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      智慧讓城市更安全 ——智慧城市建設的長三角實踐

      2022-09-28
      來源:中國安全生產 作者:安徽省應急管理宣傳教育中心 丁斌

       

         黨的十八大以來,習近平總書記立足治國理政全局,科學把握世界局勢和我國面臨的風險形勢,強調要始終保持清醒的風險意識,把風險治理提高到了前所未有的戰略位置。

        習近平總書記高度重視風險社會的規律特點,站在實現中華民族偉大復興的戰略高度,深刻洞察國內國際形勢,對風險治理的根本性、戰略性、方向性、原則性問題作出科學闡述,提出一系列新思想、新論斷、新舉措。習近平總書記指出:“風險挑戰如果應對不好,或者發生系統性風險、犯顛覆性錯誤,就會延誤甚至中斷全面建成小康社會的進程。如果發生重大風險又扛不住,國家安全就可能面臨重大威脅,全面建成小康社會進程就可能被迫中斷?!绷暯娇倳涥P于風險治理的重要論述,深化了中國共產黨對于風險治理的規律性認識,為我國應對包括新冠肺炎疫情在內的各種風險挑戰提供了科學指南。

        20191129日,中共中央政治局就我國應急管理體系和能力建設進行第十九次集體學習,習近平總書記指出:“應急管理是國家治理體系和治理能力的重要組成部分,承擔防范化解重大安全風險、及時應對處置各類災害事故的重要職責,擔負保護人民群眾生命財產安全和維護社會穩定的重要使命。要發揮我國應急管理體系的特色和優勢,借鑒國外應急管理有益做法,積極推進我國應急管理體系和能力現代化。要健全風險防范化解機制,堅持從源頭上防范化解重大安全風險,真正把問題解決在萌芽之時、成災之前。要加強風險評估和監測預警,加強對?;?、礦山、道路交通、消防等重點行業領域的安全風險排查,提升多災種和災害鏈綜合監測、風險早期識別和預報預警能力。要加強應急預案管理,健全應急預案體系,落實各環節責任和措施。要實施精準治理,預警發布要精準,搶險救援要精準,恢復重建要精準,監管執法要精準?!?/span>

       

      智慧城市建設的背景

       

        隨著我國城市化進程明顯加快,城市人口、功能和規模不斷擴大,發展方式、產業結構和區域布局發生了深刻變化,新材料、新能源、新工藝廣泛應用,新產業、新業態、新領域大量涌現,城市運行系統日益復雜,安全風險不斷增大。一些城市安全基礎薄弱,安全管理水平與現代化城市發展要求不適應、不協調的問題日益突出?!案唢L險的城市、不設防的農村”成為影響當代中國現代化建設的突出矛盾和現實問題。

        從現實的風險挑戰看,近年來一些城市甚至特大型城市相繼發生重特大生產安全事故、嚴重的自然災害,給人民群眾生命財產安全造成重大損失,暴露出城市安全管理、特別是防災減災救災方面存在不少漏洞和短板。

        2012721-228時左右,北京市及其周邊地區遭遇61年來最強暴雨及洪澇災害,79人死亡,直接經濟損失116.4億元。20151220日,位于深圳市光明新區的紅坳余泥渣土受納場發生特別重大滑坡事故,造成73人死亡、4人失蹤,直接經濟損失人民幣8.8億余元。2021 717日至23日,河南省遭遇歷史罕見特大暴雨,發生嚴重洪澇災害,導致鄭州市死亡380 人、直接經濟損失409 億元。

        從政策保障層面看,201817日,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于推進城市安全發展的意見》(以下簡稱《意見》),要求各地區各部門結合實際認真貫徹落實。

        《意見》確定了城市安全發展的總體目標:到2020年,城市安全發展取得明顯進展,建成一批與全面建成小康社會目標相適應的安全發展示范城市;在深入推進示范創建的基礎上,2035年,城市安全發展體系更加完善,安全文明程度顯著提升,建成與基本實現社會主義現代化相適應的安全發展城市?!兑庖姟返牡谑鶙l明確提出,強化安全科技創新和應用。加大城市安全運行設施資金投入,積極推廣先進生產工藝和安全技術,提高安全自動監測和防控能力。深入推進城市生命線工程建設,積極研發和推廣應用先進的風險防控、災害防治、預測預警、監測監控、個體防護、應急處置、工程抗震等安全技術和產品。

        從實踐做法上看,20191212-13日,首屆中國國際城市安全發展研討會在浙江省杭州市舉行。研討會以“安全城市,美好生活”為主題,內容涵蓋城市安全管理、韌性城市建設、安全科技和安全文化等多個方面。中國工程院院士范維澄、國際勞動監察協會秘書長何祥興等國內外近40位嘉賓,重點圍繞現代城市安全保障與應急管理、先進科技構筑安全城市、國家安全發展示范城市創建等議題發表了演講,交流國內外城市安全管理領域新理念、新技術、新經驗。有關專家還分享了大數據、云計算、人工智能、物聯網及5G等先進科技在保障城市安全方面的創新應用。

        2021924日,國務院安委會辦公室在安徽合肥召開城市安全風險監測預警工作現場推進會,深入學習貫徹習近平總書記重要指示精神,總結交流推廣城市安全工作經驗做法,部署推進城市安全風險監測預警工作。會議強調,城市安全風險監測預警是城市安全治理體系和能力現代化的重要標志。要堅持規劃引領,分兩階段在城市生命線工程、公共安全、生產安全、自然災害防治4個板塊建設城市安全風險綜合監測預警平臺。要堅持探索創新,因地制宜開展監測預警工作建設試點,以點帶面提高城市安全風險防范能力。與會人員現場觀摩了合肥市城市生命線工程安全運行監測系統,合肥、南京、成都、佛山、上海黃浦5個市(區)政府主要負責人在會上作了經驗交流。

       

      智慧城市建設的功能及主要目標

       

        智慧城市建設的核心問題是如何做到對城市的風險、隱患做到早發現、早預警、早處置。新冠肺炎疫情的突然降臨,加速暴露了我國在城市應急管理體系建設上的一些短板,加之城市高速擴張,城鎮化率快速增長,各類事故隱患和安全風險交織疊加,通過構建完善的智慧應急體系,掌握各類風險動態,充分利用互聯網、大數據、云計算等創新技術來提高城市抗風險能力,勢在必行。

        新型智慧城市建設,對公共安全與應急管理體系建設提出了更高的要求。運用云計算、大數據、互聯網、人工智能等信息化技術,將大大提高城市重大風險感知的靈敏度、風險研判的準確度和應急反應的及時度,逐步實現風險監測預警、應急指揮保障、智能決策支持等應急管理能力的快速提高,成為新型智慧城市高質量發展的“智慧防線”和有力保障。

        加強應急管理體系和能力建設,既是一項緊迫任務,又是一項長期任務。構建智慧城市應急體系可以從以下5個方面入手。




      災害耦合環境實驗平臺


        可視化管理(眼睛):不管是事前預警系統、事中應急處置系統,還是事后完善恢復系統,“城市之眼”——視頻監控都是城市應急管理系統中的核心環節,起到“眼觀六路”的作用,基于此,城市應急管理工作的關鍵環節——可視化管理應運而生。

        大數據平臺(大腦):應急管理大數據平臺將網絡空間和傳統應急數據融合,能夠實現海量數據的匯聚處理、各類安全隱患的監測預警、實時掌握安全態勢、突發事件指揮調度、指揮救援等等,在應急管理方面發揮著重要作用。

        移動應急系統(嘴巴和耳朵):一套完整的移動應急系統包括應急值守、綜合信息、應急協調、信息接報的功能,通過這些功能實現應急處置全過程、全地點、多方參與。

        災情救援平臺(四肢):通過建立災情救援實戰平臺,可利用大數據、智能輔助決策等技術,根據災情類型、規模及時自動生成人員裝備調配方案及災情處置方案,實現備戰救助人員、儲備物資及各類資源的及時派發和調配,加快應急反應及時度,提高應急救援實戰能力。

        應急救援裝備(工具和手段):圍繞應急救援與管理,研發各類應急救援裝備,推動應急救援管理建設,如智能安保機器人、應急通信保障車、多旋翼無人機等。以應急通信一體化、防災救災一體化、應急指揮一體化為主要內容,構建應急管理“業務一張網、數據一張圖、管理一盤棋”的發展藍圖。

        通過近年來的實踐探索,以合肥、南京、上海市黃浦區為代表的長三角區域城市在以下幾方面摸索出一系列貼近實際需要的科研平臺。

        災害耦合環境實驗平臺。多災耦合實驗平臺以氣候風洞為主體結構,內部集成多種災害環境模擬裝置,具備大范圍的溫濕度調節能力,可模擬實現臺風、暴雨、暴雪、高溫高濕、冰凍和強日照等多種極端災害環境及其耦合作用的綜合環境。清華大學合肥公共安全實驗室已建成國內公共安全應急領域首個實現多災種及其耦合作用的大型實驗裝置,也是亞洲規模最大、災害模擬種類最多的災害實驗裝置。

        城市生命線安全實驗平臺。市政建設中,各種管網線纜往往交叉或平行布置而在空間上形成耦合,當一種管網破損泄漏時,極易影響周邊其他管網,造成嚴重的次生災害。城市生命線工程安全技術研究實驗平臺突破單一管線模擬和縮比實驗的局限性,建立首個等比例全尺寸綜合埋地管線安全耦合實驗平臺。

        軌道交通安全科技中心。軌道交通安全科技平臺針對軌道交通技術創新、運營安全保障等面臨的行業共性和前沿問題,展開全周期風險防控與安全一體化工程技術、體系框架和標準規范研究以及示范應用,為構建信息化、網絡化、智能化軌道交通安全保障系統提供科技支撐。

        城市生命線橋梁安全解決方案:據不完全統計,目前我國公路路網中,約40%在役橋梁服役超過20年,技術等級為三四類的帶病橋梁達30%,超過10萬座橋梁為危橋,事故頻發。通過智能傳感技術,實時獲取橋梁結構靜態、結構動態、環境、車輛荷載等信息,可以實現對橋梁結構的實時監測與預測預警,以及全生命周期的監測和管理。

        城市燃氣公共安全問題解決方案:實時動態監測、風險分析,高風險區域提前部署巡檢力量;報警統計,精準巡檢。提前預警燃氣爆炸風險,變被動應對為主動防控、科學應急、精準處理。

        人員行為分析及疏散實驗平臺。人員行為分析與疏散實驗室緊跟科學研究前沿,注重跨學科交叉,結合世界一流的VR場景搭建技術、人員軌跡采集技術、動作捕捉技術、心理/生理信息采集技術,拓寬傳統疏散實驗采集數據的范圍,致力建成符合我國特征的分類明晰的人員行為特征和人員疏散行為特征數據庫,探索新型疏散實驗組織方式,打造國際領先的綜合性疏散行為及實驗研究平臺。

       

      智慧城市建設取得的進展

       

        以國內首個大型城市規模級應用——合肥市城市生命線項目為例。燃氣、橋梁、供水、排水、熱力、電力、綜合管廊、輸油管線等,是維系城市正常運行、滿足群眾生產生活需要的重要基礎設施,被形象地稱為“城市生命線”。然而,管網深埋在地下,橋梁矗立于空中,應當如何及時感知其異常,將風險消滅于萌芽,確保城市生命線無虞呢?

        在網絡空間搭建起一套城市生命線的數字孿生系統,每一座橋梁、每一條管道、每一處地下管網相鄰空間都一一對應,城市的“血液運轉”盡在掌握。在合肥市,這個科幻場景正逐步成為現實。

        合肥市委、市政府堅持科技賦能,近年來統籌推進地下管網地理信息系統、“1+2+3+N”城市生命線安全工程體系等建設。通過整體監測、動態體檢、早期預警、高效應對,推動城市安全治理日益精細化。20217月,安徽省委辦公廳、省政府辦公廳印發文件,將合肥市的探索定義為以場景應用為依托、以智慧防控為導向、以創新驅動為內核、以市場運作為抓手的城市生命線安全工程“合肥模式”,要求在全省推廣,打造城市生命線安全工程“1+16”運行體系,形成全省城市生命線安全工程監測網。

        合肥市五里墩立交橋是安徽省第一座高標準公路立交橋,實現了4層互通式立交,解決了17個流向的交通,建成以來的27年間,車水馬龍,也是合肥市區最重要的交通樞紐。20131231日,一名市政設施養護人員在巡查中發現,立交橋最上層橋面與橋墩間發生位移,一旦出現意外,后果不堪設想。合肥市立刻管制交通,封閉施工,加固除險。

        城市快速發展,看不見、想不到的風險越來越多,萬一哪個被漏掉呢?這樣的擔憂讓合肥市開始探尋城市安全治本之策。2015年,合肥市政府成立了城市生命線安全運行監測工作領導小組,統籌推進城市生命線安全工程建設,針對橋梁、燃氣、供水、排水、熱力等系統,以物聯網、云計算、大數據等手段,探索監測預防燃氣爆炸、橋梁垮塌、城市內澇、管網泄漏等突發事件。

        合肥市城市生命線安全工程已完成一期、二期建設,建成橋梁、燃氣、供水、排水、熱力、地下管廊六大專項,布設100多種、8.5萬套前端監測設備,實時監測51座橋梁、822公里燃氣管網、760公里供水管網、254公里排水管網、201公里熱力管網、14公里中水管網、58公里綜合管廊,打造監測感知“一張網”,以“一張圖”形式立體呈現城市生命線運行狀態。

        依托前端監測設備,系統對重點橋梁、地下主干管網及相鄰空間、下穿橋、易澇點等進行實時監測,一旦發現異常情況便會預警。如今,在監測中心,這是每天都在上演的場景,以往看不見的風險,成為智能大屏上看得見的預警信息。環巢湖大道兆河大橋是合肥市廬江縣與巢湖市的交通要道,也是橋梁專項監測的重點橋梁之一。20214-5月,監測中心監測到,短短一個多月,通過大橋的超載車輛達4700余輛,且多從大橋西側上橋、東側下橋,對橋梁形成嚴重偏載,對橋梁安全造成較大威脅。監測中心遂以簡報形式上報合肥市城鄉建設局。后經相關部門加強管控,20218月以來的超載車輛明顯減少。

        通過布設的24739個前端監測設備,燃氣專項重點監測中低壓燃氣管網微小泄漏造成地下管網相鄰空間燃氣濃度超標的情況。根據燃氣集團制定的管網分級巡線標準,每天都有巡線員巡線監測,不過人工監測無法做到“全天候且實時”,燃氣專項的實時感知與人工的巡線監測互為補充,形成更加全方位、立體化的監測網絡。

        供水專項實時對供水管網進行“體檢”,防范因高壓供水管網泄漏形成的水流沖擊地下,造成地面塌陷等事故,借助管道漏失定位智能檢測球,可在25公里范圍內將泄漏定位精度鎖定在2米內,改變了傳統人工聽漏模式。2020年初,在抗擊新冠肺炎疫情期間,合肥市供水集團使用智能檢測球對80公里長的高危水泥供水管道進行監測,發現漏水27處。

        窨井、箱涵、暗河等屬于封閉的有限空間,一旦滋生沼氣等有毒可燃氣體,不僅可能造成檢修人員、掉落行人等中毒,而且達到一定濃度后還有爆炸危險。合肥市排水管理辦公室排水專項已布設69套有毒可燃氣體檢測設備,監測位于居民密集區的合流制污水管網,還在重點地區布設井蓋智能監測設備,投用以來已預警沼氣超標、井蓋位移等273次。

        一旦報警聲響起,就意味著城市安全可能受到威脅。城市生命線安全工程投用以來,平均每天處理數據500億條,已成功預警燃氣管道泄漏216起、供水管網泄漏64起、水廠泵站運行異常45起、重型車輛超載4705起,推動城市安全運行管理“從看不見向看得見、從事后調查處理向事前事中預警、從被動應對向主動防控”轉變。

        預警之后的響應處置環節是避免事故發生的最后一道防線,不同的風險需要與之相應的響應處置流程,否則不僅無法消除風險,甚至會加重后果。合肥市出臺《合肥市城市生命線工程安全運行監測預警聯動工作機制》,建立以監測中心為預測預警、分析研判中樞,以橋梁、燃氣、供排水、熱力等權屬單位為風險處置單位的聯動組織架構,形成市政府領導、多部門聯合、統一監測服務的機制。

        據統計,2017年以來,多部門聯合開展風險處置308次,排除風險492項。目前,合肥市已啟動城市生命線安全工程三期建設,擬新增6萬余個高風險監測點,推進主城區和新建城區監測預警全覆蓋,延伸至區(縣)重點區域,向電梯、消防、軌道交通等領域拓展。

       

      智慧城市建設的啟示

       

        城市治理是國家治理體系和治理能力現代化的重要內容。隨著城鎮化、工業化快速發展,城市運行系統日益復雜,新情況、新問題大量涌現,高風險、脆弱性越來越凸顯。只有科學把握城市運行規律,才能有效防止城市安全發展失調、失衡、失序。

        在合肥市,平均每天500億條數據,是城市生命線安全工程深度挖掘城市安全運行規律的基石。生命線安全工程實時監測城市生命線安全運行狀態,根據監測報警和日常積累數據,分析辨識城市生命線運行的交叉耦合風險,描繪城市生命線安全運行畫像,做到“監測、發現、分析、預警、處置、反饋、總結、提升”的風險防控閉環管理,讓源頭治理更加精準有效。

        合肥市以往的城市建設工程,由于不了解地下管線情況,經常發生誤挖管線、“馬路拉鏈”等情況。如今,城市地下管網地理信息系統為城市建設提供管線信息,不僅節約探測費,還能避免重復開挖和安全風險。駱崗中央公園、南淝河污染源治理、十五里河治理等項目建設中,施工方根據大數據科學設計施工方案,精準避開了各類管線。

        目前,安徽省正緊鑼密鼓推進城市生命線安全工程建設,重點完成數據庫建設、技術規范體系制定、省級監管平臺建設、監測網建設、培育發展安全產業集群5項任務。屆時,可以加強對風險集中、隱患多發、事故易發領域和區域的分析研判,有針對性地強化監管,不斷提高城市生命線治理科學化、精細化、智能化水平。20219月,安徽省安委會辦公室主任,安徽省應急管理廳黨委書記、廳長張海閣在接受中央媒體采訪時表示:“城市生命線安全工程為解決安全治理難題提供了新手段。在統籌推進中,我們要運用系統思維探索城市安全發展路徑,用‘繡花功夫’織牢城市安全防護網?!?/span>

        加快推進智慧城市建設與應急產業發展,是完善國家治理體系、實現城市治理能力現代化的重要舉措。智慧應急產業的發展能夠有效地保障和改善民生服務、創新社會管理、維護公共安全、提高突發事件應對能力。

        城市風險治理是極為艱巨復雜的重大任務。加強系統治理、依法治理、綜合治理、源頭治理,把我國制度優勢更好轉化為治理效能。合肥市及南京市、杭州市、上海市黃浦區等長三角區域部分城市的實踐表明,在推進智慧城市與智慧社區建設過程中,要從城市與社區公共安全與應急管理角度出發,充分利用互聯網、大數據、云計算等創新技術,通過對城市與社區的整體感知,增強物與物、人與物之間的聯系,全面、精確、實時地掌握各類風險動態,提前預防、控制可能發生的危險事故和突發事件,在危機事件發生后,能夠做到信息共享與協調聯動,實現人與技術的充分融合,使城市與社區的應急管理更智慧、更高效、更安全。



      【責任編輯:cheng】
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