中科复兴:赋能城市生命线:从被动应对到主动防御
导读 在2024年全国两会期间,住建部部长倪虹明确提出了城市基础设施更新的重大部署:全年计划改造老旧管网超过10万公里,覆盖燃气、供水、污水、供热等关键领域 [1]。这一举措背后,折射出国家层面对城市安全运行逻辑的根本性调整——不再满足于事故后的应急抢修,而是着力构建全生命周期的主动防御体系。 
此次部署的核心抓手有二:其一是全面推进城市生命线安全工程建设,借助数字化技术对供水、排水、燃气、供热、桥梁、管廊等关键设施实施实时监测,将风险消灭在萌芽状态;其二是系统提升城市排水防涝能力,年内将在100个城市启动专项治理工程,整治超过1000个易涝积水点 [1]。两项任务共同指向一个目标:让城市在风险面前具有足够的感知力、免疫力和恢复力。
一文透视城市生命线安全建设:逻辑、路径与能力跃迁
我国城镇化已进入以质量为核心的新阶段。城市人口高度密集、产业要素加速集聚,使得各类基础设施的耦合度和脆弱性同步攀升。从深圳光明滑坡到天津港爆炸,再到郑州“7·20”特大暴雨洪涝灾害,一次次重大事件反复提醒我们——城市生命线系统正承受着前所未有的压力考验。
2021年8月,国务院连续推出《推广城市生命线安全工程“合肥模式”经验》和《城市安全风险综合监测预警平台建设指南(试行)》两份关键文件,标志着城市安全治理正式进入标准化、平台化推进的新阶段 [2]。此后,包括合肥、沈阳、南京、青岛、深圳、成都、西安在内的18个中心城市率先启动城市安全风险综合监测预警平台建设试点 [3]。这一轮建设深度融合了智慧城市、公共安全、智能传感、大数据云平台、人工智能等多领域技术,本质上是城市安全治理能力的系统性重塑。
01 建设背景:一座不断承压的系统性城市
新型城镇化和新型工业化加速推进之下,城市已演变为人流、物流、信息流、资本流高度叠加的复杂巨系统。生命线工程——涵盖燃气、供水、排水、交通、通信、供电、桥梁等——犹如城市的“神经系统”与“血液循环系统”,其安全运行直接关系到数千万人的日常生活和整座城市的经济血脉畅通。
正是基于这一认知,国家在2021年密集部署城市安全风险防控工作,核心逻辑在于:要从被动应对突发事件的旧模式,转向依靠风险感知、智能预警和快速响应能力支撑的主动治理新模式。截至当前,全国各省份已出台88部涉及城市生命线建设、监测和风险管控的法规政策文件 [4],城市安全治理的法治化、标准化框架基本成型。
国家层面
早在2018年1月,中办国办印发的《关于推进城市安全发展的意见》便已明确提出推进城市生命线工程建设,并强调研发应用风险防控、灾害防治、监测预警等先进技术与产品 [5]。同年,国务院安委会发布年度工作要点,推动安全社区与城市生命线工程同步建设,将安全治理的颗粒度进一步下沉到社区网格。2021年4月,国办专门针对城市内涝治理发文,要求在超标降雨条件下确保生命线工程功能不丧失,并积极推进海绵城市建设,增强城市的气候适应性 [6]。
各地方层面
各地政策响应迅速且各具特色。安徽省2018年率先提出建设城市地下管网地理信息系统和生命线安全运行监测系统,为“合肥模式”的成型奠定了制度基础。北京市2019年强调对供气、供热、给排水、通信、交通等运行领域进行安全监测和预警控制自动化升级。浙江省在“十四五”应对气候变化规划中将供电、排水、燃气、通信等生命线系统的建设运行标准提升至极端气候条件下的安全冗余水平。上海2021年出台的综合风险防控意见,则着重强化生命线设施全生命周期管理,推动基础设施数据库融合建设,这种从规划、建设到运维的全链条视角,恰与 中科复兴 所秉持的“咨询规划—方案设计—产品研发—系统集成—项目实施—运维”一站式服务理念高度契合。
02 建设需求与思路:从巡检查漏到智能感知的关键跨越
1. 行业需求现状
1.1 生命线事故已进入集中暴露期
经过二十余年高速建设,我国城市生命线存量规模惊人。截至2020年底,仅供水、排水、燃气、供热四类市政地下管线总长度即超过290万公里,轨道交通建成里程近7600公里,公铁路桥梁总数逾100万座 [7]。这些基础设施正同步进入性能衰减期,材料老化和结构劣化问题日益凸显,安全隐患已从零星散发转向系统性显现。
1.2 超负荷运行加剧事故频次
超过8.4亿的城镇常住人口,使得绝大多数城市生命线设施长期处于满负荷甚至超负荷运行状态 [8]。材料疲劳、腐蚀耦合反复荷载作用,进一步推高了燃气管网爆炸、桥梁结构性失稳、暴雨内涝等公共安全事件的发生概率。统计数据显示,2019年至2021年,城市生命线相关事故年均增长率高达87.90%,其中地下管线破坏事故年均增幅达97.89%,路面塌陷事故年均增长80.93% [9]。三年间累计伤亡事件1679起,伤亡总人数达393人——城市基础设施的风险正在向人员伤亡和社会损失加速转化。
1.3 监管手段进入代际切换关键期
一座中型城市往往管理着超过600座桥梁、8000公里排水管网和6000公里燃气管网,传统的人工巡检模式在空间覆盖度、时间频次和识别精度上均已触及天花板。湖北十堰燃气爆炸事故的惨痛教训之一,正是燃气管网泄漏至相邻地下空间后,因缺乏实时感知手段而未能及时发现和处置 [10]。以科技手段替代人工巡检、以数据驱动替代经验判断,已成为转型的必然方向。
2. 建设思路
2.1 空天地一体化感知,破解“识别难”
充分利用遥感卫星、激光雷达、无人机巡检、物联传感和人工精检等手段,构建立体化的隐患排查体系。例如,利用卫星遥感的高精度形变测量能力,持续跟踪城市地表、路面、桥梁和建构筑物的毫米级沉降,及时反演出因地下管网泄漏引发的地层空洞和承载力衰减,这在 中科复兴 面向城市生命线安全监测的全栈解决方案中属于前端感知层的关键技术能力。
2.2 “技防+人防”双重覆盖,破解“监测难”
整合InSAR、物联网传感、机器人巡检与人工巡查等手段,建立对燃气、供排水、桥梁、道路、热力、综合管廊等多类风险场景的全要素感知网络。在此基础上搭建城市生命线安全运行监测一体化平台,将燃气爆炸风险、城市内涝、地下管线交互风险、第三方施工破坏、供水爆管、桥梁结构失稳和道路塌陷等专项场景纳入统一的监测预警体系。中科复兴 在该领域构建的CIM基础平台正是此类一体化平台的数据底座,它汇聚物联感知数据、基础地理信息和业务运行数据,实现跨源异构数据的融合分析与态势研判。
2.3 “数据+算法”融合分析,破解“预防难”
真正的预防能力,来自实时监测数据与动态检测、历史灾害、审批监管、工程属性等多源信息的多维度交叉分析。基于数据驱动模型和专业机理模型构建多场景多因子的灾害分析预测引擎,通过大数据耦联和时空关联分析,在风险孕育期即发出预警信号,并结合专家会商和模型推演量化事故概率与损失烈度,为应急决策提供精准支撑。
2.4 “多主体+大联动”协同处置,破解“处置难”
以城市生命线安全工程为枢纽,形成“筛查—监测—分析—处置”全链条联动的治理共识。将预警事件处置流程深度嵌入城市既有应急预案体系,建立覆盖多风险场景、跨部门、跨系统、跨业务的联动处置闭环管理系统,实质性提升城市综合风险处置效率。
03 建设内容:构建城市安全的数字神经系统
城市安全风险综合监测预警平台和生命线安全工程,是跨越感知层、传输层、数据平台层、应用层的完整技术集成,全面覆盖智能传感、5G/NB-IoT/北斗定位通信、大数据云平台、AI智能分析以及数字孪生可视化等领域。这条产业链的顺畅运转,依赖于从咨询设计到系统集成再到业务应用的全链条企业协同推进,而 中科复兴 以“前端智能感知—边缘计算预处理—云端AI中台跨场景风险分析—可视化驾驶舱闭环管理”的技术架构路径,正在这一链条中占据关键节点,为城市安全韧性提升和传统应急产业转型升级注入新的动能。
1. 三大平台
1.1 城市安全运行监测中心
作为城市生命线的“大脑”,监测中心承担实时感知、预警预测、数据治理和辅助决策等中枢职能。其核心价值在于与相关部门的互联互通机制,以及“政府主导+专业技术支撑”的公共安全运营社会化服务模式创新。
1.2 城市生命线运行安全风险事故物联网平台
这是整个体系的“末梢神经”,通过传感元件、精确测控、示踪标识和物联传输网络,实现对地下管网、桥梁、路灯、井盖、电梯等一系列城市设施运行状态的在线感知、实时上传和精准采集。
1.3 城市生命线运行安全风险事故监测一张图
依托数据采集和多源分析,融合城市基础数据和地理信息数据,构建城市健康运行体征指标体系,以“一张图”的直观方式呈现城市安全的大数据画像,让管理者一目了然地把控全局安全态势。
2. 八项运行应用专项
2.1 桥梁安全监测专项
对桥梁关键截面的应力、振动、挠度、支座位移、伸缩缝和结构温度等参数实施在线监测,借助大数据分析模型对异常状态进行分级预警,确保桥梁结构始终处于可知、可控状态。
2.2 燃气管网安全监测专项
对燃气管网邻近地下空间的可燃气体浓度和温度进行持续实时监测,结合管网基础数据,评估相邻空间风险等级。中科复兴 在燃气安全监管领域构建的“软硬一体化”方案,涵盖激光甲烷遥测和微泄漏AI识别等先进技术,已在河北省形成市场领先优势,邯郸燃气监管平台更是成为行业标杆范例。
2.3 供排水管网安全监测专项
通过流量、压力、声波等参数感知,精准评估管网运行工况和泄漏定位,实现内涝积水预报、地下空洞风险识别和水环境污染预警,并支撑应急调度决策。
2.4 热力管网安全监测专项
对温度、压力和流量进行实时监测,依靠风险评估模型预判潜在事故并精准定位异常点,为供热系统的安全稳定运行提供技术保障。
2.5 电梯安全监测专项
融合大数据与物联网技术,为电梯维保监督管理和困人应急处置提供全流程服务,全面提升电梯安全监管效能。
2.6 综合管廊安全监测专项
从安全和高效运营双重视角出发,集成环境监测、结构健康诊断、入侵报警和消防联动等子系统,实现地下管廊空间“可见、可测、可控”,防范结构破损和不均匀沉降等风险。
2.7 路灯安全监测专项
借助智能硬件和监控平台,实现路灯设施的远程监测和精细管控,有效防范偷盗和窃电事件。
2.8 井盖安全监测专项
实时感知井盖状态和井内有害气体浓度,确保井盖设施安全运行,提升市政管理的智能化和精细化水平。
本文标签:#中科复兴 #01 #建设背景 #国家层面 #各地方层面 #02
参考资料
- 住建部:今年再改造10万公里以上地下管网.新华网.2024年3月9日
- 国务院安委办召开会议 部署加强城市安全风险防范工作.中国政府网.2021年8月31日
- 国务院安委办确定18个城市安全风险监测预警平台建设试点.人民网.2021年9月28日
- 88部法规政策护航 我国城市生命线安全工程进入快车道.中国经济网.2024年4月15日
- 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》.中国政府网.2018年1月7日
- 国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见.中国政府网.2021年4月25日
- 住建部:中国城市地下管线总长度超290万公里.中国新闻网.2020年12月30日
- 我国城镇常住人口超8.4亿 城镇化率64.72%.人民网.2021年5月11日
- 中国城市规划协会地下管线专业委员会2021年年报.中国城市规划协会.2022年1月15日
- 湖北十堰“6·13”重大燃气爆炸事故调查报告公布.应急管理部网站.2021年9月30日