DOl:10.3969/j.issn.1006-6403.2020.09.009
[周丽莎 陆钢 黄泽龙]
摘要
硕士，现任职于中国电信股份有限公司研究院，主要研究方向为物联网与智慧城市、行业应用产品研发。
陆钢
硕士，高级工程师，现任职于中国电信股份有限公司研究院，主要研究方向为5G技术研究、行业应用产品研发。
黄泽龙
硕士，现任职于中国电信股份有限公司研究院，主要研究方向为物联网、5G和智慧城市行业技术研发。
1 前言
随着我国城镇化进程加快，城市风险集聚，城市公共安全问题日趋突出。城市生命线是城市安全运行的重要保障，需要向更安全、更高效、更绿色、更精细的运营管理模式演进。当前新型智慧城市的理念、顶层设计、数据资源融合及智慧应用日趋成熟，物联网、云计算、大数据等新技术高速发展，两化融合政策导向，为城市生命线系统的数字化、智能化、智慧化奠定了基础。2018年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于推进城市安全发展
的意见》[1，对城市基础设施在规划、建设、运营过程中的安全管理，以及通过科技应用、信息化手段提升安全监管能力等提出了要求，特别提出要“深入推进城市生命线工程建设”，对城市生命线安全保障的技术和产品研发要求进行了规定。
2城市生命线主要特征及面临问题
城市生命线工程是指维持城市功能必不可少的公共服务支持体系，是保证城市生活正常运转的重要基础设施，
城市生命线的行业应用及电信运营商能力分析
主要包括：道路、桥梁、给水、排水、电力、输气、供热、通信等子系统。城市生命线是对国计民生有重大影响的“城市大动脉”，强调系统化的安全管理和可持续发展，城市生命线系统完好率是衡量一个城市社会发展、城市基础建设水平及生态安全的重要指标。[2]
城市生命线工程主要具备以下特征：
（1）公共性：提供城市公共基础服务，管理模式以政府管理为主、人民参与为辅；
（2）机能性：由若干专业环节组成，每个不同专业领域具有独有的作用与能力；
（3)系统性：多以网络系统的形式存在，包含多类别、多权属、布局复杂的综合系统和多种多样的结构类型，分布地域广泛、环境复杂；
（4）关联性：每个专业领域相互关联、相互耦合，容易产生连锁效应和衍生灾害。
我国公共基础设施体量大，桥梁、隧道数量/轨道交通运营里程等均为世界首位。随着城市的快速发展，各类问题日益突出[3]，主要包括：
（1）桥梁、地铁等安全事故频发，致灾因子多样，外因包括自然灾害、人为破坏、超负荷运行等，内因包括结构设计不合理、使用变形等，一旦出现问题，带来的次生灾害严重。
（2）现代城市基础设施多数处于超负荷状态，老化现象日益突出、分布环境复杂、承载力下降，安全事故隐患排查困难。
（3）城市生命线涉及专业领域众多，数据和服务遍及城市各个层级和不同方向的组织或实体，跨域信息共享与处置联动困难。
（4）整体信息化建设水平落后，安全事故预测预警和快速处置难，智能分析、辅助决策水平函待提高。
3重点行业智慧化需求及解决方案
以下针对城市生命线重点行业一一城市桥梁、综合管廊的智慧化应用进行分析。
3.1智慧桥梁
智慧桥梁以桥梁健康为重点监测对象，基于智能传
感、云计算、人工智能等技术，实现对在役桥梁的实时动态监测。智慧桥梁的业务架构如图1所示，核心应用需求包括：（1）结构响应数据监测：监测并记录桥梁结构的各项指标（动力特性、物理参数、变形、应力/应变等）；（2）环境荷载数据监测：对桥址处环境的监测（温度、风速、交通荷载等）；（3）损伤识别、事故预警：发现和识别各类损伤、事故，并做出应急预警。
图1智慧桥梁业务架构
智慧桥梁为桥梁的安全运营、日常养护、风险预警、事故原因分析等提供依据，可分别面向政府管理部门、科研机构、检测中心、设计单位、施工管理单位和业主管理单位等用户提供监测结果、预警信息，达到保障和延长桥梁使用寿命、预防塌事故的目的。
3.2智慧管廊
智慧管廊集成物联传感、空间信息（GIS）、建筑信息模型（BIM）、物联网、云计算、大数据、人工智能、知识管理等技术，对综合管廊的相关信息进行统一采集、统一处理和分析。核心应用需求包括：（1）智能感知监控：物联网与BIM技术结合，构建综合管廊三维数字模型，对地下管廊空间及附属设施、管线本体及管线设备、入廊人员等状态信息数据进行共享整合、智能分析和处理控制，实现动态监测、健康诊断、安全评估、辅助决策、应急调度等功能。（2）智慧运营运维：实现日常运营管理智能化，包括值班排班、资产/档案/设备管理、智能巡检等。如图2所示。
通过数据共享和业务协同，可实现管廊规划、设计、建设、运营和维护等全方位的智慧化管理与运营，有助于提高管廊运维管理效率，保障管廊安全，为城市正常运转提供支持，可面向管廊运营管理企业、入廊管线权属单位、行政监管部门、应急部门等用户及社会公众提供专项服务。
图2智慧管廊业务架构