科学传奇·都市的智能工程：揭秘城市地下网络

2024-10-06 理论教育版权反馈

【摘要】：隐秘的地下网络随着新技术的不断发展和应用，数千千米长的电缆和电线通路使电话和因特网变得日益普遍，当然还包括照明电、有线电视、光纤路标以及街头闪烁的红绿灯。而所谓的“湿”设备就位于地下超出2米的地方。这个隐秘的地下网络不断将城市产生的大量污水送往远方。隐秘城市以它特有的方式向人们发出了警告。为了避免这些意外，现代公共建设工程部门使用最新的卫星勘测技术，定位和记录这个错综复杂的地下网络系统。

隐秘的地下网络

随着新技术的不断发展和应用，数千千米长的电缆和电线通路使电话和因特网变得日益普遍，当然还包括照明电、有线电视、光纤路标以及街头闪烁的红绿灯。城市人口早已突破了千万大关，越来越多的消耗使得城市已经不堪重负。

◆在庞大的都市下面，是纵横交错的地下输送管网◆

在庞大的都市下面，是纵横交错的地下输送管网，它维系着整个城市的能源、水源甚至生命。现在，这个举足轻重的地下世界开始变得不堪重负。为了保持城市的旺盛生命力，人们不得不寄希望于日新月异的高科技力量。

当我们漫步在城市中，无论如何也无法想象，在人们往来穿梭的街道和人行道下面，是一套包括许多公用设施和设备的井然有序的网络。就在地下1～1．5米的地方，这些网络中所谓的“干”设备安然而置，它主要包括天然气管道、电线、电话线和其他电缆。而所谓的“湿”设备就位于地下超出2米的地方。在这里，可以看到自来水总管和蒸汽管道，其中一些管道还与污水系统紧密相连。

在这些“湿”设备的下面，人们修建了大型购物中心和停车场。这些大都市中司空见惯的设施，不仅具有冷暖相宜的特点，而且还解决了城市中停车空间缺乏的问题。再往下则是一层坚实的土地，大多数主要城市都在这里设置了地铁线路和车站。

最后，在远离人行道60多米深的黑暗地下，下水道和污水处理管道随处可见。这个隐秘的地下网络不断将城市产生的大量污水送往远方。

◆所谓的“干”设备安然而置，它主要包括天然气管道、电线、电活线和其他电缆◆

但是现在，隐秘城市中的这一切开始面临新的危机。这些建立于50年前的地下设施，现在已经逐渐老化，而且随着城市人口的迅速增长，这些设施越发显得不堪重负。

以安大略省的多伦多市为例：这个城市配水系统的预计寿命只有50年，现在却超负荷运转了80年，结果造成了大量的水流失。在这个配水系统中，大约有25%的水流无法到达目的地。而在加拿大的另外一些城市，水的流失量甚至高达40%。

◆不断积聚的地下水会严重破坏街道和人行道地基的稳固◆(www.chuimin.cn)

如此老化的水系统不只会造成水的流失。随着小裂缝的变大，不断积聚的地下水会严重破坏街道和人行道地基的稳固，从而产生许多意想不到的灾难性后果。当地下世界中出现自来水总管破裂、天然气泄漏、电缆破损或者被老鼠破坏等现象时，地上就会陷入一片混乱。隐秘城市以它特有的方式向人们发出了警告。

这些日益老化的基础设施，提醒人们要及时进行修复或替换，否则就要承担后果。

◆GPS装置，也就是所谓的全球定位系统◆

然而，替换和修复工作说起来容易，做起来困难。大多数城市都缺乏管道和电线安装位置的完整记录，这意味着工作人员将无从下手。当反铲挖土机和电钻深入地下时，人们不得不担心它是不是会破坏20世纪20年代安装的那些管道。

为了避免这些意外，现代公共建设工程部门使用最新的卫星勘测技术，定位和记录这个错综复杂的地下网络系统。他们使用了GPS装置，也就是所谓的全球定位系统。它可以和天上的卫星一起配合工作，现在他们已经设置了7个卫星进行跟踪。

布赖恩·肯纳在安大略省的沃特卢市工作，他将去勘测一个新地区。他试图通过GPS装置确定所有管道的位置，以便在100年后，人们可以轻而易举地准确找到它们。他协调好基地站和头上的卫星后，获得了准确的记录。

◆地图显示的只是泰俄奈特结构◆

布赖恩·肯纳将这些数据带回办公室，几分钟后就绘出一张地图。他进行拍摄的位置，位于海平面以上332．39米。他要做的便是通过X、Y、Z三个方向进行立体定位，然后给出一个编码，余下的则由计算机完成，计算机再通过线条将实物表示出来。如果是一个滤污器，它就画一个滤污器的小符号；如果是一个消防栓，它就画一个消防栓符号。

对于整个沃特卢市的隐形世界来说，可以用泰俄奈特结构来表示。在一个特定的区域内，所有的建筑线，所有人的占用土地都能从城市中准确找出它们的地点。地图能显示整个城市，而且为了得到更清晰的效果，它显示的只是泰俄奈特结构。勘测员可以在地图上插入道路，标志一个指北的箭头和一个1：500的比例尺，还可以标上街道的名字。之后，将这张图片交给工程师，他们就可以很方便地使用。

对于勘测员和工程师来说，这些图片虽然非常有益，但在进行修理时，仍要进行大量的工作。

科学传奇·都市的智能工程：揭秘城市地下网络

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