近日，辰安科技黨總支書記、董事長鄭家升，長沙數(shù)字集團有限公司黨委副書記、總經(jīng)理楊文華，在住房和城鄉(xiāng)建設部主管的《中國建設信息化》雜志發(fā)表署名文章《數(shù)字賦能城市安全運行，提升城市發(fā)展本質(zhì)安全水平》。原文如下：

數(shù)字賦能城市安全運行

提升城市發(fā)展本質(zhì)安全水平

? 一、建設背景

《國家第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》提出實施城市更新行動，建設韌性城市，構(gòu)建系統(tǒng)完備、高效實用、智能綠色、安全可靠的現(xiàn)代化基礎設施體系。2023年，習近平總書記在雄安新區(qū)建設座談會上提出“要在充分利用地下空間上下功夫，著力打造一個沒有城市病的未來之城，真正把高標準的城市規(guī)劃藍圖變?yōu)楦哔|(zhì)量城市發(fā)展現(xiàn)實畫卷?！? ?

長沙市新型智慧城市和數(shù)字政府建設工作領導小組于2022年1月4日正式發(fā)布《長沙市城市生命線工程建設實施方案》，明確項目總體建設目標和工作任務。

根據(jù)實施方案及新型智慧城市發(fā)展相關要求，到2025年底全面構(gòu)建城市生命線安全運行管理“1+1+N”模式，基于全市各行業(yè)已有安全監(jiān)測設備和平臺的基礎上，擴大和增加前端探測和感知設備部署范圍，具備匯數(shù)據(jù)、能監(jiān)測、會預警、快處置的效果，建立建全安全監(jiān)測感知網(wǎng)絡，形成一系列配套制度和標準，完善監(jiān)測預警運行機制，加強城市生命線前端數(shù)據(jù)監(jiān)測能力，便于管理部門監(jiān)管與決策，保障人民生命財產(chǎn)安全，為推動城市安全發(fā)展提供堅實保障。

長沙市城市生命線管理系統(tǒng)（基礎平臺部分）項目于2023年9月啟動建設，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進信息技術，結(jié)合先進的城市安全管理理念，建立覆蓋全市、統(tǒng)籌利用、統(tǒng)一接入的城市生命線安全運行大數(shù)據(jù)平臺；建立科學、規(guī)范、系統(tǒng)、動態(tài)的城市生命線安全管理與保障長效機制；構(gòu)建全方位物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測、評估與精細化治理的立體化城市安全網(wǎng)；創(chuàng)新“統(tǒng)一高效、指揮可靠、快速協(xié)同”的生命線安全管理和風險主動防控新模式。

二、建設內(nèi)容

長沙城市生命線安全管理系統(tǒng)依托一個核心管理平臺（城市安全運行一張圖+城市安全管理系統(tǒng)）和一個城市生命線數(shù)據(jù)倉庫，可實現(xiàn)對燃氣、排水、供水、路面塌陷、城市內(nèi)澇等N個專項應用數(shù)據(jù)匯聚、融合和分析，為各主管部門提供專項監(jiān)測預警、分析研判、應急協(xié)同調(diào)度等功能。項目建成后將有效整合全市城市生命線工程現(xiàn)有前端感知數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r監(jiān)測到新型城市基礎設施的運行狀態(tài)，對城市安全風險進行預測和預判，為助推長沙市經(jīng)濟朝著全面、健康、有序、穩(wěn)定、可持續(xù)方向發(fā)展提供堅實保障。

1、打造城市生命線運行指揮中樞

建設城市生命線運行指揮中樞平臺（城市生命線管理系統(tǒng)），依托城市安全運行一張圖和城市安全管理系統(tǒng)，實現(xiàn)生命線各個單項實時監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)的匯聚，進行綜合分析研判、展示與輔助應急處置決策等服務，實現(xiàn)城市生命線立體、精細化、實景化的城市場景數(shù)據(jù)展現(xiàn)、查詢、分析，實現(xiàn)整個城市生命線的綜合管理，全方位保障城市生命線日常運行管理和突發(fā)事件高效處置，同時也為各單項提供綜合分析研判支撐。

（1）打造城市安全一張圖

長沙市城市安全運行一張圖的建設主要依托長沙市時空信息云平臺、數(shù)字底圖和 長沙市城市信息模型（CIM）基礎平臺的地理信息數(shù)據(jù)、二維地圖、三維模型、BIM模型、工程建設項目信息等基礎數(shù)據(jù)服務及數(shù)據(jù)漫游、剖切、空間分析、模擬推演、二三維聯(lián)動、三維視頻融合等平臺能力進行建設，以“一張圖”形式呈現(xiàn)城市基 礎設施整體運行和風險態(tài)勢，按行業(yè)、專題維度分級分類展示城市安全運行態(tài)勢感知、 城市生命線風險評估、城市基礎設施一張圖等內(nèi)容。

圖1? 長沙市城市安全運行一張圖

（2）建設城市安全管理系統(tǒng)

城市安全管理系統(tǒng)通過全面整合城市運行、安全管理、風險防控數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建 全鏈條和跨部門協(xié)同處置流程，增強對城市級各種事故災難、城市安全綜合風險的協(xié)同應對能力。

長沙市城市生命線管理平臺為城市生命線安全事件提供日常監(jiān)測預警、分析研判、應急協(xié)同調(diào)度等能力，在市級層面上實現(xiàn)3大業(yè)務閉環(huán)。

一是支撐單一部門業(yè)務處置。單一部門業(yè)務處置在生命線平臺主管單位內(nèi)部形成“小閉環(huán)”，針對全市各個燃氣公司、市政設施中心、業(yè)務主管部門，直接通過城市生命線管理平臺城市安全管理系統(tǒng)實現(xiàn)內(nèi)部事件報警、分析、研判、處置、跟蹤和結(jié)案的流程。

二是支撐跨部門應急處置。出現(xiàn)應急事件需要跨部門應急處置時，通過城市安全管理系統(tǒng)對接市級應急指揮信息平臺，由市應急局統(tǒng)一指揮調(diào)度，生命線平臺及時進行跟蹤反饋。

三是支撐跨部門跨層級事件處置。出現(xiàn)跨部門跨層級的事件處置，由城市安全管理系統(tǒng)上報城市運管服平臺進行統(tǒng)一調(diào)度，生命線平臺及時進行跟蹤反饋。

2、夯實城市生命線數(shù)據(jù)資源底座

全面匯聚燃氣、排水、供水、橋隧、特種設備、建筑施工、人員密集場所、路面塌陷、房屋安全、城市內(nèi)澇、綜合管廊及消防安全等業(yè)務數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)流程、目標數(shù)據(jù)的分析，依托長沙超腦數(shù)據(jù)中臺通過數(shù)據(jù)融合治理，構(gòu)建“安全可控訪問、邏輯一體”的城市生命線大數(shù)據(jù)資源池，深度挖掘數(shù)據(jù)價值，為及時發(fā)現(xiàn)和化解城市生命線安全風險提供科學決策支撐。

3、織密城市生命線物聯(lián)感知網(wǎng)絡

一是通過“一張網(wǎng)”匯聚城市生命線燃氣、供水、橋梁、排水等行業(yè)主管部門和權(quán)屬責任企業(yè)建設的監(jiān)測感知網(wǎng)，接入氣象、交通、地質(zhì)、人口等相關業(yè)務和社會數(shù)據(jù)，根據(jù)風險評估結(jié)果新建覆蓋一般風險及以上的監(jiān)測感知網(wǎng)，實現(xiàn)對城市生命線運行風險的全方位、立體化動態(tài)監(jiān)測。二是利用互聯(lián)網(wǎng)寬帶、GPRS無線傳輸網(wǎng)絡、NB-IOT窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術等傳輸網(wǎng)絡，形成前端物聯(lián)網(wǎng)感知網(wǎng)絡及信息交換共享傳輸能力，為城市物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的流動、共享和共用提供基礎。

（1）重點建設：燃氣專項監(jiān)測網(wǎng)

燃氣專項監(jiān)測網(wǎng)主要實現(xiàn)對燃氣管網(wǎng)壓力和流量、用氣餐飲場所可燃氣體 濃度、燃氣場站以及燃氣管網(wǎng)地下相鄰空間安全運行風險進行監(jiān)測。其中地下相鄰空間主要指與燃氣管網(wǎng)相鄰的雨、污、水、電、通信等地下管溝、窨井等附屬設施。本項目燃氣管網(wǎng)壓力和流量、燃氣場站的監(jiān)測主要依托燃氣公司已部署的前端感知設備，通過長沙市城域物聯(lián)網(wǎng)管理平臺進行接入。

在燃氣公司現(xiàn)有的前端感知設備基礎上，針對燃氣管網(wǎng)地下相鄰空間在重點區(qū)域增設200套的可燃氣體智能監(jiān)測儀，實現(xiàn)長沙市燃氣管網(wǎng)及地下相鄰空間運行狀態(tài)實時感知，為燃氣泄漏事故的監(jiān)測報警、預測預警和決策調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐。

（2）重點建設：排水專項監(jiān)測網(wǎng)

在現(xiàn)有的前端感知設備基礎上，增設一定數(shù)量的流量計、液位計、電子水尺、視頻監(jiān)控等設備，并接入長沙市氣象局自動氣象站的監(jiān)測數(shù)據(jù)（溫度、風情、 雨情）等氣象預警數(shù)。實現(xiàn)長沙市排水管網(wǎng)運行狀態(tài)實時感知，同時為排水管網(wǎng)溢流、淤積、滲漏，城市內(nèi)澇事故的監(jiān)測報警、預測預警和決策調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐；通過合理布設流量計、液位計、電子水尺等設備，結(jié)合模型算法和大數(shù)據(jù)算法技術為排水專 項應用提供數(shù)據(jù)支撐。

（3）現(xiàn)有感知網(wǎng)接入

對長沙市現(xiàn)有供水、橋梁、電梯、建筑施工、綜合管廊等物聯(lián)感知網(wǎng)絡實現(xiàn)接入管理。

4、完善城市生命線風險監(jiān)測應用

城市生命線風險監(jiān)測應用主要是各專項應用系統(tǒng)建設，通過大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、邊緣計算等信息技術與公共安全專業(yè)模型的深度融合，調(diào)度各類數(shù)據(jù)服務、平臺服務和基礎設施服務，形成城市生命線風險監(jiān)測預警和協(xié)同聯(lián)動體系。本項目目前建設了燃氣、排水、供水、橋隧、特種設備、建筑施工、人員密集場所、路面塌陷、房屋安全、城市內(nèi)澇、綜合管廊及消防安全等12個專項應用，其中燃氣、排水、路面塌陷、城市內(nèi)澇為重點新建應用，其余8項為現(xiàn)有系統(tǒng)對接應用。

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三、特色亮點

長沙市城市生命線管理系統(tǒng)，實現(xiàn)城市安全運行的整體監(jiān)測、動態(tài)體檢、早期預警和高效應對，使城市生命線管理“從看不見向看得見、從事后調(diào)查處置向事前事中預警、從被動應對向主動防控”根本轉(zhuǎn)變，形成“監(jiān)測-感知-預警-發(fā)布-處置”的閉環(huán)流程。

一是整合已有資源，打造韌性智慧示范城市?；菊献〗?、城管、市監(jiān)、氣象、燃氣公司、水業(yè)集團等領域城市生命線前端物聯(lián)感知設備、業(yè)務系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資源，作為城市運行管理服務平臺中的安全監(jiān)測預警平臺實現(xiàn)對主城區(qū)重點領域城市生命線運行情況的統(tǒng)一接入和多維監(jiān)測，形成精細前端感知、精準風險定位、專業(yè)評估研判、協(xié)同預警聯(lián)動的城市生命線安全運行與精細管理模式，助推長沙打造韌性智慧示范城市。

二是加強城市路面塌陷風險評估，助力風險防范。結(jié)合供排水管網(wǎng)隱患和監(jiān)測數(shù)據(jù)、深基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)、探地雷達檢測數(shù)據(jù)、隱患排查數(shù)據(jù)等多維數(shù)據(jù)，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)路面塌陷風險評估。分析結(jié)果將以熱力圖的形式進行可視化展示，輸出風險隱患分級防范圖，對相關職能部門劃分路面雷達探測重點區(qū)域給出指導建議，從而降低事故損失和控制事故影響范圍。

三是強化內(nèi)澇專項監(jiān)測，實現(xiàn)城市內(nèi)澇預警。實時感知前端管網(wǎng)運行狀態(tài)、積水點情況等，對城市內(nèi)澇、洪水風險、管網(wǎng)堵塞等進行發(fā)現(xiàn)和預警。依托管網(wǎng)水動力模型、氣象精準預報數(shù)據(jù)、短臨降雨數(shù)據(jù)、管網(wǎng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)等，以BIM+GIS模型數(shù)據(jù)為核心，搭建城市內(nèi)澇模型，實現(xiàn)局部地區(qū)城市內(nèi)澇在線分析、預測預警等。

四是探索AR+管線巡檢，解決管線現(xiàn)場定位。利用北斗技術與精準位置服務，解決現(xiàn)場巡檢終端精準定位難題。管線巡檢人員在現(xiàn)場獲取精確位置后，快速將管線、井蓋及閥門等設施數(shù)據(jù)投射至真實場景，提高巡檢的準確度，節(jié)省時間，減少損失。

1、AR巡檢應用亮點

AR地圖可視化可以把長沙市地下三維管線投射到真實場景的物體表面，輔助管線巡檢、維修、開挖施工。當管線權(quán)屬單位派遣人員到現(xiàn)場執(zhí)行檢修任務時，現(xiàn)場管線情況一覽無余。

圖6? AR管線巡檢

2、路面塌陷監(jiān)測應用亮點

通過多類型數(shù)據(jù)圖層疊加形成綜合路塌數(shù)據(jù)融合成果，加強城市路面塌陷風險評估，助力路面塌陷風險防范借助遙感衛(wèi)星毫米級的測量技術，對城市重點區(qū)域進行全域覆蓋的地表沉降監(jiān)測，及時跟蹤監(jiān)測城市的地表、路面、橋梁、建筑等設施的沉降情況，可以實現(xiàn)城市級基礎設施的風險排查。

3、城市內(nèi)澇監(jiān)測應用亮點

匯集氣象、雨量雷達結(jié)合城市內(nèi)澇監(jiān)測等數(shù)據(jù)，以BIM+GIS模型數(shù)據(jù)為核心，利用數(shù)據(jù)模型算法綜合分析，打造形成國內(nèi)領先的城市排水BIM數(shù)據(jù)庫，為城市排水治理提供有力的數(shù)據(jù)支撐，強化內(nèi)澇監(jiān)測，實現(xiàn)城市內(nèi)澇預警。

圖7? 城市內(nèi)澇水位模擬圖

4、燃氣管網(wǎng)地下相鄰空間預警應用亮點?

基于監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)泄漏擴散模型、泄漏溯源模型、爆炸風險分析模型預測可能發(fā)生泄漏的管道位置，實現(xiàn)燃氣管線相鄰地下空間可燃氣體在線監(jiān)控，微小泄漏實時發(fā)現(xiàn)和及時預警；同時通過泄漏快速溯源及泄漏影響分析，減少或避免重特大燃氣泄漏爆炸事故的發(fā)生。

圖8? 燃氣泄露擴散處置

四、推廣價值

作為城市生命線安全發(fā)展體系的信息樞紐和分析大腦，長沙市城市生命線管理系統(tǒng)通過專業(yè)數(shù)據(jù)分析和深度挖掘城市生命線運行規(guī)律，為政府、應急、住建、交通等政府部門以及燃氣、供排水、橋梁等權(quán)屬責任單位提供城市安全運行監(jiān)測和輔助決策支持，實現(xiàn)城市運行的全面感知、實時監(jiān)測、預測預警和有效處置。

目前，已安裝的200套可燃氣體智能監(jiān)測儀設備監(jiān)測到4起報警信息并成功完成處置，有效避免燃氣安全事故發(fā)生，助力保障用戶生命財產(chǎn)安全。該項目整體建成后，將形成“監(jiān)測-感知-預警-發(fā)布-處置”的閉環(huán)流程，整體提升城市安全風險預警防控能力，提高相關部門對城市應急事件的快速反應和協(xié)同應急能力，以創(chuàng)新科技力量助力城市高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

2024年1月11日，湖南省住建廳領導到長沙城市生命線項目現(xiàn)場觀看了平臺演示。他指出，長沙城市生命線系統(tǒng)數(shù)據(jù)打通和聯(lián)動機制效果好，要把工作成果復刻到全省。

圖9 湖南省住建廳領導考察長沙城市生命線建設成果

未來，城市生命線工程將從深度上進一步拓展長沙市城市生命線應用內(nèi)容，豐富城市生命線安全運行監(jiān)測網(wǎng)種類，從廣度上擴大物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測覆蓋范圍，完善和提升長沙城市生命線平臺整體技術框架，運用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術，建立不同維度的城市生命線安全應用模型，滿足更多城市生命線災害的風險防范和災害防治，不斷優(yōu)化完善合各部門協(xié)同聯(lián)動和應急處置機制，全面發(fā)揮“長沙城市生命線平臺”建設效果，以“長沙模式”打造全國城市生命線示范城市新標桿。