構建城市生命線監測預警體系

文｜呂軍 宋克南 韋純冊

隨著新型城鎮化、工業化進程加快，一些地方相繼發生重大的生產安全事故，暴露出部分城市安全風險底數仍然不清，安全風險辨識水平不高，安全監測預警系統尚不完善。因此，需要建立健全高效科學的城市安全風險綜合監測預警體系，推進城市安全運行狀態的多維及時感知、智能分析預警、綜合風險評估和聯動高效處置，以提升城市風險與突發事件的防控應對能力。

現狀分析

城市生命線監管面臨多維度的挑戰：

1.感知監測缺少體系化匯聚整合。各行業部門已針對重點區域的管網運行進行感知監測，但監測對象呈現出分散、獨立、碎片化的特點，感知監測系統也多為煙囪式建設，沒有建立統一的感知終端標識體系，缺少統一編號和規范，沒能實現終端的統一認證和有效識別，無法構建統一設備接入、統一數據共享的感知監測體系。

2.預警分析缺失多維度融合研判。城市生命線涉及的管理部門較多，存在一定的職能重疊和多頭管理的情況，間接導致決策者沒有及時的獲得完整信息，影響了領導決策的客觀性和準確性，管理工作仍偏向于事后行為，違規事件缺乏多維度的融合研判，還沒有建立起完善的分析、預測機制，對于事前的預防工作較為薄弱，沒有做到從源頭著手、長效治理。

3.決策處置缺乏跨行業協同調度。在出現生命線安全問題時，如燃氣管網泄露、水管爆裂、城市內澇等應急事件，往往需要多部門的協同處置。但如何根據事故類型和事態變化，調度相關部門及時趕赴現場開展聯動處置，通過視頻、語音等方式與中心進行遠程協同會商，研判現場狀況、跟蹤處置進展、提供決策建議，尚未構建完善的管理體制和支撐平臺。

應對之策

圖1 城市生命線監測預警架構圖

圖2 智能感知聯網平臺示意圖

立足燃氣管網、供排水管網、橋梁等業務場景，面向應急、住建、城管等多行業用戶，通過智能感知聯網平臺，實現可燃氣體監測、流量、液位等物聯設備的統一接入，標準匯聚和共享服務，構建城市生命線的物聯底座；通過視頻融合賦能平臺，實現視頻感知和算法資源的統一配置和調度分析，構建城市生命線的AI 底座；通過物信融合數據資源平臺，實現多對象感知數據和多要素業務數據的融合分析，構建城市生命線的數據底座。

1.多維感知聯網匯聚，實現風險綜合監測

構建統一的物聯標準規范體系，包括終端與平臺、平臺和應用間的接口規范、數據規范。物聯標準規定了物聯感知設備接入的傳輸、控制和安全的規范要求，以及傳輸和協議接口等技術規范要求，提供不同設備類型感知終端、感知數據分類接入要求，覆蓋視頻、水位、流量、壓力、物聯網關、環境控制等設備類型，通過標準規范指導物聯感知終端基礎設施的建設。

通過構建統一的設備模型，從屬性、事件、操作等特征維度描述物聯終端多維感知能力，從類型、領域、功能等業務角度組織設備編目，為不同類型、不同廠商、不同數據格式設備的互聯互通提供技術條件，實現物聯終端設備的統一、規范、快速接入。

2.智能分析預警研判，完善精細管理應用

從管理對象而言，城市生命線監管涉及燃氣、供水、橋梁等多個專業領域，需要結合各業務管理部門的實際需要，在實現細分場景管理應用的基礎上，融合新建的物聯監測數據，對接多部門業務數據進行多維度融合研判。

針對排水監測，搭建“智慧排水”管理應用結合已建水利信息采集站網，完善構建全市水利監測感知網，共享水利、自然資源、氣象、農業、城管、城建等行業相關數據，逐步推進涉水要素全域感知，通過氣象監測、水情監測、排水監測、積水監測、工情采集、視頻監測、遙感監測的建設，構建多層次的網絡體系和智能感知設備的水位、流量、壓力、視頻等防洪排澇多要素監測站點，覆蓋城市防洪排澇體系的河道、湖庫、閘壩、管網、泵站、易澇區等重點部位。

圖3 排水監管系統示意圖

圖4 燃氣監管系統示意圖

圖5 橋梁AR 監測系統示意圖

針對燃氣管網監管，搭建“智慧燃氣”管理應用，接入燃氣公司建設的各類傳感器設備，包括壓力、溫度、可燃氣濃度報警、以及相關的報警信息，實現實時傳輸、監控、設置預警、處置流程等及時掌握；對接燃氣公司現有的BIM 系統，實現全區域地埋管線與架空管線天然氣泄漏濃度數據監管與預警；配合一張圖對全市大型城市綜合體，工商業用戶天然氣設備的使用情況及天然氣泄漏的濃度進行監測監管，上報隱患記錄到平臺，有效提高政府監管部門的管理效率。

針對橋梁監測，構建“橋梁AR 監測”管理系統，對橋梁氣象環境、交通荷載、結構變形、結構受力等具體監測數據進行集成處理，實時感知橋梁安全運行狀態，科學設置報警閾值，一旦大于設定閾值，將會自動啟動報警。在分析預警方面，當監測數據出現異常或超閾值情況時，可鎖定報警事件發生點位，結合AR 實時視頻，核實報警信息真實情況，如果確定是有效報警及時進行研判分析；在歷史記錄方面，可對異常情況和報警信息進行多維度統計分析，明確主要報警事項和事故原因，為后續強化監督管理提供依據。

3.數智融合輔助決策，助力風險協同處置

構建應急指揮信息化基礎支撐體系，利用融合指揮調度平臺，充分整合現有應急通訊手段。發生事故時，可在地圖上通過框選或點選的方式顯示事故附近半徑范圍內的現場視頻點位、應急隊伍、應急車輛等應急資源分布情況，并可按需對框選應急資源按類型全選或多選進行一鍵調度，包括電話呼叫、應急隊伍語音視頻通話、即時消息、視頻資源實時預覽/錄像回放等，結合應急指揮體系管理創建通信群組，實現音視頻指揮、快速調度、移動通訊，實現應急救援的統一指揮調度。依托一張圖完成事件處置現場、指揮中心和相關部門的音視頻會議，實現多方協同綜合研判會商。

基于感知告警數據和智能分析數據的融合處理，助力行業領域耦合風險的預警研判，繼而以“一張圖”形式呈現城市生命線工程安全運行實況和風險態勢，形成多主體、大聯動的應急管理協同處置機制，提升城市生命線風險的治理水平。

為提升城市生命線的風險監測與突發事件的響應能力，圍繞“體系化匯聚整合的感知監測、多維度融合研判的預警分析、跨行業協同調度的決策處置”，梳理設計思路，構建城市生命線預警監測系統，助力城市生命線管理的科學化、精細化、智能化水平。

圖6 融合通信系統示意圖

圖7 城市生命線風險監測系統示意圖