处流”, 雨水自然就往地道汇集, 这也是地道排水设计的一个关键, 即防止外水进入, 尽量缩小抽排范围。要减少外部水汇入通道, 主要措施有两点:1) 道路设置变坡点, 尽可能将水拦在地道外;2) 设置横截沟, 常常在高处和低处各设一道, 坡道长时还应增加一道, 横截沟的雨水尽量接入通道外部的排水系统。

2.3 径流时间短

按照最新的GB 50268-2006室外排水设计规范 (2014版) 规定, 地面流行时间为2 min~10 min, 地道引道坡度大, 坡长一般为150 m~300 m, 流行时间可取2 min~5 min。

2.4 径流系数高

一般区域根据地表植被情况, 综合径流系数常取0.5~0.65, 地道汇水范围内硬化面积占比高, 综合径流系数常取0.8~1.0。

2.5 泵站规模的合理确定

地下通道排水标准高, 但泵站规模并不是越大越好。泵站规模过大, 不但造成进出水管路系统、泵站土建、设备等费用及占地增加, 而且“大马拉小车”不利于泵站的运行管理, 同时水泵的频繁启动、关停对设备电机都会非常有害。

3 地道排水泵站的设计

采用泵站抽排是大多数立交地下通道必须采取的排水方式。与其他雨水泵站相比, 立交地道雨水泵站的设计有几处应引起注意。

3.1 地道排水泵站的形式

根据泵站与地道的位置关系, 可分为合建式和分建式。合建式是指泵站设置在地道内或临近通道。合建泵站的优点是泵站紧邻通道低点, 进水管路简单, 不需要单独占地, 缺点是管理不便, 需要较高的自动化管理水平, 暴雨时泵站易被水淹, 运行可靠性较低。分建泵站是指泵站单独建在地道外部合适的地方。分建泵站的优点是泵站维护管理方便, 不易被水淹, 运行可靠性高, 缺点是需要单独占地, 进水管路较长。在条件许可情况下, 应优先采用分建式泵站。

3.2 集水池的设计

按照《室外排水设计规范》规定, 泵站集水池的有效池容应“不应小于最大一台水泵30 s的出水量, 而污水泵站则为最大单台水泵5 min的抽水量”, 这样区别规定主要是考虑雨水泵站进水管系统容积较大, 能缓冲较大水量。实际上许多地下立交通道泵站的进水管并不长, 难以起到规范所谓的缓冲作用。实际设计时应结合“单台水泵每小时启动次数不应超过6次”, 合理确定集水池有效池容。另外, 集水池容易淤积, 设计时除避免池体的死角, 底部还应考虑设置不小于0.01的坡度, 及清淤措施。

3.3 格栅的选取

按照《室外排水设计规范》规定, 水泵前应设置格栅。地下通道泵站受周边景观要求往往需设置成全地下形式。地下泵站中, 粉碎性格栅相比普通格栅而言, 不存在栅渣清运等问题, 在排放水体环保要求许可的情况下常常采用。在设计流量较小时, 也可采用自动搅拌切割无堵塞水泵而取消格栅。

3.4 水泵的选型

地下通道立交泵站一般规模不大, 大致在0.2 m3/s~1.5 m3/s, 其净扬程大多在2 m~8 m范围内。而地下通道泵站受到占地、与周边景观协调等限制, 往往采取全地下结构, 水泵的运行管理维护都很不方便。潜水污水泵因具有结构紧凑、占地小、安装维护简单、运行方便可靠等诸多优点而被采用。为减少工程投资和方便管理, 同时还要适应抽排雨水量的变化, 地下立交通道泵站一般可选2台~4台同一型号水泵, 并联或交替运行。

3.5 备用泵的设置

按照《室外排水设计规范》规定, “雨水泵房可不设备用泵, 立交道路的雨水泵房可视泵房重要性设置备用泵”, 而《城镇给水排水技术规范》规定, “道路立体交叉地道和为大型公共地下设施设置的雨水泵站应设置备用泵”, 由于后者为强制性条文, 所以立体道路通道泵站必须设置备用泵。备用泵不但可用作工作泵的备用, 也可用来应对超标暴雨, 但应注意与泵站进出水管系统的匹配, 并应根据流量变化校核水泵扬程是否足够。

3.6 供电保证

地道排水泵站供电负荷一般为二级, 特别重要的为一级, 双电源设计。在当前的实际建设中, 泵站供电很难保证双电源, 许多泵站因为供电问题在雨季不能启泵, 造成严重的积水问题。如果在单个泵站内设置自备电源, 一方面花费巨大, 另一方面由于使用频率低, 常疏于管理, 真正需要时又难以派上用场。所以各个城市排水泵站的管理部门应结合城市供电的实际情况, 配置车载移动电源, 在周边区域停电情况下能够保证泵站的应急供电。

4 工程实例

某市中环路主线下穿现状铁路, 下穿通道净空4.5 m, 通道最低点低于周边排水系统, 无法重力自排。设计采取泵站抽排方案, 泵站为分建式全地下形式。根据当地暴雨强度公式, 按重现期10年, 抽排服务面积0.8 ha, 综合径流系数取0.9, 地面流行时间取5 min, 计算最大排水量为0.37 m3/s, 泵站规模取0.4 m3/s。在通道坡道外侧设置横截沟将外水截至自排雨水系统, 坡道采用边沟收水, 在最低点处增设多篦雨水口以加强收水, 边沟和雨水口均接入一根d800进水管引入泵站集水池。在进水渠道上设置一道粉碎性格栅, 集水池内设置3台潜污泵, 两用一备, 水泵型号为250TQW-800-12-45, 额定流量800 m3/h, 扬程12 m, 电机功率45 k W。泵站共用一根DN600出水管, 直接抽排河道。泵站建成后经过雨季试运行, 通道内基本无积水现象。

总之, 地下通道的排水设计必须依据现行国家规范要求, 充分考虑泵站在实际运行过程中的各种工况, 在坚持高标准和可靠性的同时, 合理地选取各个设计参数, 灵活处理各种实际问题。

参考文献

[1]GB 50014-2006, 室外排水设计规范 (2014版) [S].

[2]GB 50788-2012, 城镇给水排水技术规范[S].

[3]张建新, 吕锐.下穿式道路立交雨水泵站设计参数探讨[J].给水排水, 2012, 38 (1) :30-32.

城市地下输电系统 篇6

(1) 地下空间环境相对比较单一, 由于参照物的缺失, 非常容易导致人们方向感的迷失;

(2) 由于空间和光照条件的局限, 导致人们的视觉识别能力相对减弱;

(3) 由于阳光被遮蔽, 容易导致人们时间概念的模糊;

(4) 由于地下网络的复杂性和封闭感受, 将会导致人们通过地下空间时产生幽闭感受等心理障碍。

由于上述原因, 对于在地下空间活动的人来说, 交通导向系统对空间的公共安全和使用效率的影响显得尤为重要。

然而, 现有的地下交通导向系统设计, 由于对地下识别特性与识别效率的研究缺乏, 导致设计和设置缺乏针对性, 并不能完全适应人们在地下活动的需求。容易产生混淆自己所在位置, 引起人们在地下无法有效辨识导向信息, 造成地下交通空间的混乱, 并随之带来由于地下空间的使用效率低下, 地下通道方向不明确等因素而产生的公共安全隐患, 尤其出现紧急情况时, 缺乏有效导向系统设计的地下空间安全难以得到保障。

就此课题, 笔者在2010年至2011年底的一段时间内, 以实践教学与课题教学的形式, 围绕此课题进行了持续的课程试验与教学, 期间指导学生完成了实地调研、设计实践、试验论证等多个设计中的重要步骤, 锻炼了学生的实践能力和课题研究的能力。

一、地下导向系统的研究现状

本文讨论的地下导向系统是指通过传达有效的导向信息帮助人们在地下到达目的地的信息整合设计。其功能主要是引导人们顺利地在地下从事相关活动。

作为城市交通不可或缺的重要部分, 国家出台过相应的标准来规范交通导向系统的设计和设置。近年来, 专门针对地下交通导向系统的设计与研究, 因其关系到城市运行的效率与公共安全性等多个方面, 在国内外已经成为一个新兴的研究方向。一些相关领域的研究者, 如日本学者Toshio ojim、Makoto Sei, 德国学者Rauch Jfirgen等, 从政府政策, 导向系统的功能, 地下导向系统的发展史、人居环境、心理学等角度探讨影响地下空间导向系统的设计要素, 并对地下空间设计和防灾规划的策略, 地铁站导向系统的规划、设计等问题进行了有效的研究, 而美国和加拿大早在1950年就开始关注文字的识别性在交通导向系统的中的作用, 并意识到其重要性, 在两国一些地区 (包括得克萨斯、宾夕法尼亚、多伦多和不列颠哥伦比亚省) 在20世纪50年代晚期开发有针对性的导向系统专用字体, 并于1966年、1977年和2000年发布了修改过的FHWA的多款字体版本用于交通导向系统, 从而加强了文字信息在交通导向系统中的识别效率。德国著名的设计公司Meta Design也从导视系统在空间中的布点和材料以及灯光的运用等方面出发, 为柏林地铁网络设计了交通导向系统, 有效地提高了柏林地铁的使用效率和公共安全性。

虽然西方发达国家对地下空间设计的理论探索和实践活动比较成熟, 并在一些研究成果中比较多的涉及地下导向系统的理论和解决方案研究, 然而, 专门针对地下导向系统在地下空间安全性和使用效率方面的研究, 尚未形成全面和系统的理论体系。

从系统理论的角度, 目前国内还没有专门系统地研究和探讨关于地下空间导向系统方面的问题。仅有部分对城市地下空间发展动态及一般性设计原则进行简单描述的论文文献。此外, 也有一些涉及到地下导向系统识别性, 地下空间环境特征以及人在这种环境中的心理、生理特征, 城市地下商业空间与市政公共空间出入口在导向系统设计方面等问题的研究文献。一些国内中心城市也在地下交通导向系统的设计实践中有一些尝试。然而还是由于缺乏相应的有针对性的研究, 还是存在着众多问题, 以上海地铁为例, 存在着 (1) 信息不明确; (2) 信息放置位置不合理导致用户无法及时看见; (3) 部分图文识别性比较差等诸多问题。

二、当前地下导向系统存在的主要问题

在地下交通网络与地下商业空间中, 一些实际因素对地下活动有着各种程度的影响, 这些因素包括了空间、光照条件、行为心理, 视觉心理等多个方面。

通过实地调研、用户调查与资料研究, 分析地下空间环境中由于导向不清晰所带来的安全隐患;将安全隐患的种类及出现原因进行分类, 从使用性与环境角度切入, 以用户、交通导向系统与空间环境三个要素为基础, 对现有地下导向系统存在的问题进行分析, 概括如下:

1. 从使用性角度而言, 地下导向系统存在如下通病

(1) 公共标识不完善, 部分标识识别性比较弱;

(2) 导向标识设置过于孤立混乱, 难易形成系统的识别与导向;

(3) 导向系统布点不合理, 缺少整体规划, 导向标识安装缺乏规范;

(4) 图形标识等出现错误规范及错误使用;

(5) 英文标识缺乏及不规范;

(6) 后期维护的缺乏与设计更新的低效和不及时;

(7) 用户的生理心理特点与导向系统各设计要素 (图文尺度、风格化方式、使用方式等) 之间的关联性缺失;

2. 从环境性角度而言, 地下导向系统存在如下方面通病

(1) 对地下空间环境 (城市大环境与地下小环境) 的特殊性考虑不足, 导致在交通导向系统设计的尺度与空间分部上缺乏科学性;

(2) 导向系统载体 (材料、工艺与形态等) 的不能完全符合地下空间的特殊性。

三、关于地下导向系统研究方法的探讨

对地下导向系统的研究可从信息传递的有效性、安全性、可用行和审美需求等理论基础入手, 进行用户与环境调研。通过对调研数据的分析, 来建立地下交通导向系统的模型体系。以该模型体系为指导依据, 结合视觉传达设计、用户设计心理学、人机工程学、产品语意学、公共空间设计等设计理论, 进一步研究地下交通导向系统设计的具体对策, 笔者在指导学生完成此项研究时, 存在以下几个关键问题:

1. 地下空间导向系统的现状分析;主要通过用户、导向系

统和空间环境的调研获取数据。通过实地调研, 以及对地下空间导向系统设计的管理部门进行针对性访谈、地下空间用户的行为模式跟踪与调研访谈等途径, 建立现有地下空间导向系统的数据库。数据库内容包括:导向系统要素种类、功能作用、地下空间图文识别、导向信息的载体、材料工艺、人机尺寸、使用步骤、裨益弊病等要素;同时, 本着“以人为本”的设计思路, 提请用户提出针对地下导向系统的不足与缺陷, 获取相关改进设计的需求点, 提出问题, 及在用户调研的基础上探讨问题解决的可能性。

2. 由以上相关数据分析得出地下导向系统对地下空间用

户的使用高效性 (图文识别效率、导向信息的及时性等) 、公共安全性 (疏散引导作用、危险提示设置等) 、行为便利性 (用户定位、搜索等行为的便利性等) 、心理愉悦性 (形态的美观性、与环境的适宜性、多媒体等现代手段的领先性等) 及所产生的影响;

3. 分析地下空间环境的特殊性对视觉识别带来的影响,

以及产生这些影响的具体因素, 这些因素应该大致包含以下方面:

(1) 地下空间环境特征以及参照物的缺失, 对用户带来方向感带来的影响;

(2) 由于阳光被遮蔽, 对用户时间概念和视觉识别能力带来的影响;

(3) 由于地下网络的复杂性和封闭感受, 对用户心理产生的影响;

(4) 地下空间的非开放性和复杂性, 对公共安全性产生的影响。

4. 地下空间中的人体活动形态研究, 即包含用户行为模

式和行为习惯在内的行为心理学研究, 以及相关的交通导向系统在布点方案对图文识别性与信息传达效率的影响;

5. 包含形态、材料、制作工艺等设计要素在内的信息传达载体的运用与图文识别性与信息传达效率的关系。

笔者指导学生对这些因素逐条进行分析研究, 实践比对, 在课程实践和课题教学过程中试完成了一套地下导向系统设计的检验标准。

四、关于地下导向系统设计的几点建议

1. 从地下空间的特殊性出发, 充分考虑图文识别性

文字和图形的识别效率指的是用户阅读文字和图形的速度和准确度。对图形形式、文字的基本属性与版面形式在识别性与信息传达效率的优劣进行比较分析, 规范地下导向系统的图形和文字使用法则, 以此指导地下空间导向系统的图文设计, 提高其识别性和识别效率。这在地下空间导向系统能否正确有效地发挥作用过程中, 起到了至关重要的作用。

在前期调研和基础研究中, 我们发现图形和文字在不同的视距和空间环境中存着在识别效率上的巨大差异。尤其是文字部分, 其识别效率直接受视距影响, 在导向系统的文字设计中, 应该充分考虑到观看距离的因素。

此外一些文字的其他基本属性 (字体、字距、行距等) 也对导向信息的有效传达起着重要的作用, 过粗或者过细的字体都会出现识别困难的问题, 影响识别的其他因素也必须被考虑, 比如发光材料的光漫射现象等。

2. 合理安排导向系统布点

在依赖导向系统行进的过程中, 导向系统的设计者必须在地下空间中在用户需要时及时提供导向信息, 导向系统的分布和设置应该尽可能的使人感到轻松和简化。

一般情况下, 空间导向系统的布点有以下四种基本模式:

(1) 连接体模式:通过某些中轴线把相关导向信息连接起来, 形成导向系统;

(2) 区域模式:通过区域划分来布置导向系统;

(3) 地标模式:建立某种地标式的导向信息;

(4) 街道模式:通过行走路线的指示, 来布置导向系统。

根据地下空间环境的特殊性和在地下空间中特殊的用户需求, 使用有效的布点模式, 合理安排导向系统的布点, 才能有效引导人们在地下活动。

3. 选择合理有效的材料与工艺

由于地下空间的环境特征和光照条件, 在地下导向系统的设计与制作过程中, 可以适度考虑内发光设计和使用发光材料。在选择有机玻璃等发光的形式的时候, 要注意光线漫发射产生的对文字和图形的侵蚀作用。

4. 通过地下空间用户心理分析和行为模式分析, 形成基

于提高地下空间的安全性和使用效率的地下交通导向系统设计策略

通过地下空间导向系统提高地下空间的安全性和使用效率, 需要结合用户心理分析与行为模式来分析研究, 从用户的行为习惯模式入手, 以导向系统的物理功能为设计基础, 使设计易于使用, 有效辨识, 且利于防范意外, 提高公共安全性;以地下空间导向系统的心理功能为设计基础, 使设计与环境更好的结合, 在满足用户的信息获取去秋和用户人群的审美性等精神需求。

摘要：本文从城市地下导向系统的实践教学和课题教学入手, 从地下空间环境特征、行为心理、视觉心理等角度出发, 对城市地下导向系统设计进行了探讨。通过调查研究, 文献政策研究, 用户行为分析等研究方法, 对城市地下导向系统设计的图文识别性、布点、材料与工艺以及针对用户心理的设计等多个方面进行了调研和分析, 并提出了相应的建议与教学方面的思考。

关键词：城市地下空间,导向系统,研究方法,设计教学

参考文献

[1][美]大卫.吉布森编.王晨晖, 周洁译.导视手册公共场所的信息设计.辽宁科学技术出版社, 2010.9

[2]向帆著.导向标识系统设计.江西美术出版社, 2009.12

[3][德]安德烈亚斯·于贝勒著.导向系统设计.中国青年出版社, 2008.12

城市地下输电系统 篇7

随着国民经济建设的快速发展和城市规模的不断扩大, 为满足城市居民的生活需求, 给水、雨水、污水、燃气、电力电缆、弱电 (有线、铁通、网通、移动、传输光缆等) 、热力、工业管 (沟) 道、部队、民航、港口等各类地下管线, 担负着输送能量、传输物质和传递信息等重大职能, 成为城市赖以生存和发展的物质基础和现代化城市高效运营的基本保证。

为加强城市地下管线工程管理和维护, 规范城市地下管线工程建设, 合理开发利用城市道路地下空间资源, 保证正常的城市建设和人民生活, 城阳区地下管线管理信息系统建设于2006年5月启动, 并于2006年12月中旬投入运营使用。为更好地运行地下管线管理信息系统, 方便学习和借鉴其他城市关于地下管线建设的先进管理经验, 现就城阳区城区地下管线管理信息系统和未来地下管线建设管理建设作一些分析和研究。

2 开展地下管线与信息化建设的必要性

城市地下管线基础设施的完善和运营水平是城市化水平的一个重要体现, 与城市居民的生存、生活息息相关。城阳区于1994年建区, 至今已经跨过14年头, 由最初的7条道路发展到现在的64条道路, 长度由8km发展到现在的92km, 路网密度达到4.6km/km2。目前已经步入管理维护阶段, 但是随着时间的推移和人员的调整部署, 现有城市地下管线资料逐步失去了现势性, 资料的缺失、不准和信息动态管理滞后, 给城区居民的衣、食、住、行和后期城市地下管线的敷设、规划和维护管理带来了诸多的不便, 分析其原因主要有:

(1) 各地下管线权属单位不同, 其管线的设计、施工、经费来源和管理办法各不相同, 各管线权属单位对埋设的管线缺乏统筹规划, 各自为战, 对所属的地下管线资料进行独自经营管理和保管, 致使城市地下管线资料分散和管理混乱。

(2) 部门主管领导对地下管线认识不深, 本着“先埋设后管理”和“先有需求后行配置”, 城市地下管线资料的数据未提报或延时提报入库, 未为后期的其他管线敷设做好前期准备工作。

(3) 各管线权属单位只重施工, 不重资料的竣工存档和后期管理。部分单位施工过程中现场变更与施工图纸管线定点产生严重偏差, 造成一方面新建的管线没有竣工测量, 另一方面提报信息与现状地下管线数据不符, 形成档案管理误区。

(4) 各城市地下管线权属单位施工与竣工管理采用“单人制”, 造成人员调整后, 地下管线资料的遗失。其单位新设管线的设计、施工仅仅依赖具有一定实践经验和经历的工程施工、维护人员充任“活地图”, 进一步造成施工误区, 资料信息失误。

(5) 各管线权属单位未能即时按规定向档案管理部门报送管线竣工图档案, 造成管线档案信息资料停滞不全。

(6) 专业发展不平衡。生产和生活基本保障的基础配套设施, 如给水、电力、通信等专业系统得到快速发展, 而排水、燃气、供热等专业受现阶段资金所限, 无力全面展开建设则相对滞后, 专业间的失衡, 导致难以形成高效协调的专业协作。

(7) 基础设施投资不足。现阶段城阳区主要以政府财政投入为主, 多层面的融资无法实现, 造成投入基础配套资金的匮乏。

鉴于上述原因, 城阳区以建设“数字城市”为目标, “与时俱进”为导向, 于2006年5月开展城阳区城市地下管线普查工作。

3 城阳区地下管线前景与目标

3.1 城区地下管线信息资料的前景

作为一个新建的城区, 目前已完成了城市地下管线信息系统所需的计算机技术、网络信息技术、GIS技术、数据采集技术、海量存储技术、软硬件设备、《城阳区地下管线普查技术规程》等硬环境和软环境的建设。目前, 我们立足于当前所建立的三维仿真、规划管理系统和地下管线信息系统三大系统, 认真履行城阳区城市规划建设管理局的职责, 充分利用已完成的地下管线数据采集入库, 实现已有地下管线资料信息化管理, 加大城市地下管线的普查探测范围, 建立地下管线的信息交流, 完善城市地下管线的管理和共享机制, 为城市建设和城区开发提供便利的管线资料的检索、查询和利用, 顺利完成“数字城阳”的初步建设。其次, 根据《城阳区地下管线普查技术规程》建立严格的信息更新和档案管理制度, 实现地下管线的动态管理, 建立具有城阳区地方性法规约束地下管线数据的管理和更新机制, 在保证资料信息安全的前提下, 实现地下管线信息的多元化应用和最大限度的开放, 完成“数字城阳”的建设。

3.2 完善城阳区地下管线档案的管理

地下管线作为城阳区基础设施建设的生命线, 必须以高起点规划为先锋, 建立地下管线数据管理服务中心, 作为地下管线资料共享、及时更新和数据交换的平台, 建立坚固的防杀毒堡垒, 配置相关的专业技术人员, 负责城区地下管线资料的收集、整理、标准化入库和查询功能, 提供管线的后期动态管理与维护, 制定相关的有偿服务条款和地下管线资料提供的格式, 维持地下管线数据的交流、共享及日常运行维护管理, 打破地下管线数据分散管理的格局, 实现全区综合管线“数字一体化”的集中管理和信息共享。

3.3 建设城阳区地下管线信息管理的目标

结合城阳区地下管线资料不全、不准的现状情况, 根据保定金迪地下管线探测有限公司和山东正元地理信息工程有限公司数据采集资料, 本着“高起点、高标准、高质量、高效率”的原则, 制定地下管线管理的目标:建立地下综合管线信息管理系统和各专业管线信息管理系统, 建成地下管线数据库、公共数据交换和有偿服务平台, 建立地下管线管理服务中心和公开机制, 制定切实可行的信息更新机制, 完善具有立体化、数字化、智能化和可视化的技术体系, 实现城区地下管线信息的动态管理。

4 城阳区地下管线建设需解决的问题和工作内容

4.1 工作内容

(1) 精心规划、科学管理, 采用现代科学技术手段, 对城阳区地下管线进行全面普查。

(2) 严格制定和执行城阳区地下管线数字管理相关的规章制度和管理程序。

(3) 专业人员进行地下管线入库操作。以城阳区城市规划建设管理局为中心, 建立权属单位为分支的卫星城域地下管线专用网络, 实现地下管线数据资源的共享和数据交换。

(4) 各管线权属单位必须做好市政建设工程工地上原有管线的监护工作, 明确专人负责, 跟踪监护到位, 服从市政工程部门统一协调。迁移、更换和新增的管线, 必须确保施工规范, 管理到位, 修复及时。

(5) 未经批准, 擅自挖掘城市道路的单位 (个人) , 一经发现, 必须按照相关的国家规范和地方法规进行严肃处理,

(6) 责令管线权属单位组织人员进行巡视记录, 杜绝突发事件、新闻媒体曝光、群众来信来访事件的发生。

4.2 亟需解决的问题

(1) 完善城阳区地下管线系统的维护更新机制, 确定地下管线的动态管理和维护单位。

(2) 城阳区各专业权属单位引入必要的竞争机制, 降低行政干预, 打破个别行业的垄断地位, 为财政支出开源节流。

(3) 对城阳区地下管线进行科学的规划和有效的监督。各专业权属单位必须在每年年底前向城阳区城市规划建设管理局申报第二年的管线年度建设计划, 以达到统筹安排, 综合平衡。因特殊情况需增设管线的建设项目, 必须及时报送城阳区城市规划建设管理局进行安排。

(4) 各管理权属单位必须加强所属设施的维护管理, 保持管线设施的完好, 确保安全正常运行。各专业管线权属单位设立分级、分布式的地下管线数据库公共数据交换和有偿服务的软、硬环境, 并且确定对外的无偿和有偿服务范围。

(5) 确定地下管线系统的运营机制, 确定地下管线的审报和审批机制, 确立工作人员的工作流程和办理期限、工作职责。实现新建、翻建、改建、扩建地下管线与城市道路同步规划、同步实施, 避免和减少“拉链”工程, 确保管线安全正常运行。

(6) 确定各权属单位的竣工测量资料日期和上报格式, 保证地下管线资料的现势性。与时俱进, 及时完善系统软件升级和硬件更新的章程, 优化系统配置, 使其运行达到高稳定性、高可靠性、高安全性。

(7) 加强管线权属单位专业技术人员素质, 建立部门进行地下管线统一的管理。避免违规操作施工单位破坏现状道路和管线, 规范施工单位的规范化操作。

(8) 加强施工队伍的管理阶层和施工人员的素质和技能建设。

5 城阳区地下管线的动态管理和维护

建立地下管线容易, 维护地下管线难。保持好地下管线信息管理系统长久生命力, 必须做好地下管线数据的动态更新和管理维护工作, 以确保管线数据的现势性、真实性、准确性。管线竣工测量和档案移交制度也是保证管线确保管线信息动态管理的重要环节, 执行相关规章制度, 进行规范化管理, 提供技术支持是地下管线信息动态管理的重中之重。

5.1 制定规章制度

以城阳区的理念和规章制度为准则, 我们已制定《城阳区地下管线普查技术规程》和管线动态管理、权属单位材料程序报建等机制, 以确保城市地下管线的动态管理。

5.2 规范化管理

为做好管线规章制度的落实, 加强管线工作的管理, 成立专门的地下管线科室负责地下管线管理工作, 同时增强专业技术人员的培训和贮备, 加强城阳区地下管线规范化管理。

(1) 由地下管线审批部门将管线工程施工、批准情况在城阳区网站上进行公示。

(2) 将地下管线工程档案管理的相关规定和要求书面告知管线建设单位。

(3) 管线建设单位按要求委托具有测量测绘资质的单位进行管理工程竣工测量。

(4) 管线建设单位将填写的城阳区管线工程档案验收申请表和整理装订后的管线档案资料报送城阳区城市规划建设管理局的地下管线管理科室。

(5) 对接收的城市管线档案进行验证, 并填写建设工程档案验收意见表, 验收合格后与管线建设单位办理城建档案交接文据。

(6) 由地下管线服务中心专人进行数据更新入库。

5.3 技术支持

以“高起点、高质量、高标准”为准则, 城阳区地下管理信息系统为城阳区地下管线的动态管理提供了专业技术基础。我们必须继续加强GIS专业、计算机专业、各管线专业人员的配备, 积极作好技术支持工作, 组织管线权属单位和竣工测绘单位学习相关技术规程, 进行现场技术指导, 为各管线权属单位提供一切便利条件, 按照“谁收益、谁付费”的原则, 在公众参与的前提下, 通过高透明度的政策措施, 实现地下管线的规范化、数字化、智能化和可视化管理。

6 结语

21世纪是一个信息化战争的世纪。2004年12月15日建设部颁布的第136号令《城市地下管线工程档案管理办法》从政府政策对城市地下管线数据采集、信息化、空间化、数字化等建设作了明确规定, 为地下管线的信息化建设提供了很大的政策支持, 使地下管线进入了科学化、自动化、数字化管理阶段, 为城市地下管线业务的深层次分析和管理决策提供了更好的公众服务。

只有掌握资源, 才能掌握主动性。地下管线不仅为管理者提供便利, 也为决策者提供了科学的依据, 切实加强地下管线的管理职能, 既与建设和谐社会相融合, 也与“与时俱进”相对应, 对国计民生, 维护社会的稳定, 建设可持续发展的现代化和数字化城市具有重要意义。

摘要：随着城市地下空间规划的实施和城市地下管线建设的快速发展, 城市地下管线在城市经营和维护管理等方面的问题变得越来越尖锐, 各级政府部门也开始认识到地下管线的重要性, 而如何保证城市地下管线信息的现势性、准确性、完整性和及时性已成为体现城市化水平的重要标准。

关键词：城市地下管线,现势性,动态管理

参考文献

城市地下输电系统 篇8

关键词：GIS,地下管网,系统设计,空间查询

引言

城市地下管网是城市市政工程的重要组成部分。针对基于组件技术的GIS集成二次开发方式现已成为GIS应用开发的主流, 结合大庆某厂区城市地下管网信息系统的建立, 探索应用Map X组件作为GIS技术支撑平台建立城市地下管网信息系统, 实现地下管网动态管理与数据更新。

1 系统总体设计

1.1 总体结构。

根据系统使用需要以及界面设计的原则, 为实现对城市地下管网的自动化、科学化管理和快速查询、分析的目的, 长春市经济技术开发区城市地下管网信息系统由6大模块组成:图库管理模块、管网输入与编辑、查询与统计、空间分析、网络服务、图形输出, 每个大模块又由若干子模块组成, 如图1所示。

1.2 系统功能设计。

(1) 图库管理包括地图数据集成、图形编辑、图形显示、地形图库管理、管网图库管理。 (2) 数据输入与编辑包括数据输入、编辑处理。 (3) 查询与统计包括空间量测、检索查询、统计分析。 (4) 空间分析包括缓冲区分析、相交分析、断面分析、事故分析。 (5) 网络服务包括数据浏览、数据查询、图形下载。 (6) 图形输出。图形输出是读取系统的各种输出数据, 进行编辑处理, 最终在各类输出设备上得到图件、报表。

1.3 数据库结构设计。

(1) 空间数据库。主要由基础地形图数据和管网图数据组成。系统中地图采用分层存放, 每一层的一组文件的文件名相同, 但后缀不同。各层中的空间数据主要存放在空间数据文件.Map中, 图形的每一个地物均有其对应的唯一的标识 (ID号) , 系统以此为索引建立该地物的图形文件。而各图层的Map Info内置的属性数据文件并不存放重要的属性数据, 是通过标识号与外部数据关联。 (2) 属性数据库采用关系数据库或者对象—关系数据库来管理。其中各地物属性记录的关键字为图形文件中该地物ID号, 由此实现图形与属性文件的一一对应关系, 各种属性信息存放在Access Mdb数据库中。

2 空间数据与属性数据组织

2.1 空间数据组织。

系统中空间数据由地下管网数据和基础地形图数据组成, 其中, 地下管网数据存储在管网图数据库中, 基础地形图数据存储在地形图数据库中。根据系统要求, 整理后基础地形图数据有图框、居民地及公共设施、道路及其附属设施、独立地物、水系及其附属设施、地貌与土质、植被等共7层数据。管网图每层存储一类, 共有给水、排水、燃气、热力、电力、路灯和电信7层, 每层有管线段和管点数据。

2.2 空间数据存储结构。

为提高空间数据库中的基础地形图数据、地下管网图数据的管理、查询与分析能力, 数据的存储方式与管线的编码非常重要。数据的存储以1:500图幅为最小存储单元范围。为了弥补基于1:500比例尺单张图的GIS系统的不足, 提高计算机管理效率, 对系统的图库还可以根据需要存储由16幅 (4×4) 1:500图幅构成的、拼接好的连续、无缝的1:2000比例尺地形图和管网图。同时为了更大范围的空间查询与分析, 系统还建立了整个区域的管网图。

2.3 属性数据组织。

通过对地形和管网信息数据进行分析、整理, 系统设计了房屋属性数据库、道路属性数据库、管点属性数据库、电力的管线段属性数据库、电信管网的管线段属性数据库、路灯管网的管线段属性数据库、燃气、热力、给水管网的管线段属性数据库、排水管网的管线段属性数据库等进行属性数据的组织与管理。

3 系统主要功能实现

3.1 地图点符号集实现。

在系统的开发中, 由于Map X所带库并非完全公开, 不能扩充和定制Map X的面状符号库, 只可以对点、线符号进行扩充和定制。我们先应用数字测图软件在一个图层上绘制出与图式一致的各种点状符号, 并将其保存.DXF格式文件, 文件名为Points Symbol.DXF, 再通过Map Info转入, 生成.TAB格式文件, 文件名Points Symbol.TAB, 然后进行点状符号定制。创建的点状符号如图2所示。

3.2 地图数据集的建立。

Map X可以直接读取包含若干个表文件的地理数据集Geoset (.Gst) 文件, 按照预先定制的方式显示各层地图。管理Geoset文件有离线式和在线式两种方式。离线式是通过Map X软件包中的工具Geoset Manager来实现将表文件集成为地理数据集Geoset (.Gst) 文件, 而在线式是通过编制程序实现。考虑到开发系统的独立性, 应用Map X的Layers集合方法Layers Dlg实现了这一功能。

3.3 属性查询。

系统操作时, 在地图上使用鼠标以单击、画圆、拉框或者画多边形范围方式来选择, 然后选择查询菜单中的属性查询即可弹出属性对话框, 如图3所示, 是以树视图的方式给出结果。

3.4 断面分析。

断面分析是道路与管线工程规划和管理的基础, 也是工程咨询的必要信息。管线断面分析用以检查设计管线在任意截面位置上与其他管线在垂直方向的交叉情况, 使设计管线与以建管线地下部分的空间可视化, 也可以反映截面位置上的管线分布情况。进行断面分析时, 先在地图上确定若干条直线段作为源目标, 创建一个用于查找的要素变量和变量的值, 然后逐层查找与做切面直线段相交的目标集合, 对目标集合中每一线段目标与切面直线段求交, 得到所有与切平面相交处的目标管线的管径、高程以及切面直线段一端点至交点的距离。纵断面图输出如图4所示。

结束语

通过应用Map Info的组件Map X和VB语言进行城市地下管网信息系统的建立, 介绍了系统的总体结构, 进行了系统功能设计、数据库设计以及主要功能实现, 使城市地下管网信息的自动化、科学化、规范化的管理水平有了很大提高, 系统的运行已经取得较好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]李连营, 李清泉, 李汉武等.基于MapX的GIS应用开发[M].武汉:武汉大学出版社, 2003.

[2]雷伟刚.城市地下管网信息系统中管网追踪算法[J].同济大学学报, 2003 (1) .

[3]马明栋, 张凯选, 沈蔚.城市地下管线信息系统设计与实现[J].矿山测量, 2001 (1) .

城市地下输电系统 篇9

随着我国城市经济发展水平的提高、城市规模的扩大以及城市现代化建设的高速发展,城市地下管网变得越来越复杂,越来越庞大,种类也越来越多。但由于历史的原因,多数城市存在着地下管网资料不全、埋深程度复杂等情况,再加之管网埋于地下,存在一定的隐蔽性,给管网设计、施工和维护造成了很多困难。城市建设与旧城改造施工过程中破坏地下的管网设施的现象时有发生,给城市工业生产、居民生活都带来了严重的影响。新区发展也急需合理的利用城市地下空间。因此迫切要求加强对地下管网的规划管理工作。由于目前地下管网系统的复杂性和多变性,利用传统手工收集管网资料、绘制管网图的方法很难满足规划和管理的实时要求,经常是资料刚刚收集完,图纸刚刚绘好,实际情况就已经发生变化了,因此必须在一次性探明城市地下管线赋存状态的情况下,借助计算机信息技术、网络技术、大型数据库技术、GIS技术,建立综合地下管网信息系统,实现从管网数据采集、建立数据库到完成系统功能、辅助地下管网规划管理全过程的操作,对地下管网的空间信息和属性实行科学的管理并反过来为城市的发展服务。

一个GIS应用系统能否成功,系统平台的选取及空间数据结构的规划设计是两大关键因素。在此我们主要探讨城市地下管网地理信息系统空间数据库的结构,因为一切算法的实现都是基于一定的数据结构,一切系统功能的建立也依赖于数据库的结构,除此之外,数据库的结构还直接关系到数据的查询与更新的效率。

1数据库结构的需求分析

地下管网空间数据库作为地理信息系统的应用,其功能也可以按照通用GIS平台的划分方法分成四类:录入编辑功能,查询统计功能、制图功能和分析功能如图1所示。

地下管网赋存于地下,尽管是杂乱无序的,但其仍有如下特点:

① 不同管线的互不交叉性,这样,我们就可以按照专业管线的分类分层去管理这些数据。

② 管线仅仅存在管段和结点,即同类管线之间只存在结点与管段的拓扑关系。

③ 管线在地下呈三维空间分布,而地理信息系统多是以二维空间来表示地理位置,尽管可以有其高程属性,但大部分的GIS难以以三维方式表示空间数据。这也是地下管网系统有别于其它系统的特点。

了解了以上数据结构的特点后,我们就可以根据结构简单、低冗余度和易于管理等原则设计地下管线空间数据库结构。

2GIS平台的选取

目前,应用最多的GIS平台,在软件的设计上差异比较大。有一类平台,其线状对象自带结点层,往往都能自动建立地理对象间的拓扑关系,这类平台最适合建立地下管网信息系统,Arcinfo、Maptitude等就属于这类平台。另一类平台是,其线状对象没有自己的结点层,结点需另建点层作为线层的结点,结点和管段之间没有有机的联系,其关系依靠关键的属性字段去关联,这类平台需手工建立线对象之间的拓扑关系,MapInfo、MapGIS等就属于这类平台。

由美国麻省理工大学开发的Maptitude GIS平台,其特点是线对象自带结点数据,对象(点对象除外)之间的数据拓扑直接存储于数据结构中,最适合作为地下管网空间数据的运行平台。

3数据库结构设计

3.1数据库图层设计

根据城市现有的地下管线类型可以划分为以下不同的图层:给水、排水、电力、通信、热力、燃气、广播电视及其工业管体八类专业管线及其必要的参照图层:道路、居民地、独立地物、注记等如图2所示。

3.2层内拓扑及三维数据结构设计

地下管网在层内的数据有两种:结点和管段。任意一管段都有两个结点和其它管段相关联。因此可以抽象为:某类型的管网为点和线两要素构成。其结点按其性质可以划分为:

① 变径点:管线直径发生变化的结点如图3-a所示;

② 变深点:管线在该点存在两个赋存深度如图3-b所示;

③ 交叉点:平面位置上的管线网络结点如图3-c所示;

④ 由上述三角结点任意组合而成的综合结点如图3-d所示;

⑤ 管网附属设施点,如入孔、检查井等如图3-e所示。

从上面列举的五种类型的结点可以看出,地理信息系统对于解决变深的结点上存在着GIS系统本身不能解决的问题。因为实际上变深处存在着两个结点,但在GIS系统中由于其平面坐标相同,在垂直方向上的管段是无法用GIS等表示的。但在管线统计、分析中又不能忽略该段管线,故对变深点增加变深字段,并规定向下为正,向上为负。

4管段任意点高程的获取方法

从数据结构可以看出,线段对象的数据结构仅有线长及其属性信息而无起始点的三维空间位置。在纵横断面等需要获取管线任意点高程时,可以通过线与结点之间的拓扑关系取得结点的三维空间信息,然后利用线性关系计算任意点的三维空间坐标。

假设线段起始结点的空间坐标分别为(X1,Y1,Z1)、(X2,Y2,Z2),线段上一点距起点的空间距离为L,则该点空间坐标为:

X=K*(X2-X1)+X1

Y=K*(Y2-Y1)+Y1

Z=K*(Z2-Z1)+Z1

其中K=L/SQR((X2-X1)^2+(Y2-Y1)^2+(Z2-Z1)^2)

5结束语

数据库结构的规划设计直接关系到整个系统的成败。城市地下管网地理信息系统的成功开发,充分体现了本文所设计的数据简洁、冗余度低和易于管理的特性。这种数据结构虽然是针对城市具体的实际情况而设计的,但对所有的管网空间数据建库都具有普遍的意义。城市地下管网类型十分复杂,有些特殊部门还需要特殊的结构,但这些都应属于局部细节上的变化,整体数据结构的框架应该是不变的。

摘要：基于G IS的城市地下管网系统是一种三维空间信息系统,必须选用三维G IS平台。由于不同的管线互不交叉,因此可以对其进行分层分类管理。地下管网的数据分为结点和管段两种类型。对于变深结点的表示可以通过增加变深字段来实现。管线上任意点的高程数据可以通过线与结点之间的拓扑关系取得该结点的三维空间信息后利用线性关系计算的办法获得。

关键词：地下管网,GIS,数据结构

参考文献

[1]周凤林,等.城市地下管线探测技术手册.中国建筑工业出版社,1998.