当代城市管网主要包括了电力、交通、路灯、电信、移动、有线电视、热力、工业等32类不同的管线，它具有很高的复杂性，同时又是城市正常运转的核心设施。而数字管网则是数字城市以及数字矿山中的重要组成部分，它为数字城市和数字矿山的建设提供了有利支持，同时也是数字城市和数字矿山的延伸。近几年来，我国很多城市都开始建设了综合管网GIS以及各类专业的管网设施，成功的将城市精细化管理作为城市管网建设的目标，并对数字城市的建设内容进行了改进与完善。

一、 城市管网数字管理技术的现状

数字化管道这一概念是由美国相关专家在20世纪90年代所提出的。随着时代的进步与科技的高速发展，城市管网管理也从CAD时代过渡到了GIS时代。GIS技术的主要特征是：数据的采集方式从传统的测量转变为以激光、雷达、红外等高科技遥感采集；制图技术从以往的数字地图时代发展为以Geodatabase技术为代表的高新智能地图时代；管网应用从传统的单一应用升级为集成应用；使用模式也从桌面应用发展为网上应用。很多发达国家的管网数字化管理技术也较为先进，例如：美国BUCKEYE管道公司就率先采用GIS技术建立了管道管理系统，美国管道安全局也建立了相关的国家管道制图系统，意大利SNAM公司则率先开发了SIGAS天然气管道工程GIS。

目前，我国的数字管网建设也有了较大的进步，主要成果体现在信息基础设施的建设以及专业应用系统的建设。其中服务于管网管理的GIS技术、数据采集技术、监视控制系统以及GPS车辆跟踪等专业的管网管理信息系统，都是不同的开发商在不同时期、不同环境中运用不同的科技技术而独立研发的，是针对管网管理各个不同领域的专业应用系统，但是其缺少了相应的统一系统共享平台，难以实现对管网更深层次进行集成应用、高级分析、决策支持以及智能控制。我国现行数字管网系统存在的主要问题有：

（一）信息孤岛：由于我国的管网管理技术的基础架构自身具有很多缺陷，现有的管网信息系统很多都属于孤岛型的应用，各个系统都处于独立的封闭状态，难以实现资源共享与信息集成。

（二）黑洞：我国现有的管网信息系统大部分都是采用面向技术的且与业务无关的“原始”编程工具研发的，软件开发模式太过落后，跟不上时代的发展，为信息系统的开发、维护以及升级工作增加了难度，从而出现大面积IT黑洞。

（三）决策支持功能弱：各类管网信息系统的单一性应用，导致其数据源与决策支持模型具有较大的局限性，难以扩展。除此之外，管网空间基准、数据语义及数据尺度不一致等问题，也是造成信息共享困难并影响决策的关键因素。

2009年1月28日，IBM首席执行官彭明盛先生提出将传感器设备安装到城市中的各种物体当内，并将其连接起来使之形成“物联网”。再运用超级计算机及云计算对其进行整合，使网上数字地球与人类社会及物理系统的链接得以实现。并最终形成“智慧地球”。其中“智慧城市”是“智慧地球”中的重要推广项目，而“智慧管网”则是“智慧城市”中的核心组成部分。目前，美国正在努力开发基于网络平台与云环境的管网G1S系统，希望通过网络平台为城市提供透明和及时的应用服务。以此帮助管网成功的实现用户化、大众化以及智慧化。信息技术的发展不断推动着“数字城市”向“智慧城市”的方向发展，并大力促进了“管网智慧化管理”理念以及CPSM系统的提出与成功研发，为解决我国数字管网目前存在的问题提供了相应措施并为其指明了未来的发展方向。

二、市管网智慧管理研究范畴

（一）标准体系的研究：标准体系是数字城市建设的起始点和基本保障，同时也是实现管网智慧管理前提条件。标准体系必须以遵循国际行业标准为前提，再对其应进行修正和完善。CPSM标准体系的主要内容又数据标准、系统标准、信息技术标准以及系统应用标准。

1、数据标准：数据标准主要用于对数据定义以及数据描述进行规范和处理。CPSM数据标准包括：管网信息分类标准、管网数据格式标准、管网投影等。

2、系统标准：系统标准主要是对系统的开发、建设以及运行进行规范。CPSM系统标准主要包括：管网系统环境标准、管网数据交换标准、管网互操作标准、管网数据库设计标准、管网权限管理标准、管网系统维护标准等。

3、信息技术标准：主要指城市中主流计算机的技术标准以及其通讯标准。

4、应用标准：应用标准主要是指与管网技术应用相关联的技术规范和技术标准，其中包括：管网的规划、设计、施工、验收、测试、安全等国家、行业及地方技术标准。

（二）模型体系的研究：模型就是指对现实世界的抽象模拟，它是系统分析的基础，它能建立起管网模型集成服务链，并通过该服务链为管网模型的高级应用提供支持。

（三）核心数据的研究：核心数据库也可称为管网信息数据仓库，它支持并CPSM系统的应用，并影响着其信息集成与共享的效果。主要包括了元数据、地理数据、规则、模型及管理等7大类数据库。数据管理库主要是对门户平台已有的配置进行管理，并支持平台的健壮发展。业务库则是主要用于专业数据的存储。

三、城市管网智慧管理关键技术

CPSM关键技术主要包括：门户集成技术、数据仓库技术、数据采集和传感器技术、以及网络通讯技术等。

（一）门户集成技术：门户集成技术是建立管网门户平台的基础，主要帮助实现管网信息共享以及信息集成。其构建的方式有很多种，其中最为有效的应该算是SOA构架，该构建方式能够有效地完成服务组件的挂接与卸载工作。

（二）数据仓库技术：该技术主要根据管网信息的复杂性、不确定性等特点的分析，为统一管理和共享的管网信息资源，建立综合的、面向主题的、集成的且不可更新的管网数据集合。为实现管网的数据挖掘提供有力支持。

（三）数据采集和传感器技术：该技术主要为管网的自动化及智能化数据应用提供支持。智能传感器不仅能够增强系统的感知、通信、自愈及抗干扰能力，还为软件自动更新提供了支持和保障，保证传感器知识技能的随时更新。

总结：

科技的不断发展造就了一些列智能技术的诞生，这些技术大力的推动着“智慧城市”的发展，同时CPSM模式的诞生也为“智慧城市”的发展提供了支持。本文通过对当前城市管网的分析与探究，详细的阐述了CPSM的内涵、基本特征以及其关键技术的应用方式，明确指出了未来城市　“智慧管网”的发展方向。