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當一座座橋梁、一條條燃氣管道“上網”,城市生命線安全工程的背后,一方面是數以萬計的前端感知設備日夜監測和大模型的綜合運用守護城市的安全,另一方面,是產學研用一體化向縱深推進,關鍵設備突破“卡脖子”技術,高校與企業互為依托,打通科技成果轉化為新質生產力的“最后一公里”。

先行的“合肥模式”

11月7日上午,在合肥市包河大道高架橋上,往來車輛川流不息。這座高架橋全長8.5公里,橋梁主跨度達到60米,是連接合肥主城區與濱湖新區的“交通要道”,也是合肥市城市生命線安全工程的重要監測目標。

“包河大道高架橋跨紫云路段上共部署了46個傳感器,主要監測位移、應變、溫度、振動及撓度等指標。”

清華大學合肥公共安全研究院(以下簡稱“清華合肥院”)城市生命線安全工程研究中心博士李舒告訴安徽商報融媒體記者,這些監測數據實時發送到安徽省城市生命線安全運行監測中心,7×24小時輪班值守的數據分析師將對系統報警數據開展綜合分析,保障橋梁安全運行。

在城市生命線安全工程中,城市生命線安全運行監測中心就像“數字大腦”,全天候為城市安全保駕護航。

清華合肥院執行院長袁宏永說,城市生命線安全工程通過前端傳感器精準感知、監測系統精準分析、監測中心精準推送、部門聯動精準處置,構建了城市安全智慧化、全鏈條的管理網絡,實現城市安全風險早發現、早預警、早處置,有效解決了過去靠人解決不了、解決不好的問題。

“橋梁垮塌、燃氣泄漏、供水爆管既是社會的關注點,也是城市管理者的痛點。”

合肥澤眾城市智能科技有限公司(以下簡稱“合肥澤眾”)副總經理范飛11月16日在2024中國公共安全大會期間,接受安徽商報融媒體記者采訪時表示,2015年,合肥市依托清華大學合肥公共安全研究院啟動城市生命線安全工程一期項目建設。

按照合肥市政府統一部署,清華大學公共安全研究院孵化企業和合肥建投集團共同出資成立合肥澤眾公司,由合肥澤眾具體負責生命線安全工程的建設任務。生命線一期試點建設包括繁華大道跨南淝河大橋、金寨路高架橋等5座橋梁;2.5公里燃氣管網;25公里供水管線。

“一期項目建成后,很快就發揮了實際效用。”范飛說道。

2017年9月22日深夜,合肥西一環居民密集區一前端監測設備報警,提示地下相鄰空間燃氣濃度超爆炸下限。經分析,燃氣泄漏填充空間的長度超50米,影響范圍涉及2個加油站、7個住宅區、3所學校和2座大型商場。監測中心立即啟動預警聯動工作機制,合肥市城鄉建設局,原市安監局、市燃氣集團等協同搶險,避免了可能造成的人員傷亡。

“第二期項目進一步豐富了監測場景類型,監測的建設內容在原有的基礎上增加了熱力、排水兩類設施。”

范飛表示,2016年底,隨著一期工程驗收結束,次年,合肥市再次啟動城市生命線安全工程二期項目建設。合肥市城市生命線安全工程二期項目的監測范圍進一步擴展,監測范圍增加至51座橋梁,2000余公里的地下管網。

安徽商報融媒體記者采訪中獲悉,如今,合肥已經建立起包括燃氣、供水、排水、熱力管網以及橋梁、綜合管廊等在內的城市生命線工程。合肥市城市生命線安全工程按照“統一規劃、分步實施”的原則進行項目建設,從一期5座橋梁、27公里管線擴展到二期51座橋梁、2100多公里的各類地下管線,再到完成燃氣高風險區域監測預警全覆蓋和四縣一市城市生命線建設,累計布設前端感知設備約8.5萬套,覆蓋137座橋梁、7316公里的地下管線。

全省16個市均已啟動實施二期

“小女孩幾歲,穿什么衣服,把相貌特征報一下。”

11月9日16時32分,池州數字城市運行管理中心,正在為記者演練系統運行的池州市公安局指揮中心接線員,突然接到報警,一名6歲小女孩與家人走失。

“指揮中心、指揮中心,第二警組到達煙柳園公園,交警一大隊到達煙柳園公園。”在地面警務力量到現場的同時,無人機也到達了現場。從接警到現場處置,僅4分鐘就將警情處置完畢,民警找到小女孩后,把她帶到派出所聯系家人。

池州市公安局指揮中心主任胡璋龍在現場介紹,通過池州市城市運行管理服務平臺,可以實現當地所有的視頻資源共享。“能夠為我所用,讓我們能夠更好地服務群眾,剛才我們尋找小女孩的過程,就是一個很生動的例子。”

此外,胡璋龍表示,很多的警情查找,或者交通事故等證據的調取,都需要依靠池州市城市運行管理服務平臺,開展好警務工作,“平臺給我們提供了支撐,我們向平臺反饋成效。”胡璋龍解釋說。

池州的城市生命線建設正是脫胎于城市生命線工程的“合肥模式”。

2021年,安徽省委、省政府出臺《關于推廣城市生命線安全工程“合肥模式”的意見》(以下簡稱“意見”),“合肥模式”正式推向全省。

宣城生命線、滁州生命線、淮北生命線……合肥供水監測、合肥燃氣監測……11月7日,合肥城市生命線工程安全運行監測中心內,安徽商報融媒體記者注意到,大廳兩側分別為全省15個設區市和合肥市的監測席位。

而在這些席位正前方的巨型的電子屏,燃氣、供水、橋梁等設施的監測數據正在實時更新,借助“紅、橙、黃、藍”四色等級安全風險分布圖,城市重要基礎設施的隱患點清晰可辨。

安徽商報融媒體記者采訪時獲悉,截至目前,安徽省16個設區市覆蓋城市燃氣、橋梁、供水、排水防澇等重點領域的城市生命線一期工程已建成運行,并有序推進二期工程建設,應用場景向瓶裝液化氣、水環境治理等重點領域拓展和城市全域延伸,基本實現城市安全風險的早發現、早預警、早處置。

“私人定制”建設方案

“全省推廣并不是簡單的復制,而是根據每個城市的資源稟賦及城市‘痛點’定制建設方案。”

范飛表示,皖南地區水系發達,這一地區對橋梁、水質的監測要求較高,而皖北地區的城市幅員較為廣闊,對燃氣等項目的監測提出了更多的要求。

“蕪湖增加了一部分綜合管廊的監測,宣城增加了一部分水質監測,淮北則擴大了燃氣監測覆蓋范圍。”

11月6日至12日,安徽商報融媒體記者跟隨2024年“高質量發展調研行”主題采訪團,在銅陵、池州兩地采訪中發現,兩市在進行城市生命線安全工程建設時分別采取了獨立建設和附屬建設的不同運行邏輯。“一則是基于城市自身的財政能力,其次則是根據城市的‘痛點’。” 國佩松說道。

國佩松現任銅陵澤眾公司副總經理,并同時負責池州澤眾的相關業務。

在池州市城市運行管理中心(以下簡稱“池州城運中心”),安徽商報融媒體記者注意到,其指揮大廳大屏幕上,可以實時顯示池州“天平湖蓮花臺”“九華山”等水域、區域的監控視頻,也能夠顯示公安系統的執法記錄儀、無人機等畫面。“這樣做的好處在于,我們在大廳內就可以完成跨部門的聯動。”

而在銅陵城市生命線安全運行監測中心,其現場大屏更加側重于燃氣、排水、供水、橋隧等城市基礎設施的數據監測等信息。

兩地的區別也反映在人員配置上。

銅陵指揮大廳的席位主要由總控臺、研判席、指揮臺、綜合管廊專項、橋梁專項等構成。池州城運中心則在此基礎上,采取“常駐+彈性入駐”的方式,進一步整合了應急、公安、城管、生態環境、住建、文旅、農業農村、林業、水利、自規、氣象、司法12個部門相關業務,并在池州市城市運行管理中心內設立專業座席。

國佩松11月13日在電話中告訴安徽商報融媒體記者:“在池州,我們相當于入駐了其城運中心,數據、視頻調用和跨部門協同便捷,銅陵則是住建系統運行監測、預警處置體系能力的體現。”

“誰家的孩子誰抱走,誰家的事誰處置。”在采訪中,范飛針對城市生命線處置思路,形象地為安徽商報融媒體記者打了一個比方。

范飛表示,目前包括合肥、馬鞍山在內的部分城市已經開始了城市生命線安全三期工程的建設。

“三期建設的主要目的就是‘提標擴面’,即擴大原有的覆蓋范圍,不斷創新應用場景,比如森林火災、電梯、老舊房屋等。”范飛說,這就意味著城市生命線安全工程將進一步被“放大”,除了原有的住建或城管體系內容,還將涉及到房管、應急等多個部門。

因地制宜的思路始終貫穿在安徽省16個設區市城市生命線安全工程的設計、建設、運營等各項工作中。

“城市生命線安全工程是對城市既有基礎設施的補充,而非重復建設,我們的原則是能接盡接(接入系統)、能改盡改(加裝聯網設備)、最后再重新建設。”

范飛介紹,在進行城市生命線安全工程施工前,首先要做的便是“體檢”,開展城市安全風險評估。依托已有的巡查記錄等基礎數據,結合“體檢”情況,確定重點的監測方向。以燃氣為例,一般情況下,燃氣公司的監測重點為高壓的管網,對中低壓管網的監測手段較少。

“我們會結合管網的管齡、管材,選取重點的中低壓管網的相鄰地下空間進行監測,實現風險的監測預警。”

如何響應?

在銅陵城市生命線安全運行監測中心的墻上,掛著一幅“響應處置”的流程圖,分為三級風險預警。

以燃氣泄漏為例,當前方傳感器監測到報警,“智慧大腦”會依據清華合肥安全院自研的燃氣擴散模型、爆炸模型、燃氣溯源模型首先判斷是“真預警還是假預警”。此外,通過數值的變化,也可以判斷出是沼氣堆積還是燃氣泄漏。

范飛表示,當系統判定燃氣預警后,會立即啟動前述的三級風險預警機制。每級預警的區別在于其導致的后果及處理方式、涉及的處置部門不同。

“比如二級預警,一般其影響的范圍較大,可能會擴散至街道,這樣的情況,僅依靠屬地燃氣公司力量已經無法有效處置,我們會依據住建局的規定,第一時間聯系住建局,并配合住建局協調相關單位共同處置。”

今年6月25日,城市生命線安全工程監測發現淮北市淮海東路朝陽醫院對面2個電信井、1個給水井在10分鐘內陸續出現可燃氣體濃度報警,窖井密閉空間最高濃度分別達到20.20%VOL、20.00%VOL、17.48%VOL。

通過對監測點位地上周邊防護目標分析,該監測點位周邊300米范圍內存在生產場所多達上百個,如果發生燃爆事故,可能會引起較大的人員傷亡和社會影響,淮北城市生命線監測中心立即聯動市住建部門、燃氣公司、社區協同處置,最終在淮北住建部門分管領導統一調度指揮下,將漏氣管網兩端閥門關閉,并進行放散處置,險情得到及時有效控制。

安徽商報融媒體記者采訪中獲悉,截至目前,安徽累計發布并處置三級以上預警1931起,其中成功預警燃氣管網泄漏690起,供水管網泄漏449起,重車超載橋梁結構異常97起,城市內澇695起。

據初步統計,城市生命線安全工程建成運行以來,城市地下管網事故發生率下降60%,風險排查效率提高70%。

突破“卡脖子”技術

在合肥市廣西路與洞庭湖路交口的一處燃氣點位上,一臺智能可燃氣體探測儀被裝在窨井壁上。這不僅是城市生命線安全工程中的“眼睛”,也是支撐城市生命線信息監測系統的基礎。

但是,在地下空間激光燃氣報警器研制成功并應用前,國內外可燃氣體報警器設備廠家生產的這種小小的裝備平均3個月就會被迫更換一批。

“在這種背景下,我們必須找到具備長壽命、抗干擾強、標定周期長等特性的設備。”11月19日,清華合肥院產業合作中心常務副主任、合肥清芯傳感科技有限公司(以下簡稱“清芯傳感”)董事長周揚接受安徽商報融媒體記者采訪時表示,“我們的應用場景復雜,需要經歷泡水、高溫、低溫、腐蝕、灰塵、其他氣體干擾等多重考驗。”

2016年,國內外對于氣體探測的技術路徑,主要分為紅外、半導體、電化學等方式。但是在使用過程中,周揚逐步發現,前述這類產品難以適應復雜的地下場景。“我們大概選擇了四五十種不同廠家和類型的產品,并且全部進行了測試,有些防護不好的產品不到6個月,外殼都能被腐蝕粉化。”

“激光的‘選擇性’更強,使得激光比其他技術探測更加準確,不受其他氣體的干擾。”在摸索的過程中,周揚選擇了激光,為了降低激光設備的成本,通過自研用于氣體探測的激光芯片和自主設計非制冷型激光器封裝工藝等核心技術,將原本大幾千元的激光器價格降到百元左右。

清華合肥院里設有激光傳感芯片研發中心,這與2022年成立的清芯傳感互為支撐。

“合肥不僅是城市生命線安全工程的‘起源地’,更將這件事做到了全國前列。”

清華合肥院執行院長袁宏永介紹,“城市生命線中的監測儀器,既要可靠,又要便宜,才能大規模應用,我們突破了卡脖子技術,將研制的儀器價格從數萬元控制在百元上下,這就意味著,將來居民家里、小飯館里的燃氣表都能自帶報警器,安全系數極大提高。”

目前,清華合肥院及其孵化企業擁有各類科技產業人才1500余人,建成城市生命線安全、消防安全、激光傳感裝備、安全新材料等18個實驗室。

此外,安徽依托城市生命線安全工程建設,貫通政產學研用金服,建成20余個省部級以上高能級創新平臺,先后攻克建筑結構微元火災探測技術等300多項關鍵核心技術和裝備,直接孵化“金娃娃”企業16家,按照“龍頭企業—產業鏈—產業集群—產業生態”發展路徑,先后孵化生命線產業核心企業20余家,帶動集聚產業鏈企業300余家、產值500億元,形成了以城市生命線安全工程為牽引的城市安全產業發展態勢。

住建部與安徽省合作共建城市基礎設施生命線安全發展先行示范區,截至目前,城市生命線“安徽經驗”已在北京、天津、深圳、成都、西安等全國60多個城市推廣應用。

（安徽商報融媒體記者 常誠）