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科技护航“生命线” 托起城市安全
2021-01-06 10:55:44来源:中国建设报    作者:白 玲

人类城市发展史表明,安全是一座城市发展的底线。城市发展安全问题至关重要,城市地下管线作为城市公共安全的重要组成部分,担负着城市的信息传递、能源输送、排涝减灾、废物排弃的功能,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

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▲ 合肥市城市生命线工程安全运行监测中心

城市地下管线指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施,是发挥城市功能,确保社会经济和城市建设健康、协调、可持续发展的重要基础和保障。

随着我国城镇化进程加快和城市面积扩大,城市地下管线规模也越来越庞大,随之而来的地下管线管理问题也越来越多。清华大学合肥公共安全研究院院长助理、科学研究部主任付明表示,由于历史和技术原因,部分基础设施建成时间较长,结构老化严重,且城市地下管线系统环境复杂,致使事故难预测、风险隐蔽难发现,而城市地下管线分布较为集中,若发生事故,很可能引起次生衍生事件,造成较大的人员伤亡和经济损失。

近年来,城市地下管线安全事故并不罕见,让人们认识到脚下坚实的大地有时也很“脆弱”。地下管线的任何“风吹草动”,都可能对市民生活与城市运行带来巨大影响。

科技织就城市安全网

现代城市对交通、水、电、气、油等生命线系统提出更高要求。作为城市市政公用设施的重要部分,如何利用新技术提升城市地下管线智能化水平,着力堵塞漏洞、消除隐患,抓重点、抓关键、抓薄弱环节,不断提高公共安全水平,提高运行效率和安全性能?

增强城市有效应对安全事故等风险能力、提升城市安全韧性,是推进以人为核心的新型城镇化、加快建设宜居城市的重要方面,智能化市政基础设施建设和改造能够有效提高运行效率和安全性能。以安徽省合肥市为例,为保证桥梁、燃气、供水、排水、热力管网等城市生命线工程的安全运行,合肥市政府成立了合肥市城市生命线工程安全运行监测系统建设领导小组,在合肥市城乡建设局牵头组织下,依托清华大学合肥公共安全研究院研发的合肥市城市生命线工程安全运行监测系统,为合肥市建立了城市安全运行“防护网”。

在疫情防控期间,通过合肥市城市生命线工程安全运行监测中心,合肥供水集团对全市80公里的高危水泥供水管道进行漏水检测和地下空洞隐患排查,经检测发现管道漏水隐患27起,改变了传统人工听漏的被动应对,减少了巡查人员疫情防控期间的现场工作强度,为城市提供了主动式安全保障。

2020年5月,合肥市城市生命线工程安全运行监测中心通过监测发现凤亭路与双墩路交又口向东300米燃气井出现甲烷浓度超限报警,经分析后初步研判为燃气泄漏,中心及时将信息推送燃气公司。经现场复核确认是由于管线破损引发燃气泄漏,通过及时抢修处置,成功避免了由于燃气泄漏可能导致的燃爆险情。

自合肥市城市生命线工程安全运行监测系统运行以来,每天监测数据500亿条,月均有效报警92.8起,成功预警燃气管网泄漏177起、供水管网泄漏59起、水厂泵站运行异常43起、路面塌陷2起、重型车辆超载3923起,有效保障了监测范围内的供水、燃气、热力、排水管线的安全运行。

付明认为,从源头治理入手,聚焦预防燃气爆炸、路面坍塌、城市内涝、大面积停水停气等重大安全事故,依托科技创新应用使城市安全管理“从看不见向看得见、从事后调查处置向事前事中预警、从被动应对向主动防控”转变,加大投入提升“生命线”系统的科技含量已经成为当前业内共识。

数据共享,建设统一底层平台。通过建立数据资源开放共享和更新机制,在现有信息化系统数据交换与共享的基础上,建立城市规模的城市运行三维可视化地理信息平台,汇聚全市风险点、危险源、重要基础设施和重点防护目标信息,实现“数据可取、数据可控、数据可用、数据可靠”。

聚焦前沿需求,筑牢科技本底。依托公共安全科技形成城市安全风险评估理论体系,建立燃气泄漏进入地下相邻空间发生火灾爆炸、供水管网漏失爆管引发路面塌陷、管网爆管引发城市大面积停水停气等突发事件的次生衍生演化模型。研发城市高风险空间识别、跨系统风险转移和耦合灾害分析等技术,实现系统性识别、多指标叠加量化、多维度空间可视化。

坚持问题导向,构建立体监测网络。针对地下管线全天候运行监测的难点,构建风险隐患识别、物联网感知、多网融合传输、大数据分析、专业模型预测和事故预警联动的城市安全防控“全链条”技术体系,确保城市运行的主动式安全保障。在应用维度,将风险隐患预警与对接联动机制有机结合,让风险演变可视化,让安全防控意识向主动作为转变。

筑牢智慧城市安全底座

我国已经步入城镇化较快发展的中后期,城市发展进入城市更新的重要时期。地下管线作为市政基础设施的重要组成部分,对其进行智能化建设与改造已经是大势所趋。因此,健全信息互通、资源共享、协调联动的风险防控工作体系对加强城市重大风险防控、提升城市安全韧性、保障人民生命财产安全显得尤为重要。

付明说,城市更新行动的总体目标是建设宜居城市、绿色城市、韧性城市、智慧城市、人文城市,不断提升城市人居环境质量、人民生活质量、城市竞争力。科技与城市“生命线”相结合,建设城市综合运行管理服务体系,实现规划立体化、建设智能化、运行安全化、管理精细化、服务贴心化。

在规划环节,利用地理信息大数据和城市信息模型,有效提高地下管线规划编制的效率和科学性,辅助城市地下和地上的三维空间统筹优化,提升城市规划布局的合理性和延展性。

在建设环节,利用物联网技术实现施工现场塔吊、深基坑、脚手架等危险源动态监控,对噪音、扬尘等指标进行远程巡检,从而实现安全、高效、精准的智慧建设管理。

在运行环节,重点在保障城市安全运行方面,以公共安全科技为支撑,融合物联网、云计算、大数据、BIM(建筑信息模型)、GIS(地理信息系统)等信息技术,透彻感知城市运行状况,深度挖掘城市生命线安全运行规律,实现重点领域和关键环节的源头管控、过程监测、预报预警、应急处置和综合治理,确保城市发展的主动式安全保障。

在管理环节,通过跨部门之间的数据共享、业务协同,提供跨层级、跨区域、跨部门、跨行业的精细化管理手段,辅助查找城市规划缺项、建设漏项和管理弱项,实现对城市综合管理服务部件类和事件类问题的集中受理、高效处置、快速解决。

在服务环节,畅通便民服务渠道,为公众提供城市日常管理、安全运行、基层治理等事项的诉求受理、便民服务、咨询建议等,构建共建共治共享的社会治理格局,有效提高市民的获得感、幸福感和安全感。

依托于物联网、云计算、大数据、CIM(城市信息模型)等技术的城市地下管线智能化建设与改造,构建全方位、多角度、立体化的城市地下管线运行监测物联网,是智慧城市在城市建设发展中的丰富应用场景之一。

利用科技手段补齐基础设施、市政工程、公共安全等领域短板趋势愈发明显,通过对城市重大安全风险隐患进行科学分析研判,实现对燃气泄漏爆炸、城市内涝、地面坍塌等重特大事故的运行风险分析、事前预测预警以及对城市综合安全风险态势的精准响应,防止重大安全事件发生,为精细化开展风险分级管控工作、完善闭环处置工作机制提供决策支持。城市地下管线智能化建设与改造将深入推进以人为核心的新型城镇化,加快建设宜居、绿色、韧性、智慧、人文城市,全面提升城市发展质量,不断满足人民群众日益增长的美好生活需要,促进经济社会持续健康发展。


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