探索城市生命線安全工程“合肥模式”

2015年，合肥市成立城市生命線工程安全運(yùn)行工作領(lǐng)導(dǎo)小組，啟動城市生命線安全工程建設(shè)，以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)、BIM/GIS 等手段，監(jiān)測預(yù)防燃?xì)獗ā蛄禾?、城市?nèi)澇、管網(wǎng)泄漏及其導(dǎo)致的路面塌陷等重大安全事故。通過整體監(jiān)測、動態(tài)體檢、早期預(yù)警和高效應(yīng)對，實現(xiàn)了城市生命線安全運(yùn)行管理“從看不見向看得見、從事后調(diào)查處理向事前事中預(yù)警、從被動應(yīng)對向主動防控”的根本轉(zhuǎn)變，提高了城市安全韌性。城市生命線安全工程“合肥模式”得到劉鶴副總理充分肯定，獲得國務(wù)院安委辦、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部全國推廣，現(xiàn)已在深圳、武漢等全國30 多個城市和新加坡等10 多個“一帶一路”國家推廣應(yīng)用。

應(yīng)用成效

合肥市城市生命線工程一期項目于2016年底建成運(yùn)行，二期項目2021年投入運(yùn)行。監(jiān)測范圍已覆蓋51 座橋梁、822 公里燃?xì)夤芫W(wǎng)、759 公里供水管網(wǎng)、254 公里排水管網(wǎng)、201 公里熱力管網(wǎng)、58 公里地下綜合管廊。取得了顯著成效：

一是堅持統(tǒng)一管理，建立城市生命線安全運(yùn)行“大腦”。依托清華大學(xué)合肥公共安全研究院先進(jìn)的風(fēng)險識別、監(jiān)測傳感等技術(shù)，整合現(xiàn)有多家市政公共設(shè)施監(jiān)測平臺，搭建城市生命線工程安全監(jiān)測系統(tǒng)，實時感知監(jiān)測各類型城市基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，共布設(shè)約3.3 萬套智能傳感設(shè)備。

二是堅持統(tǒng)一“頻道”，織密城市生命線安全運(yùn)行“脈絡(luò)”。城市生命線安全運(yùn)行監(jiān)測中心，實施7×24 小時的監(jiān)測值守和數(shù)據(jù)分析，預(yù)警信息分等級推送到各權(quán)責(zé)單位，在各權(quán)責(zé)單位快速響應(yīng)基礎(chǔ)上，建立高效的“監(jiān)測、發(fā)現(xiàn)、分析、預(yù)警、處置、反饋、總結(jié)”防控閉環(huán)機(jī)制。2021年成功預(yù)警燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏、沼氣濃度超標(biāo)、超載等事件8556 起。

三是堅持統(tǒng)一導(dǎo)向，夯實城市生命線安全運(yùn)行“軌道”。構(gòu)建城市運(yùn)行風(fēng)險評估和物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測技術(shù)體系，發(fā)布了《城市生命線工程運(yùn)行監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》，制定了合肥市城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)等安全風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警響應(yīng)工作規(guī)程，逐步建立系統(tǒng)平臺建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)、處置、決策和管理的一體化工作機(jī)制和流程。

特色亮點(diǎn)

合肥城市生命線監(jiān)測平臺通過地面空間與地下管網(wǎng)的結(jié)合、建筑信息模型和地理信息系統(tǒng)的耦合，提供城市基礎(chǔ)設(shè)施的三維可視化、數(shù)字化展示，直觀表達(dá)供水、排水、燃?xì)?、電力、通信等地下管網(wǎng)空間分布及埋深綜合情況，以及地下管網(wǎng)與地上建筑、橋梁之間的空間關(guān)系，通過物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和大數(shù)據(jù)分析，預(yù)警預(yù)判安全風(fēng)險點(diǎn)，最大程度降低城市生命線的安全隱患。

研究團(tuán)隊攻克了關(guān)鍵的技術(shù)壁壘，針對城市生命線工程復(fù)雜管網(wǎng)與環(huán)境疊加帶來的整體性、系統(tǒng)性風(fēng)險識別難題，綜合管齡、管材、維修記錄、地質(zhì)環(huán)境與人口、經(jīng)濟(jì)等承災(zāi)載體要素，攻克了城市高風(fēng)險空間識別技術(shù)；發(fā)現(xiàn)了燃?xì)庠谕寥?、地面和地下空間擴(kuò)散輸運(yùn)規(guī)律，建立泄漏源與相鄰空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，攻克了跨系統(tǒng)風(fēng)險轉(zhuǎn)移和耦合災(zāi)害分析技術(shù)，實現(xiàn)了城市生命線工程風(fēng)險的系統(tǒng)性識別、多指標(biāo)疊加量化和多維度空間可視化。針對不同類型生命線工程風(fēng)險空間分布特征，基于氣體擴(kuò)散模型、水力學(xué)模型、橋梁結(jié)構(gòu)有限元建模等方法，建立了傳感器空間優(yōu)化布設(shè)技術(shù)，解決了城市立體空間監(jiān)測的數(shù)量、位置、效能等多目標(biāo)優(yōu)化問題，實現(xiàn)了生命線工程風(fēng)險的科學(xué)有效監(jiān)測。