科技赋能风险防控 智能守护城市安全

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  编者按:面对新型城镇化“新基建”“新城建”、城市更新行动等城市发展过程中的新挑战新机遇,如何提高城市现代化治理能力和风险防控能力是保障城市发展的重要基础工作。本文提出智慧安全韧性城市的建设理念,以科技赋能风险防控,实现智能守护城市安全,再辅以社会化服务模式,实现风险防控精细化治理。
  习近平总书记强调,推进国家治理体系和治理能力现代化,必须抓好城市治理体系和治理能力现代化。城市风险防控是城市现代化治理能力的重要内容,是一项基础性、系统性、全局性工作。必须深刻把握城市风险结构特点,加快推进城市风险防控体系建设,创新城市风险防控模式。在新的形势下,以科技赋能风险防控,智能守护城市安全,成为重要的创新模式。城市可以统筹推进传统基础设施和新型基础设施建设,打造系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系,建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施,建设城市安全管理的智能化平台。在此基础上,强化城市运行安全保障能力,构建智慧安全韧性城市,提高城市风险治理现代化水平,不断增强人民群众获得感、幸福感、安全感。

一、科技创新风险防控能力,打造智慧安全韧性城市


  (一)智慧安全韧性城市的定义
  智慧安全韧性城市是城市安全发展的新范式,指具备在逆变环境中承受、适应和迅速恢复的能力,并运用新兴信息技术革新安全风险防控机制的城市。这一范式聚焦城市公共安全,强调城市对公共安全事件的抵御、吸收、适应、恢复、学习的能力,覆盖事前、事中、事后应急管理全流程,涵盖科技、管理、文化各领域,并采用“智慧”的技术、管理和文化,结合大数据、云计算等新兴信息技术,保障人、物、城市运行系统的安全。


图1 智慧安全韧性城市总体框架图

  (二)设计理念
  利用先进的公共安全管理理念与技术,结合大数据、云计算等新兴信息技术,开展城市的全方位物联网监测、评估与精细化管理,打造全方位、立体化的城市公共安全网,提升城市对公共安全事件的抵御、吸收、适应、恢复、学习的能力,构建智慧安全韧性城市。
  智慧安全韧性城市的构建包括三大要素:一是科技创新驱动智慧、韧性技术装备发展;二是智能化、强韧化管理能力水平提升;三是群智化安全文化发展。这三个方面为构建智慧安全韧性城市提供整体服务。
  (三)顶层架构
  智慧安全韧性城市充分结合城市综合风险评估技术、次生衍生事件预测预警技术、预警信息发布技术、物联网监测与快速预警技术、智慧应急一张图技术等,采用大数据+云平台体系架构进行整体架构的搭建。并在此基础上,开展桥梁、燃气、供水、排水、热力管网、综合管廊、轨道交通、电梯、地面塌陷等安全专项应用设计,提升城市风险管控、城市安全运行、城市安全应急的能力。
  (四)建设内容
  智慧安全韧性城市基于物联网的感、传、知,用总体框架开展建设,聚焦地方重点风险类型,按需汇聚供水管网、排水管网、燃气管网、地下空间、热力管网、桥梁隧道、地面坍塌、电梯运行安全、综合管廊安全和轨道交通安全等城市安全信息,实现有关部门信息的互联互通。这样,形成覆盖城市高危、高风险和人口密集区域的城市运行单元安全监测“一张网”,建设城市安全运行综合管理系统和各专项应用系统,提升高风险区域和人口密集区域内城市单元的运行安全性。


图2 智慧安全韧性城市技术架构


圖3 合肥市“智能化城市安全运行管理平台”示意图

二、合肥模式助力探索城市风险防控科技模式


  合肥城市安全管理平台的经验做法得到了住房和城乡建设部肯定,曾经被以“加强城市生命线工程安全监测,提升城市安全运行管理水平”为题进行转发推广。
  (一)项目背景
  合肥市运用智慧安全韧性城市建设理念,加强城市生命线运行监测、风险管控体系和社会单元公共安全管理服务体系建设,探索实践了科技赋能风险防控的新模式。具体内容包括,以公共安全科技为支撑,融合物联网、云计算、大数据、移动互联、BIM/GIS等现代信息技术,透彻感知桥梁、燃气、供水、排水、地下管廊等地下管网城市生命线运行状况,分析生命线风险及耦合关系,深度挖掘城市生命线运行规律,打造智能化城市安全运行管理平台,实现了城市生命线系统风险的及时感知、早期预测预警和高效处置应对,确保了城市安全的主动式保障。
  (二)建设成效
  智能化城市安全运行管理平台立足城市整体安全运行,首次实现对合肥市城市级、多类型基础设施的整体安全监测,覆盖全市高风险、安全敏感区域的51座桥梁和2200多公里燃气、供水、排水、热力管网及综合管廊。自2017年系统运行以来,平均每月有效报警91.2起,预警燃气泄漏事件63起、供水爆管和路面塌陷事件12起、桥梁车辆撞击突发事件3起、超载2540起。实现了由“以治为主”向“以防为主”转变,由“被动应付”向“主动监管”转变。
  (三)成功事例
  1.燃气管网泄漏燃爆预警事件   2019年9月24日,智能化城市安全运行管理平台燃气监测系统发现郎溪路高架桥下燃气井RQ9148出现甲烷浓度超限报警。平台经分析研判,初步判断为燃气泄漏,并及时推送至燃气集团。经燃气集团现场复核确认,是第三方施工原因导致燃气管道泄漏。发现时可燃气体已填充约23.5米,浓度爆表,现场充满了刺激性气味。燃气管道泄漏的位置处于老城区内,周围人口密度较大。其上方是郎溪路高架桥,车流量较大,且周边300米范围内有5处党政机关、9所学校、3所医院、1处加油站、1个大型商业广场等。一旦发生爆炸,将造成巨大的人员伤亡、财产损失和桥梁损伤。燃气集团立即关闭泄漏点两端截断阀进行抢修作业,避免了一起恶性事件发生。
  2.供水管网大流量泄漏引发路面塌陷预警事件
  2019年5月7日,智能化城市安全运行管理平台监测到合肥市老城区内出现供水漏失报警。通过分析,判定附近供水管网疑似存在漏水现象,并立即通知供水集团。经供水集团现场排查复核发现,离报警点位约7米位置处,一老旧钢筋混凝土材质的高压供水管道正在大流量漏水,管道下方出现爆裂,漏水量达到1900m3/h。现场开挖后发现,地下土壤中已明显出现空洞,随时面临路面塌陷风险。该事件主要是由于老旧钢筋混凝土材质的高压供水管道受不同荷载占压不均匀沉降,导致结构破坏。通过及时抢修排除险情,避免了一起路面塌陷事故发生。
  3.桥梁结构安全预警事件
  2019年4月9日凌晨,智能化城市安全运行管理平台桥梁监测系统持续发出报警,繁华大桥跨南淝河大桥东侧出城方向发生堵车,半小时后车道完全堵塞。堵塞车辆基本为渣土车、搅拌车等重型车辆,桥梁单侧车道已完全处于满负荷运行。系统监测数据出现大幅度波动。通过数据分析研判,认为桥梁结构在持续重载作用下,桥面铺装层的病害将会快速扩展,同时对结构耐久性能和抗疲劳性能将造成巨大影响,甚至可能对桥梁运行安全带来风险隐患。桥梁管养部门立即进行协调处置,在交警部门的配合下道路很快恢复正常运行,系统报警全部解除。


圖4 城市风险管控社会化服务模式

三、引入社会化服务 形成城市风险防控共同体


  智慧安全韧性城市建设实现了政府侧风险防控的现代化、智能化水平提升,但在社会面的基层精细化风险防控方面仍有缺失。因此,探索第三方服务机构为城市公共安全风险管控提供技术服务、智力支持和多元化资金投入的新模式,充分调动市场主体,打造城市风险防控共同体,建立城市治理、安全风险管控和改革发展的长效机制,是打造“城市风险防控全局管控+社会化精细管控”的有效尝试。
  具体而言,可以引入社会多元主体参与城市安全治理,组建专业运营团队,对城市安全运行态势进行7×24小时值班值守、监测预警和综合研判,为不同层级的政府部门应对处置突发事件提供全天候辅助决策技术服务。这样,可以实现全景呈现城市安全态势、精准预报预警安全风险、高效科学处置突发事件、及时复盘提升治理效能的有机闭环。这种“多元主体、合作共治”的社会化治理新模式,通过“科技+安全服务+保险”的一体化安全服务体系,深入打造“安全云”平台,以云端一体化应用为抓手,推动专业技术服务机构、社会化服务机构、保险公司等多方主体共同参与城市安全治理。
  消防安全和工业安全是城市安全风险管控的重点领域,因涉及社会面较广,一向难以实现精细化治理。在这两个领域引入市场主体和社会化服务,将充分动员社会力量,提高城市风险精细化治理能力。
  (责任编辑:荣荣)
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