引言
随着城市建设的快速推进,城市运行系统愈加复杂,城市生命线不断经历着改建、扩建和新建,基础设施种类不断增加,数量不断增多,规模不断增大。城市生命线是由城市中的水力、电力、燃气、热力、交通等基础设施系统组成的,是保障公众日常生产生活和生命安全的基础防线。目前我国城市生命线基数大、增长速度快,市政管网总长超过200万kml1]。城市生命线具有基础性、公共性、系统性、关联性、专业性、复杂性和脆弱性的显著特征[2]。
城市生命线系统与各类自然灾害、重特大安全事故等公共安全事件,防控不当易引发耦合、叠加、连锁反应造成人员大量伤亡。2000年以来全国重特大事故发生在城市的比率约为53.4%,2010年以来全国一次死亡100人以上的重特大事故发生在城市的比例为75%。据应急管理部数据和公告,统计自2020年以来全国各地发生的重大安全事故见表1。多地重大安全事故相继发生,暴露出城市的安全风险防控意识淡薄、安全监测预警系统不完善、重救援轻预防、重预案轻预警等问题。研发科学的城市安全风险识别技术,建立高效的城市安全风险预警体系,建立完备的城市生命线安全监测体系,用以提升城市风险的感知与防控能力势在必行。

表12020一2023年城市生命线安全工程代表性事故 Table 1 Representative incidents of urbam lifehine safety projects, 2020-—2013

续表1
1城市生命线安全工程的建设依据
填补了现有标准空白;对打造城市生命线安全工程建设“江苏范式”具有重要的引领作用。
2018年1月国务院办公厅印发的《关于推进城市安全发展的意见》中明确提出:城市的发展需深入推进城市生命线安全工程建设,积极研发、推广和应用先进的安全技术和产品。城市现代化程度越来越高,城市规模不断扩大,城市的正常运转对生命线系统的依赖程度也越来越高,城市生命线系统安全的重要性日益凸显。
全国各省市也相继出台相关政策并开展城市生命线建设工作。安徽省出台的《关于推进城市安全发展的实施意见》中提出:深入推进城市生命线工程建设,建立集数据采集、管理、更新、分析于一体的城市地下管网地理信息系统,建设城市生命线工程安全运行监测系统,实现重大安全事件及时预警和快速响应;2019年,北京市人民政府办公厅印发的《关于推进城市安全发展的实施意见》(京政办发【2019]17号)中提出:强化供气、供电、供热、给水、排水、通信、交通等城市运行领域安全监测,推进城市生命线系统预警控制自动化;2021年,上海市颁布《上海市人民政府关于进一步加强城市安全风险防控的意见》。2022年,江苏省形成《城市生命线安全工程一城市基础设施安全运行智慧监管系统数据标准》(以下简称《数据标准》),用以提升城市基础设施规范化、智慧化管理水平和智慧城市的建设水平。《数据标准》有机融合了空间数据与非空间数据,建立了跨区域、跨层级数据汇聚组织体系,实现了城市基础设施安全运行基础数据、监管数据和监测数据的系统化融合,统一了行业监管协同和数据共享共用等方面的技术要求,
2城市生命线安全工程的建设成果和局限
2.1城市生命线在国内城市及行业取得的成果
2.1.1城市生命线安全工程的城市经验
在国内城市生命线安全工程的建设中,合肥市具有代表性。合肥成立了由市长任组长的城市基础设施安全工程建设推进工作领导小组,统筹推进城市生命线工程安全运行监测系统建设,初步实现前端传感器精准感知、监测系统精准分析、监测中心精准推送、多方联动精准处置“全链条”管理,保障城市安全有序运行[3]。
合肥城市生命线安全工程以公共安全科技为核心,以物联网、云计算、大数据等信息技术为支撑,针对城市基础设施的安全运行状态搭建监测物联网,建立监测运营体系,形成常态化监测、动态化预警、精准化溯源、协同化处置等核心能力,科学预防燃气爆炸、桥梁塌、城市内涝、管网泄漏及路面塌陷等重大安全风险。形成了城市生命线系统风险的及时感知、早期预测预警和高效处置应对的“合肥模式”。
2.1.2城市生命线安全工程的行业成果
国内安防、智能物联领域的头部企业一一海康威视以提升城市生命线管理的科学化、精细化、智能化水平为导向,针对城市预警与研判系统,开发了基于摄像机的智能感知联网平台,构建了统一的物联标准规范体系,融合新建的物联监测数据,对接多部门业务数据进行多维度融合研判;充分整合现有应急通信手段,构建了应急指挥信息化基础支撑体系;围绕
“体系化汇聚整合的感知监测、多维度融合研判的预警分析、跨行业协同调度的决策处置”,构建了城市生命线预警监测系统。汉威科技依托物联传感器,在燃气安全、城市管网、城市排涝、桥梁安全等城市生命线领域均有相应的专用传感器产品和物联网方案,构建了从感知层到数据层、平台层再到应用层的软硬件全面覆盖的“城市生命线”整体解决方案。
2.2城市生命线安全工程的局限性
2.2.1“感知智能化”整体水平不高
总的来说,目前在国内城市生命线安全工程的建设中,由于缺乏目标导向的建设规划和科学合理的智能化体系架构,导致各专业之间的数据交互不能有效实现,无法实现多模态综合感知能力,因此整体的感知系统运维效能偏低,不能满足城域级城市生命线发展。而且城市生命线的运维保障体系目前尚处于信息化的初级阶段,设备“在线率”、报警“准确率”等关键指标普遍偏低,设施运维投入费用过高,制约了城市生命线体系规模发展。
2.2.2“认知智能化”缺乏数据支撑体系
在各地城市生命线安全工程建设中,受限于安装加载、产品设备、能源供给、通信网络、维护水平等条件,普遍存在着数据采集能力不足、数据丰富程度不够、数据回传速率偏低等问题,导致后台对于信息的认知与现场实际状况存在偏差。同时由于数字化发展的背景下,数据标准不统一,技术“七国八制”等问题,城域级感知系统的全链路闭环模式尚未打通。
2.2.3“决策智能化”尚无实践应用场景
更重要的是,由于上文所述问题,如信息传达不及时、准确率不高、点位不精准、覆盖面不全等问题,决策端无法做出正确有效的反应。城市生命线安全工程目前完全不具备“决策智能化”的水平,更是缺乏其应用场景,需要通过全域性、复用性、数字化、数智化感知体系的进一步建设,最终实现城市生命线全体系、全过程的“决策智能化”。