★智慧城市典型案例展示★
西宁市市政管网一张图系统
张海林 王伟 高秉成
西宁市国土勘测规划研究院有限公司
一、建设背景
1.政策驱动与城市发展需求
随着西宁市城市化进程的快速推进，城市化规模不断扩大，人口持续聚集，对城市排水系统的承载能力、运行效率及安全效率带来了前所未有的挑战。高原城市特有的短时强降雨、季节性冻融等因素，加剧了城市内涝、管网堵塞、污水溢出等风险，对城市安全运行和公众生命财产安全构成威胁。与此同时，国家大力推进“新型基础设施建设”、“智慧城市”和“城市更新”战略，要求提升城市治理的精细化、智慧化水平。因此，建设西宁市排水管网一张图系统，不仅是破解当前管网管理困境的迫切需要，更是落实国家战略、建设高原生态宜居城市和“韧性城市”的核心举措。
2.建设目标与意义
建设目标包括全面摸清地下排水管线现状、健全城市各类管网数据、建设市政管网一张图系统、强化市政设施数据动态更新和共建共享能力。这既是西宁市经济社会发展的需要，也是提升城市韧性发展能力与生态环境治理水平的需要，更是建设现代美丽幸福大西宁的重要举措，对维护城市“生命线”正常运行、保障人民生产生活、推进城市高质量发展具有重大现实意义和深远历史意义。
二、建设内容
1.总体构架
根据系统建设需求，结合企业总体架构和面向服务架构的思想方法，整个系统从逻辑上分为基础设施层、数据服务层、业务应用层、用户层。系统软件采用分层架构技术，以通用性、稳定性定层次，同一层次以功能划分包，以上层服务为导向，逐步细化组件的颗粒度。整个建设过程都需要有相应的体系和规范进行指导，包括信息安全、网络安全、数据安全、移动访问安全等保障体系等。系统总体架构如图1所示。
图1 总体框架图
2.系统与平台
以“统一化标准、统一化接口、统一化服务”的设计理念，构建 “一张图”建库、“一个系统”研发和“一套服务”运行，实现城市地下管网信息的即时交换、共建共享、智能分析和动态更新。系统以GIS技术为支撑，借助二维、三维展现模式，分别在内网与互联网环境建成线运维与数据分析、辅助决策、管网健康管理、档案管理、管线数据管理、系统运行维护、综合监管系统、隐患及巡检管理、应急处置记录共9个子系统（如图2、图3所示）。
2.1 “一张图”建库
采用大数据等技术，对管线探测检测成果、管线设施成果、实时监测成果等多源异构海量数据集成建库，构建地上地下二三维一体化时空数据库，形成“一张图”数据资源中心。
2.2 “一个系统”研发
采用GIS等技术，研发市政管网“一张图“应用系统，解决多源异构管线设施数据集成与共享、管网健康状况智能评估、管网污染溯源分析等难题，实现多源、多维、多层级信息集成管理和应用。
2.3 “一套服务”运行
基于管网数据库和业务应用系统， 实现外业数据采集、数据建库管理、三维管线建模、智慧感知和智能监测，提供数据管理、工程管理、档案管理、数据共享、运行监测、隐患管理等决策支持服务。
图2 内网综合门户
图3 互联网综合门户
3.典型应用案例
3.1 雨污分流整治——溯源技术提速混错接治理
在西宁市排水管网混错接整治项目中，系统溯源分析功能精准定位混错接点上游源头，结合隐患及巡检管理子系统实现问题闭环处置，大幅提升整治效率，助力改善湟水河（西宁段）水环境质量，推动水污染治理攻坚落地。
图4 混错接点溯源
3.2 管网维修养护——健康评估优化运维计划
依据管网健康管理子系统评估结果，管线权属单位针对性制定老旧管网维修改造计划，优先处理高风险管线，减少爆管、泄漏等突发事故，保障供水、燃气等管网高效稳定运行。
图5 管网健康概览
3.3 缺陷精准治理——全流程数字化赋能整改闭环
西宁市开展排水管网全面检测工作时，管线运维与数据分析子系统发挥核心作用：通过多源查询功能快速筛查腐蚀、破损、沉积等各类缺陷点，利用多维统计功能按缺陷类型、分布区域、严重程度完成分类汇总，自动生成可视化分析报告。系统同步挂接检测过程中的视频、图像等原始资料，权属部门可一键调取核验缺陷实况，精准制定整改方案；整改完成后，将新的检测数据与原始档案对比更新，形成“筛查-统计-分析-整改-核验”的全流程闭环，让管网缺陷治理有迹可循、有据可依，大幅提升整改针对性与工作效率。
图6 排水管网缺陷查询
3.4 道路开挖施工——数据支撑规避安全风险
某道路改造工程中，辅助决策子系统提供管线断面、流向分析及开挖模拟，精准呈现地下管线分布，有效避免施工挖断管线事故，减少重复勘察成本，缩短工程建设周期，保障城市交通与管网运行安全。
图7 开挖分析
3.5 汛期积水防控——实时预警提升应急响应
汛期来临前，综合监管子系统整合气象数据与积水点信息，提前发布积水预警；降雨过程中，实时监测管网运行状态，为应急调度提供数据支持，最大限度降低城市内涝对居民出行和财产安全的影响（如图8所示）。
图8 综合监管系统
三、创新亮点
1.溯源黑科技：精准锁定污染源头
创新基于管网拓扑分析与流向特征的污染溯源方法，构建三维管网拓扑结构，利用递归算法结合排水流向，实现排水口、污水厂等多类型全路径溯源。借助排水许可信息锁定污染企业，大幅减少人力时间成本，为雨污改造治理提供核心数据支持。
2.健康预警器：多维评估管网风险
融合管网腐蚀、破损等健康状况，叠加管材、建设年代、地质条件等信息，通过机器学习模型挖掘特征，构建管网健康风险评价体系，实现隐患早发现、早干预，破解管网老化治理难题。
3.管理新范式：全生命周期闭环管控
构建“西宁新型管线信息化建设模式”，突破传统管线探测与共享瓶颈，形成覆盖规划、设计、建设、监管、运维的全生命周期管理体系，实现“规划一张图、建设一盘棋、监督一张网”的治理目标。
四、推广价值
1.社会效益：筑牢城市安全与生态屏障
- 破解管网底数不清难题，为城市规划、地下空间开发提供可靠依据，提升城市韧性发展能力。
- 减少管网事故发生率与应急处置时间，保障居民正常生产生活，增强群众获得感与安全感。
- 助力水污染治理、内涝防控等生态治理工作，提升城市生态环境治理水平。
2.经济效益：降本增效优化资源配置
- 避免重复勘察测绘，缩短工程建设周期，降低工程建设与运维成本，节省大量人力物力财力。
- 提高管网资源综合利用效率，优化运维与改造计划，减少无效投入，实现资金效益最大化。
3.推广价值：提供可复制的治理样本
“西宁模式”适配大城市管线信息化治理需求，其技术创新与管理架构可为同类城市提供参考，推动地理信息产业与城市数字化转型深度融合，为全国城市地下管线管理现代化贡献实践经验。
END
编辑：于菲菲
初审：李 萍
审核：李 洁
