文｜楊文華 鄭家升

長沙市新型智慧城市和數(shù)字政府建設(shè)工作領(lǐng)導(dǎo)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(shè)實施方案》，明確項目總體建設(shè)目標(biāo)和工作任務(wù)。根據(jù)實施方案及新型智慧城市發(fā)展相關(guān)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(shè)備和平臺的基礎(chǔ)上，擴大和增加前端探測和感知設(shè)備部署范圍，具備匯數(shù)據(jù)、能監(jiān)測、會預(yù)警、快處置的效果，建立健全安全監(jiān)測感知網(wǎng)絡(luò)，形成一系列配套制度和標(biāo)準(zhǔn)，完善監(jiān)測預(yù)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(chǔ)平臺部分）項目于2023年9 月啟動建設(shè)，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)信息技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)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(xué)、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(xì)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(fēng)險主動防控新模式。

一、建設(shè)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?xì)?、排水、供水、路面塌陷、城市?nèi)澇等N 個專項應(yīng)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(yù)警、分析研判、應(yīng)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(chǔ)設(shè)施的運行狀態(tài)，對城市安全風(fēng)險進(jìn)行預(yù)測和預(yù)判，為助推長沙市經(jīng)濟(jì)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。

圖1 長沙市城市安全運行一張圖

圖2 燃?xì)獍踩珜ｍ棏?yīng)用

圖3 排水安全專項應(yīng)用

圖4 城市內(nèi)澇專項應(yīng)用

圖5 路面塌陷專項應(yīng)用

1.打造城市生命線運行指揮中樞

建設(shè)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(jìn)行綜合分析研判、展示與輔助應(yīng)急處置決策等服務(wù)，實現(xiàn)城市生命線立體、精細(xì)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。

2.夯實城市生命線數(shù)據(jù)資源底座

全面匯聚燃?xì)?、排水、供水、橋隧、特種設(shè)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(wù)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(biāo)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(fēng)險提供科學(xué)決策支撐。

3.織密城市生命線物聯(lián)感知網(wǎng)絡(luò)

一是通過“一張網(wǎng)”匯聚城市生命線燃?xì)?、供水、橋梁、排水等行業(yè)主管部門和權(quán)屬責(zé)任企業(yè)建設(shè)的監(jiān)測感知網(wǎng)，接入氣象、交通、地質(zhì)、人口等相關(guān)業(yè)務(wù)和社會數(shù)據(jù)，根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果新建覆蓋一般風(fēng)險及以上的監(jiān)測感知網(wǎng)，實現(xiàn)對城市生命線運行風(fēng)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(luò)、NB-IOT 窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)等傳輸網(wǎng)絡(luò)，形成前端物聯(lián)網(wǎng)感知網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)。

4.完善城市生命線風(fēng)險監(jiān)測應(yīng)用

城市生命線風(fēng)險監(jiān)測應(yīng)用主要是各專項應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，通過大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、邊緣計算等信息技術(shù)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(wù)、平臺服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，形成城市生命線風(fēng)險監(jiān)測預(yù)警和協(xié)同聯(lián)動體系。本項目目前建設(shè)了燃?xì)?、排水、供水、橋隧、特種設(shè)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(yīng)用，其中燃?xì)?、排水、路面塌陷、城市?nèi)澇為重點新建應(yīng)用，其余8 項為現(xiàn)有系統(tǒng)對接應(yīng)用。

圖6 AR 管線巡檢

二、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(yù)警和高效應(yīng)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(yù)警、從被動應(yīng)對向主動防控”根本轉(zhuǎn)變，形成“監(jiān)測-感知-預(yù)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?xì)夤?、水業(yè)集團(tuán)等領(lǐng)域城市生命線前端物聯(lián)感知設(shè)備、業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資源，作為城市運行管理服務(wù)平臺中的安全監(jiān)測預(yù)警平臺實現(xiàn)對主城區(qū)重點領(lǐng)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(xì)前端感知、精準(zhǔn)風(fēng)險定位、專業(yè)評估研判、協(xié)同預(yù)警聯(lián)動的城市生命線安全運行與精細(xì)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(fēng)險評估，助力風(fēng)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(dá)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(fēng)險評估。分析結(jié)果將以熱力圖的形式進(jìn)行可視化展示，輸出風(fēng)險隱患分級防范圖，對相關(guān)職能部門劃分路面雷達(dá)探測重點區(qū)域給出指導(dǎo)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(yù)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(fēng)險、管網(wǎng)堵塞等進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和預(yù)警。依托管網(wǎng)水動力模型、氣象精準(zhǔn)預(yù)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(yù)測預(yù)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(shù)與精準(zhǔn)位置服務(wù)，解決現(xiàn)場巡檢終端精準(zhǔn)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(shè)施數(shù)據(jù)投射至真實場景，提高巡檢的準(zhǔn)確度，節(jié)省時間，減少損失。

1.AR 巡檢應(yīng)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(dāng)管線權(quán)屬單位派遣人員到現(xiàn)場執(zhí)行檢修任務(wù)時，現(xiàn)場管線情況一覽無余。

圖7 城市內(nèi)澇水位模擬圖

圖8 燃?xì)庑孤稊U散處置

2.路面塌陷監(jiān)測應(yīng)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(fēng)險評估，助力路面塌陷風(fēng)險防范 借助遙感衛(wèi)星毫米級的測量技術(shù)，對城市重點區(qū)域進(jìn)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(shè)施的沉降情況，可以實現(xiàn)城市級基礎(chǔ)設(shè)施的風(fēng)險排查。

3.城市內(nèi)澇監(jiān)測應(yīng)用亮點

匯集氣象、雨量雷達(dá)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(lǐng)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(yù)警。

4.燃?xì)夤芫W(wǎng)地下相鄰空間預(yù)警應(yīng)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(fēng)險分析模型預(yù)測可能發(fā)生泄漏的管道位置，實現(xiàn)燃?xì)夤芫€相鄰地下空間可燃?xì)怏w在線監(jiān)控，微小泄漏實時發(fā)現(xiàn)和及時預(yù)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?xì)庑孤┍ㄊ鹿实陌l(fā)生。

三、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(yīng)急、住建、交通等政府部門以及燃?xì)?、供排水、橋梁等?quán)屬責(zé)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(yù)測預(yù)警和有效處置。

圖9 唐道明廳長考察長沙城市生命線建設(shè)成果

目前，已安裝的200 套可燃?xì)怏w智能監(jiān)測儀設(shè)備監(jiān)測到4起報警信息并成功完成處置，有效避免燃?xì)獍踩鹿拾l(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(yù)警-發(fā)布-處置”的閉環(huán)流程，整體提升城市安全風(fēng)險預(yù)警防控能力，提高相關(guān)部門對城市應(yīng)急事件的快速反應(yīng)和協(xié)同應(yīng)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，湖南省住建廳唐道明廳長到長沙城市生命線項目現(xiàn)場觀看了平臺演示，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(fù)刻到全省。

接下來，城市生命線工程將從深度上進(jìn)一步拓展長沙市城市生命線的應(yīng)用內(nèi)容，豐富城市生命線安全運行監(jiān)測網(wǎng)的種類，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(shù)框架，運用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，建立不同維度的城市生命線安全應(yīng)用模型，滿足更多城市生命線災(zāi)害的風(fēng)險防范和災(zāi)害防治，不斷優(yōu)化完善各部門協(xié)同聯(lián)動和應(yīng)急處置機制，全面發(fā)揮“長沙城市生命線平臺”的建設(shè)效果，以“長沙模式”打造全國城市生命線示范城市新標(biāo)桿。