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地下空间影像暨虚拟管廊学说
2017-11-20 15:33:00    浏览次数:
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       管线存在于我们每个人的身旁,工作生活都离不开它,人们的衣食住行需要的水电气热依赖管线的输送。社会的分工形成了各行各业,人们工作其中,熟悉了本职工作,随着时间的推移,连带着相关行业,一并积累起丰富的经验和知识,这已经是职场的一种规律。除此之外,以个人的兴趣不同,每个人都会有属于自己的圈子和世界。

       对于管线,人们常见的就是地上特别是室内管线,对于占据主体地位的地下管线,相信大部分人没有一个完整概念。站在管线服务行业的角度来看,我们可能熟悉本行业关于管线的相关知识和技能。但这又不是全部,离开管线探测,对于规划、设计度,我们能懂多少呢?管线工程施工、管线运行维护、管线抢修施工,我们又能懂多少呢?完全不懂、听说过、见过、一知半解、略知一点等等,都有可能。即便是管线探测,也会有具体的工种划分,物探、测量、内业甚至是软件等岗位各不相同,能完全掌握的人少之又少,绝大部分人都是精通其中一项或两项。

       管线,特别是地下管线,我们真的很陌生。但是工作、生活又离不开它,虽然有专业的分工包括像我们这样的公司提供专业技术服务,但这只是一个专项工作,如何进行系统的管理,人们需要对目标--地下空间能有一个清晰的认识和掌握,那样就可以解决好多问题,因此,我们谈一谈地下空间影像。

       说到影像,人们并不陌生,照相技术已经诞生了一百多年,现在数字拍摄已经普及到了智能手机上,拍照都成了人们日常生活的一部分,其结果就是产生了数不胜数的影像照片,存储由个人存储发展到云存储。影像不仅是对可见物的拍摄,还包括不可见物的拍摄扫描,如:X光胸透、B超、核磁等,都能产生人体内部影像,为医学诊断服务。回到地下管线,有没有对地下拍摄扫描的技术呢?有,如探地雷达,但是地质构造复杂,其成像不清晰,需要借助其他手段,才能完成目标管线的识别和定位。更为精确的就是管线探测,这个在国内才开展20多年,部分技术已相对成熟,可以建立地下管线三维图形,这个比影像拍摄信息更为丰富,可以为城市管理提供规范数据。
       有了问题,也有了解决问题的技术方法,是不是很完美?是不是就这样了?当然不是的。管线图形再准确、完整,它也无法代替或展现地下空间的全部。构成管线图形的点线面体只是管线的抽象几何表达,就好比是人体的血管、神经网络,还缺少类似于人体筋骨皮肉的垫层、支撑、保护、地质土层结构以及其他建构筑物、设施。说到这里,地下空间的影像信息内容就已经出来了。这是不是已经超出管线探测的范围呢?管线探测获取管线数据,建立管线的抽象数学几何关系,位置被描述为坐标、高程、埋深,属性被描述为管径、材质、沟截面宽高等,在此基础上,生成的二维、三维图形,在行业规范的基础上,实现自己的价值。对于地下空间建构筑物,如人防、管沟、坑道等建构筑物,资料就不完整,特别是与管线无关的地下建构筑物、设施,其资料不在管线探测采集的数据范围之内,其中部分,还不是管线探测能力范围之内的事。即便是对于管线本身,也不是全部都能分清楚到,比如热力管线的伸缩节,就不好识别。完整的东西总是必须的,地下空间不只有地下管线,它们需要统一管理,才不至于出问题,这就需要完整的地下空间影像数据。
       现在已经11月份了,距离11月15日的供暖时间已经所剩不多,保定市的若干路段和小区还在紧张的施工。国家为了控制大气污染,治理雾霾,着手拆除分散的燃煤锅炉,改为集中供热供暖。道路上,热力管线一次网在挖路施工;小区里,二次网也在敷设,室内部分串联管线正在改为一户一阀。行走在路上,看到路边正在敷设的热力管线,挖沟、吊装、焊接,DN500的钢管连带保温材料,双管并行的铺到沟里,占据了很大的空间,不断地延伸。通过的小路,就临时搭建铁板桥通过,遇到的大路,就要一半一半的边施工边通行。当这些平时不常见、不常接触的大管道呈现在你眼前的时候,外行人是没有什么概念的,更多的则是盼望着尽快施工。有时好奇的人们会驻足停下来看一看,面对大大小小的施工设备、管件,还有挖下去的沟坑、裸露出来的其他管线、甚至被碰坏的塑料管,不得不感叹地下空间的复杂。
       这个时候,或这个状态下,地下空间影像已经呈现在人们面前了,它比坐标、高程等概念要直观得多。留下这个影像数据,将对以后的管理提供直接的一手资料。
       开挖分析、断面分析等是管线系统中的一个重要功能,通过管线数据计算,在地图上形成开挖范围内的管线位置关系,对于一个开发人员来说,这个功能还是有一定技术要求的。其实现实中,已经就有这么一个状态,管线施工开挖,就会一目了然的呈现出管线的实际位置状态,比软件计算真实多了。如果留下张照片,或高级一点,用激光扫描快速采集三维数据,构建起场景来,人们就更愿意看这个真实的东西。隔行如隔山,管线施工到底是如何进行竣工验收的,覆土前还是覆土后,不知道。只知道目前管线系统的数据标准是没有此项要求的,同时,也见过建筑规划的三维效果,不知道这种工程竣工后是如何整理竣工资料的。
       地下空间开挖费时费力,还受到各种因素的制约,在目前所已知的情况下,开挖后,都是尽快施工,尽快覆土,尽快硬化,尽快通行,时间长了,老百姓会有意见,政府会通过各种手段保证开挖施工的尽快完成。城市里都是尽量避免开挖,因此还出现了很多非开挖技术、方法,在非开挖不可情况下,做足各项工作是有必要的,工程上的事情自不必说,管线动态更新也在强调覆土前的竣工测量,因为这样太直白准确了,不需要覆土后的探测过程,现实中还是有一定的困难。因此,全面、合理的认识、理解这件事,就很重要,什么事?当然就是地下空间影像数据了。挖一次不容易,覆土前,对开沟管线建立影像,可以是照片,也可以是扫描矢量。
       我们可以把这个称之为“虚拟管廊”,相对于真实的管廊,他毕竟是要覆土的,覆土后,管线就看不到了,只能在一个个检修井内处理管线的事情,但是可以通过已经建立影像数据,随时查看管线状况。可以想见,将来会很快实现这个事情的,因为没有技术限制,缺少的可能就是规定,这是一个思维方式的问题。或许有的地方已经在做这样的事情,限于信息的缺乏,目前还不知道。
       管廊的出现,将管线设置在一个封闭的空间之内,加以保护,其安全性就上了一个台阶。目前,管廊在国内正在开展建设,但是考虑到巨大的投资,它也不可能容纳所有的地下管线,只能在重要地段、关键地段实施建设管理。对于地下管线来说,大部分位置,或者说大部分时空,还是需要目前的埋设方式,或直埋、或沟埋等。管廊属于一个很大的地下空间,人可以进去,里面的管线是随时可见的,但对于管廊之外的管线,就不能直接看到了,这就需要“虚拟管廊”了。
       这个时候,感情丰富的小伙伴们就会疑惑到底是“管廊的管线”,还是“管线的管廊”,我们就不去思辨了。总之,管廊,它不一定是非要实体的,虚拟的也可以,重要的是,我们要给它一个明确的定位和定义。“虚拟管廊”就是利用影像技术,直观展现管沟内管线及其空间信息的载体,虚拟管廊属于地下空间影像的一个子集,这个带装的子集更容易建立起来。记住,管廊也是可以纳入“虚拟管廊”的,但二者还是不一样。
       按照这个思路,我们确实应抓紧每一次的开挖工程,一块一块的补充地下空间影像,必要时,都不得不主动进行断面开挖,以获取局部地块的地下影像。人类大脑是有丰富的联想能力的,局部是可以代表附近一定范围内的特征的,如此,地下空间影像就会在客观及主观驱动下不断延伸、扩展,什么时间能够完整建立,都是可以计算预期的,好多时候,可能就是钱的问题,但是钱算问题吗?
       到这里,还只是个“外科”,管线内部怎么样呢?这就需要检测、监测啦。只有内外科一起,还得加上“中西医”结合,够的上规模,“三甲医院”才能够格。即便这样,还是不行,人是需要好多保姆的,地下管线、地下空间也不例外。
       况且,事物具有关联性,对于管线,我们可以很现实的想到规划、设计、建设,这不同的阶段都会产生自己的数据,对于管理,不能只有最终数据,所有阶段的数据都是有用的。如何将它们衔接在一起,如何在前期规划好这些数据,形成一个大的、综合的地下空间影像数据库,这样的标准很有必要。毕竟,对于一个人来说,精通各行业的知识是很困难的;对于一个部门来说,集成其他行业的数据也是很困难的。这就需要一种机制,部门、人员可以分开,但是数据是集成的、连续的、关联的、共享的。建立、运营这样一个跨行业、跨部门的“大”数据,需要一个“中心”。
       比较“烧脑”,不能再想了,这就是个事儿,如果事儿不多见的时候,就变成了稀罕事儿,按照人们的好奇心,就会上来围观,如果见多了的时候,就不当事儿,就各行其是。对一个70后或更早一些的人来说,小时候事儿不多,遇到个稀罕事儿,一下子就围好多人;对于较年轻的90后、00后,从小就见多识广,很多事儿就不当个事儿,稀罕事儿就得是个新鲜事儿,不然就提不起兴趣。起点不同,兴趣、关注点不一样,成为代际的差异化特征,很多事儿是有年龄差别的。岁数大的人更务实一点,年轻人更在乎兴趣。并不是所有的事儿都要关心,都要了解、掌握,人们还是从自己生活、工作的环境出发,有选择地关注某些事儿。
       对事物的关注、了解取决于观察者的角度和目的,对事物的理解也是不一样的,在这个人眼里很重要的事,可能会被另一个人认为不重要。一个年轻的程序员,可能会因为解决了某个问题,或实现了某个功能而兴奋不已,对于一个老程序员,可能就没有什么表现,这个带有普遍性。一个管线探测人员在路上会低头不由自主的观察寻找管线设施附近的红油漆,那是管线探测后的特征。年龄的特征、性格的左右、目标的导向,多种驱使下,会产生复杂的思想。
       可以了,就到这儿吧。   管线  王向坤

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