定位安全帽、UWB赋能城市地下生命线,地下管廊
壹(01)全国城市生命线现状分析
《全国地下管线事故统计分析报告》由中国城市规划协会地下管线专业委员会“管线事故”微信公众号收集地下管线相关事故信息,委托北京地下管线综合管理研究中心编写完成。
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根据2021《全国地下管线事故统计分析报告》数据统计,2021年共收集到地下管线相关事故1723起。其中,地下管线破坏事故1355起,占地下管线相关事故总数的78.64%;路面塌陷事故347起,占地下管线相关事故总数的20.14%;其他类型事故21起,占地下管线相关事故总数的1.22%。事故共造成76人死亡,317人受伤。
2021年收集到的地下管线相关事故较2020年增加484起,增长率为39.06%;事故造成的死亡人数减少8人,受伤人数增加88人。其中,收集到的地下管线破坏事故增加422起,增长率为45.23%;收集到的路面塌陷事故增加84起,增长率为31.94%;收集到的其他事故减少了22起。
2019年、2020年、2021年三年收集到的地下管线相关事故数量逐年增长,年平均增长率为87.90%。其中,地下管线破坏事故年平均增长率为97.89%;路面塌陷事故年平均增长率为80.93%。
贰(02)先行城市系统建设现状
(一)合肥城市生命线工程建设情况
合肥市建成的我国首个城市生命线工程安全运行监测系统自2017年运行以来,成功预警燃气泄漏燃爆、供水管网泄漏、路面塌陷、桥梁事故等突发险情6000多起,开创全国首个城市生命线安全的“清华方案·合肥模式”并获国家推广。
合肥市城市生命线共监测:51座桥梁、822公里燃气管网、739公里供水管网、254公里排水管网、201公里热力管网、14公里中水管网、5.79万部电梯、150公里河流水环境、58.3公里综合管廊。监测里程超2200公里,监测数据500亿条/天。
建设模式:设计、建设服务一体化总承包。
投入资金:10-20亿左右。
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建设目标
2016年,合肥市启动城市生命线工程安全运行监测系统项目(一期)建设,包括一个中心和三个专项系统的建设,其中一个中心是城市生命线安全运行监测中心,三个专项系统是桥梁安全运行健康诊断系统、燃气管网相邻地下空间安全监测系统、供水管网安全监测系统
2017年启动二期项目建设,以“点、线、面”相结合方式进行成果应用扩展,打造合肥城市生命线公共基础设施安全运行综合支撑平台,优先实现合肥市老城区、高危地段、具有民生保障工程和敏感区域的地下管网和桥梁等城市生命线安全运行的实时在线监测、风险隐患的及时发现。
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建设内容
合肥市城市生命线工程安全运行监测系统项目(一期)监测范围包括5座试点桥梁(环巢湖南淝河大桥、环巢湖派河大桥、G206汤口路互通立交桥、繁华大道跨南淝河大桥、金寨路高架桥),合肥市西一环共计2.5公里燃气管网、合肥市北城区共计24.9公里供水管网;
合肥市城市生命线工程二期项目通过构建前端感知系统、网络传输系统、数据工程、应用系统、基础支撑系统和安全保障系统来实现对城市桥梁、燃气相邻地下空间、给排水、热力管网运行状态的感知,从而对桥梁、燃气、供水、热力、排水等地下管线进行全业务、全寿命周期信息一体化、精细化、可视化管理。
(二)佛山城市生命线工程建设情况
佛山早在2018年便联合清华大学在城市安全领域构建“政产学研用”全方位合作机制,高起点规划、高标准建设了“智慧安全佛山”项目。
“智慧安全佛山”项目成功整合了全市32个部门和单位近200万条基础数据及上亿条物联网数据,不仅实现对市内重大危险点、风险源7×24小时动态监控,还有效提升了佛山市对多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警能力。
智慧安全佛山一期建设涵盖7座桥梁、204公里燃气管线地下相邻空间、600户燃气终端用户、78平方公里排水管网及河涌、35家高风险企业、10家消防安全重点单位、100部电梯、在建和已建地铁工程等的城市安全物联网传感器监测,并接入超过18家政府部门城市安全类大数据。
建设模式:边建设、边应用。
投入资金:2亿左右。
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建设目标
智慧安全佛山一期项目利用一年的时间搭建智慧安全佛山整体框架,以桥梁、燃气、排水、高风险企业、消防、轨道交通、电梯、道路运输车辆等为试点,建设佛山市高危、高风险和人员密集区域的城市单元运行安全监测“一张网”,通过市政数局数据交换共享平台汇聚市应急管理局、自然资源局、水利局、交通运输局、住房和城乡建设局、市场监督管理局等委办局的信息系统数据,实现城市各有关部门信息的互联互通,建设城市安全运行综合管理及应急指挥调度系统和城市生命线专项应用系统,提升高危和人员密集区域内城市单元的运行安全性,为智慧安全佛山的全面建设奠定基础和提供经验。
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建设内容
项目按照“1+2+3+8”的架构进行建设。其中“1”指佛山市城市安全运行监测中心,用于汇聚分布在佛山市各区域的城市运行数据,实现日常监测、应急指挥等功能。 “2”指佛山市安全运行监测物联网、城市安全运行综合管理与应急指挥调度系统。“3”指三大基础支撑,包括城市安全大数据服务、信息安全保障系统和标准规范体系。“8”指8类安全专项,包括桥梁安全专项、燃气安全专项、排水安全专项、消防安全专项、高风险企业安全专项、轨道交通安全专项、电梯安全专项、道路运输车辆安全专项。
(三)上海“一网统管”市域物联网运营中心建设情况
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建设目标
围绕营造共享、开放、协作的生态系统,该中心致力于解决分散建设、运维管理不到位、数据非全量、共享不到位等问题,集政府和社会合力统筹全市物联感知基础设施的有序建设和智慧运维,为城市生命体征提供实时感知数据,并推动物联数据与公共数据、社会数据的融合,丰富城市运行管理的神经元体系,更好地支撑“一网统管”、赋能城市运行管理。
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建设内容
上海市“一网统管”市域物联网运营中心是由政府和社会共同搭建的一个平台,通过把政务数据中涉及到物联感知的数据和社会、企业、机构以及来自于方方面面第三方的数据在该平台上进行汇聚接入,使得各方通过物联网运营中心更好地共享共建,实现在应用场景上的共同推进和研发,同时对数据实现全量、全生命周期的管理,从而赋能城市的管理。一期共计有近百类超过510万个可共享数据的物联感知设备纳入到市域物联网运营中心共享和计算,每日产生数据超过3400万条,将进一步在市容管理、数字农业、防汛防台、水务管理等方面赋能城市运行管理。
叁(03)社会问题与政务目标分析
(一)社会问题分析
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城市智能化智慧化水平不高
自改革开放以来,我国城镇化进程波澜壮阔,创造了全世界城市发展史上的一个伟大奇迹。截止2019年底,我国的常驻人口城镇化率已经超过了60%,城市数量达到684个,城市建成区的面积超过6万平方公里。在城市飞速扩张的过程中,5G、NB-IoT等新一代信息化技术不断涌现,早期的城市规划建设受时代技术局限性等原因,重在对城市基础设施的建设,并未对融合新一代信息技术的智慧城市进行规划。随着科技的发展,许多新的安全技术已取得成果,新技术的切入有助于提高城市安全事故的反应速度和效率,进一步提高城市燃气、排水、供水、桥隧、特种设备、建筑施工、人员密集场所、路面塌陷、房屋安全、城市内涝、综合管廊及消防安全等城市基础设施抗灾能力和安全性能。
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地下空间安全风险事故频发
城市化建设过程中,城市地下市政基础设施也随之不断发展完善,如城市供水管道的长度已经超过了92万公里,城市的排水管道长度接近74.5万公里,市政燃气管道的长度也超过了78万公里,城市供热管道长度已经接近40万公里,城市轨道交通的运营里程已经达到7545公里。城市地下市政基础设施的建设发展虽然推动了城市面貌发生巨大的变化,但也带了一系列安全问题,如地质灾害、地下空洞、管网跑冒滴漏、工程交叉施工综合影响、结构性塌陷等安全隐患,处于地底下的风险隐患通常难以及时发现,最终在外界其他因素影响下导致安全事故发生。
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城市安全事故预防能力薄弱
受城市安全风险事件、地下空间安全风险事件频发影响,近年来针对地下基础设施基础信息、风险信息的普查工作逐步开展,普查得到的信息基本实现了标准化、电子化,但由于缺乏对地下空间基础数据、隐患数据等信息的分析与应用,缺少对影响城市安全运行关键节点的实时监测,城市存在的安全隐患仍需依靠技术人员的经验进行判断,主观性强,缺少数据的支撑,城市安全事故的预防手段十分被动,主动发现安全事故主动预防事件发生的能力有待提升。
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跨部门协同联动处置难实现
随着城市的不断发展,当发生城市安全事件时,往往涉及多个行业部门、多个主管单位,牵一发而动全身。从城市安全事件隐患产生发现到城市安全事件确认升级,再到城市安全事件发生后的应急调度,以及事后复盘总结,上到指挥决策,中间的信息传递,下到处置解决问题的流程机制还不成熟,城市运行安全事故预警报警信息的流转过程不够通畅,针对事件升级的决策研判与实际调度处置存在一定差距,最终造成城市安全事故的发生甚至风险等级提升,造成更大的损失。
(二)政务目标分析
城市生命线管理系统作为市县级城市安全运行监测预警平台,需要能够提升城市生命线运行监测、预警预报和指挥调度现代化能力,促进城市生命线管理向现代化、精细化、智慧化发展,使城市更加安全、更有韧性、更趋智慧,为全国各城市由特大城市向超大城市跨越提供有力支撑。
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提升重点领域安全监测能力
通过提升燃气管网、排水管网、供水管网、桥梁隧道、特种设备以及综合管廊等重点专项工程的安全运行监测能力,构建高健壮水平和安全运行能力的城市生命线系统和防灾备灾体系。到2025年,实现城市生命线物联网监测预警覆盖率≥90%的总体目标。
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加强重大风险事故提前预警
加强对城市安全运行重大风险事件的预测预警能力,将主动发现与被动防护相结合,结合城市超脑、时空云平台等共性能力,多角度、多维度汇集城市生命线前端感知和业务监管数据资源,进行时空化、网格化、知识化等融合处理,融合城市CIM基础模型,接入监测评估、模型推演、分级预警等各类模型,化被动为主动,逐步实现对城市生命线基础信息、建设运行、故障排查等状态的动态监管、指标评估、三维数据分析和风险监测预警。
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推动全量数据汇聚融合共享
依托城市大脑或已有的数据平台,建立完善城市生命线各类要素的数据采集目录、数据治理标准和工作机制,逐步汇聚各领域基础信息和业务流转数据,保障数据真实有效、及时准确。依托市数据资源管理平台,推动市直部门、相关企业和第三方数据的高效共享,实现对城市生命线数据的高效汇聚和智能分析。
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健全生命线标准规范体系
建立完善燃气管网、排水管网、供水管网、桥梁隧道、特种设备、综合管廊等专项工程的前端物联设备接入部署标准规范,形成感知设备、传输协议、数据采集治理、系统对接、在线预警等标准规范体系,通过标准促进技术融合、业务融合、数据融合。
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促进跨级跨部门协同联动
依托现有城市综合指挥调度平台,融合城市大脑数据融合处理、知识构建和运用、分析计算、监测预警“一张图”、AI协同指挥调度能力,分类接入城市生命线监测预警、综合处置等功能,对接住建、城管、水利、市监等部门指挥中心,及时对监测预警信息进行推送,实现城市生命线预警事件各级各部门协同联动、分类处置,应急事件统一调度指挥。
