實施市政基礎設施智能化，提高運行效率和安全性能

文｜付明

城市市政基礎設施是保障城市正常運行和健康發展的物質基礎，也是實現經濟轉型的重要支撐、改善民生的重要抓手、防范安全風險的重要保障。黨的二十大報告指出，加強城市基礎設施建設，打造宜居、韌性、智慧城市，推動公共安全治理模式向事前預防轉型。構建系統完備、高效實用、智能綠色、安全可靠的現代化城市基礎設施體系，對更好地推進以人為核心的城鎮化，推動高質量發展具有重大意義，是確保“十四五”時期城市社會經濟全面、協調、可持續發展開好局起好步的重要基礎。

一、城市市政基礎設施是城市運行和發展的命脈

城市市政基礎設施是國民經濟發展的“穩定器”。我國城鎮化率已經超過65%，城市發展進入了從“增量擴張”轉向“高質量發展”的新階段。我國市政基礎設施規模迅速擴張、類型多樣化，2010年至今，其建設固定資產投資總額一直處于增長狀態，一般占全社會固定資產投資的15%以上，2020年底投資額達到2.2 萬億元。在當前城市的新發展階段，在“新基建”“新城建”的牽引下，融合物聯網應用和智能化建設將促進城市市政基礎設施這一經濟“穩定器”穩定發揮作用，有力支撐智慧城市構建和社會治理能力提升。

城市市政基礎設施安全是城市高質量發展的“里子”問題。城市市政基礎設施安全風險呈現災害耦合、事故連鎖、單災種監測難以應對、人口產業密集、事故危害大等新特征，

前期城市建設中“欠賬”嚴重導致的管道“跑冒滴漏”、停水、停電等嚴重威脅市政基礎設施安全運行。城市市政基礎設施在城市地上與地下空間相互交叉耦合，各類安全風險相互交織，一旦發生災害事故，容易形成大規模、復雜的次生衍生災害。解決城市市政基礎設施的“里子”問題，是增強城市安全韌性、建設安全發展城市的核心要務。

二、城市市政基礎設施智能化建設的總體思路

城市市政基礎設施智能化改造涉及門類多樣、權屬交叉，是一項系統性工程。堅持人民至上、生命至上，按照“統籌規劃、整合利舊、分步實施”建設思路，充分整合行業主管部門和燃氣、供熱、供水、排水等權屬企業已有基礎，在匯聚融合的基礎上，面向城市安全風險重點防控對象，補齊規劃建設和安全管理短板，創新常態化監測、動態化預警、協同化處置機制，實現城市市政基礎設施運行的整體監測、動態體檢、早期預警和高效應對。

——統籌推進、協同治理。處理好發展與安全、地上與地下、建設與管理的關系，結合城市體檢、城市更新等工作，統籌好城市市政基礎設施綜合整治提升計劃，合理安排工作重點與時序，因地制宜，逐步完善。

——問題導向，精準發力。從城市整體安全運行出發，以預防燃氣爆炸、橋梁坍塌、城市內澇、管網泄漏及其導致的路面塌陷等重大安全事故為目標，構建系統立體、智慧化的城市市政基礎設施安全“前置防線”，有效防范和堅決遏制重特大安全事故發生。

——科技引領，數字賦能。以場景應用為依托，以公共安全科技為核心，充分運用5G、建筑信息模型（BIM）、物聯網、人工智能、大數據、云計算等技術，開展城市市政基礎設施運行監測預警技術產品研發和迭代升級，提升管理效率和監測防控能力。

——試點先行，整合提升。充分整合城市安全管理現有成果、共享相關信息資源，整體謀劃、系統推進、試點先行、集約建設。逐步推動跨部門、跨區域、跨層級業務應用和融合共享，建立健全城市市政基礎設施統籌規劃、協同建設、共同巡檢等機制，構建權責清晰、齊抓共管的管理體制，搭建城市運行管理“一網統管”體系。

三、城市市政基礎設施智能化建設的重點任務

市政基礎設施智能化建設從城市整體安全運行出發，以預防燃氣爆炸、橋梁倒塌、城市內澇、路面塌陷、大面積停水停氣等重大安全事故為目標，以公共安全科技為核心，以物聯網、云計算、大數據等信息技術為支撐，透徹感知城市運行狀況，分析生命線風險及耦合關系，實現對市政基礎設施的風險識別、透徹感知、分析研判、輔助決策，使市政基礎設施管理實現“從看不見向看得見、從事后調查處置向事前事中預警、從被動應對向主動防控”的根本性轉變。

（一）建立城市市政基礎設施風險評估體系

依托自然災害綜合風險普查和城市市政基礎設施普查等工作基礎，全面掌握燃氣、供水、排水、熱力、橋梁等城市市政基礎設施建成年代、位置關系、運行現狀等信息，匯聚多專業、多來源、多格式數據并統一交互格式，對具備條件的重點設施，利用BIM 作為數據基礎，不斷完善城市市政基礎設施管理數據庫。

摸清城市市政基礎設施基礎“底數”。充分運用前期已開展的地下管線普查等工作成果，按照住房和城鄉建設部等相關行業技術規程，摸清市政基礎設施種類、構成、規模等情況，梳理設施產權歸屬、建設年代、結構形式等情況，理清設施功能屬性、位置關系、運行狀況等信息，掌握設施周邊水文、地質等外部環境，建立設施危險源及隱患管理臺賬。

夯實城市市政基礎設施數據底座。對重點區域地下管網、橋梁、建筑物等開展BIM 三維建模，整合包括覆蓋地上地下的市政基礎設施數據、國土空間地理數據、BIM 數據、社會資源數據、物聯感知數據等，統籌構建城市市政基礎設施安全運行監測一網統管的數字底座。加強數據實時更新和互聯共享，保障城市市政基礎設施信息要素真實準確、高效利用。

開展城市市政基礎設施風險評估。在城市市政基礎設施數據收集和整理的基礎上，針對燃氣、供水、排水、熱力、橋梁、隧道、綜合管廊等重點領域，組織開展風險評估，制定風險評估標準，建立風險評估模型，結合城市體檢等方法全面分析城市市政基礎設施的風險源、風險事件及其原因和潛在后果，編制風險清單和繪制風險四色圖，編制城市市政基礎設施風險評估報告，明確重點監測區域、環節和監測對象。將風險評估結果作為基礎設施智能化建設的重要依據。

（二）開展重點領域城市市政基礎設施智能化改造

整合燃氣、熱力、供水、排水、橋梁等管理信息系統已有基礎，開展重點領域城市市政基礎設施智能化改造，結合城市市政基礎設施運行特點，積極推進智能化感知設施建設，建設城市基礎設施安全運行監測系統，全面掌握城市市政基礎設施運行狀況，對管網漏損、防洪排澇、燃氣安全、橋梁垮塌等進行整體監測、及時預警和應急處置。

創新城市基礎設施安全監測“1+2+3+N”設計模式。“1”是建設城市運行監測中心，為城市運行日常監測和城市安全報警處置提供支撐；“2”是建設城市安全運行監測一張網和綜合管理一張圖，實現監測“一網控”、風險“一圖覽”；“3”是建設城市安全大數據系統、安全保障體系和標準規范體系3 大基礎支撐體系；“N”是建設燃氣、供熱、供水、排水、橋梁、隧道、綜合管廊等運行監測智慧應用。

城市運行監測中心依托已有物理場所等基礎建設城市安全運行監測中心，實現7×24 小時值守，平時是城市安全實時監控、綜合展示、預測預警、風險分析、熱線服務、隱患排查的安全運行監測中心；戰時是信息報告、綜合研判、輔助決策、資源協調、指揮調度的指揮中心。

城市安全運行監測“一張網”由延伸到風險點、危險源、重要基礎設施、重點防護目標的物聯網和數據傳輸網絡共同構成，包含燃氣、供熱、供水、排水、橋梁、隧道、綜合管廊等安全監測網，實現城市整體安全運行狀態的實時監測和智能感知。“一張圖”整合地下管線等城市規劃建設管理信息資源，接入城市安全運行監測網實時數據、專業部門相關信息化系統數據，以一張圖呈現城市安全運行情況，建立一套城市健康運行體征指標體系，以多角度、多維度清晰展現城市安全大數據畫像，實現各個專項應用實時監測監控數據匯聚，為各專項應用提供綜合分析研判支撐。

城市安全運行大數據在現有信息化系統數據交換與共享的基礎上，整合接入已有平臺數據，構建城市安全運行大數據服務系統，實現城市基礎數據、運行實時監測數據、管理部門業務數據、社會數據等的匯聚和大數據挖掘。安全保障體系為系統平臺運行提供安全的網絡運行環境和應用安全支撐，確保信息傳輸、交換和存儲處理等信息安全。建立城市安全標準規范體系，規范各部門系統數據報送格式、城市安全監測系統建設和運行管理流程，構建城市基礎設施運行監測標準體系。

運行監測智慧應用整合已有城市安全相關數據，同時匯聚新建的城市監測數據，結合各業務管理部門實際需求，對實際管理的城市單元進行應用專項感知網建設，以滿足城市精細化管理需要。根據需求建設燃氣、供熱、供水、排水、橋梁、隧道、綜合管廊等應用場景，并充分考慮未來的可擴展性。加快燃氣、熱力智能化建設與改造，針對燃氣管網及其相鄰地下空間、用氣餐飲場所等關鍵部位安裝監測設備，強化燃氣和熱力管線運行監測、泄漏檢測和排放監管。加快供水、排水基礎設施智能化建設與改造，構建供排水系統運行監測物聯網，加快管網調度、漏損控制、內澇預警、水質預警等模型應用。加快橋梁、隧道智能化建設與改造，強化探地雷達、衛星遙感、北斗及智能傳感器應用，對特殊結構、長大跨、交通流量大、橋面易結冰等高風險橋梁的關鍵部位進行安全監測。結合城市地下綜合管廊建設，同步加強對廊體結構和廊內環境與設備等監測數據的采集和應用。

（三）構建城市運行管理“一網統管”體系

按照集約化、科學化、實用化原則，建立數據匯集、系統集成、聯勤聯動、共享開放機制，構建城市運行管理“一網統管”體系，增強城市風險防控統籌協調能力，提升城市安全運行管理的科學化、精細化、智能化水平。

建立城市運行監測運營機制。探索社會化服務模式，依托第三方專業力量，形成以住建（城管）部門為牽頭負責，以政府相關部門為行業監管，以風險所屬單位為責任主體，以第三方專業力量為運營機構的運營機制，實現城市運行監測中心持續良好運營。

推進城市運行管理流程再造。實現管理要求、技術運用和處置流程的緊耦合，逐步形成動態感知敏銳、任務生成智能、指令派發扁平、承接處置高效、評估考核科學的管理閉環。從傳統人工處理向“機器派單、智能管理”轉變，實現“指令到人”，做好內部事項處理“小閉環”，實現“發現、立案、派單、處置、核查、結案”閉環管理。

健全城市運行協調聯動體系。以城市基礎設施安全運行監測系統為抓手，建立橫向聯通各部門，縱向貫穿市、區、街（鎮）網格、社區五級的常態化監督、指揮和協調管理體系，推動跨部門、跨區域、跨層級應用，強化城市的綜合治理、統籌協調、指揮監督和綜合評價，提升城市管理精細化水平。

構建城市運行評價指標體系。依托城市運行監測中心，對城市基礎設施運行進行運行態勢分析和綜合研判，定期發布城市安全運行綜合指數和各行業健康指標。健全細化定量考核與定性評價相結合、分區域考核與分行業考核相結合的城市基礎設施安全運行監測考核評價機制，深化政府引導、市場運作、社會協同、市民參與的城市基礎設施安全運行監測格局。

（四）創新城市基礎設施智能化建設和運行模式。

圍繞城市基礎設施安全運行監測系統的建設需求，不斷創新管理理念、手段和模式，鼓勵和引導社會資本通過公開、公平、公正方式參與市政基礎設施建設和運營維護，探索政府和社會資金合作建設模式，推動形成政府主導、市場運作、多方參與、共建共贏的新模式。

統籌安排城市更新資金，發行實施專項債券，用于支持城市基礎設施智能化建設工作。充分發揮國有企業在城市基礎設施智能化建設中的引領作用，形成多元化投融資體系，鼓勵發展股權投資基金。鼓勵積極利用國家政策性金融對城市基礎設施運行監測的支持政策籌集資金。引導商業金融機構創新服務產品，支持城市基礎設施運行監測資金籌措。

四、城市市政基礎設施智能化建設的對策建議

（一）科學制定建設總體規劃和協同聯動機制

在黨的二十大報告精神和國家“十四五”規劃指導下，參考借鑒先行探索城市的經驗做法，編制市政基礎設施發展總體規劃和協調聯動機制。

從總體規劃上，將市政基礎設施智能化建設分為應用層、平臺層、網絡層和感知層四個層級。在應用層面，首先明確市政基礎設施監測總體需求，合理劃分重點監測區域；其次，根據需求和重點區域，研究搭建智能感知與監測網絡的技術路線和解決思路；再次，在網絡層解決數據傳輸、數據融合、數據安全等問題，提高監測網絡功能的及時性、準確性與可靠性；最后在感知層面，重點關注監測傳感器的質量、數量與布設方式，優化傳感器在整個城市的布設網絡設計和底層感知方法，逐步實現城市市政基礎設施監測全覆蓋。

從聯動機制上，建議當地政府設立領導小組，構建統一領導、統籌調度、部門聯動、機制健全的城市市政基礎設施安全運行監測工作體系，加強城市基礎設施運行監測工作統籌和頂層設計，落實各項重點任務分工和各方責任，協調解決有關重大問題，逐步提升市政基礎設施監測智能化水平。

（二）構建共性技術平臺和標準規范體系

抓住城市高質量發展契機，依托國內優勢科研院所和高端智庫建立“城市基礎設施運行創新發展研究中心”，采取多種形式引導產、學、研、用企業及機構開展城市基礎設施安全監測關鍵技術、基礎軟件及重大裝備的研究開發，提供專家智庫支持、標準規范研究、關鍵技術引進、轉化及產業化應用，構筑自主創新技術產業和標準規范體系。

物聯網技術是搭建整個智能化監測網絡的重要基礎，直接影響到市政基礎設施監測質量和效益。將研發新一代高精度、低時延的傳感器作為發展重點，以基礎技術支撐頂層設計，以頂層設計指導基礎技術的應用方向，形成相互促進、相互依存的迭代升級氛圍。以精準全面的風險研判和智能預警平臺為依托，持續突破市政基礎設施智能監測預警技術，為城市管理者對潛在風險進行排查和防控提供決策支撐。

針對城市市政基礎設施各類高風險對象，組織多學科多專業人員梳理現行安全技術標準、管理規范，增加規范種類，更新技術內容，重點評估各類標準、規范的可行性，指導和規范市政基礎設施智能感知實施。創新“工業互聯網+”的模式，將技術標準、規范嵌入到平臺中，建立完善市政基礎設施智能化改造的標準規范體系。

（三）著力培育發展城市基礎設施產業集群

搭建城市基礎設施產業生態合作平臺，結合城市更新、基礎設施智能化改造，以市政基礎設施智能化建設為牽引，不斷豐富智能建造應用場景供給，引領和驅動風險評估、監測監控、預測預警、應急通信、指揮調度、救援裝備、大數據、物聯網等相關技術、產品和服務發展，構建城市基礎設施建設運行管理的新模式、新業態。

充分發揮新一代信息技術和產業優勢，促進5G、人工智能、物聯網等新興產業與城市基礎設施應用場景的深度融合，提升城市基礎設施監測設備的設計研發和集成能力，實現物聯網監測、大數據分析、防損評估服務、標準規范輸出、保險保障服務的全產業鏈打通，帶動城市基礎設施的生產、檢測、檢驗、維修產業和服務的發展，為提高社會治理能力、搶占“產業物聯網”制高點注入新動力。

瞄準城市基礎設施風險防控和應急處置各個環節，研發救援處置特種裝備與通用設備，構建檢測報警裝備、防爆設施、工業防滅火設施、泄壓止逆裝置、緊急處置裝備等系列裝備，帶動智能建造和智能制造關聯產業協同發展。