城市地下的“生命线”,怎么在出事前被盯住?城市生命线安全监测全景
城市的地底下,藏着一张我们几乎天天用、却很少感知到的网。
拧开水龙头,是供水管在送水;打开燃气灶,是燃气管在供气;下雨天马路不积水,是排水管在悄悄排走雨水;冬天屋里有暖气,是供热管在输送热量。头顶上,还有一座座桥、一条条隧道,每天驮着车流人流。这些设施有一个共同的名字——城市生命线。它们是城市的血管和骨架,平时安静运转,可一旦出事,就是大事。
一、城市的生命线,为什么最怕“看不见”
生命线的麻烦,恰恰在于它“看不见”。
燃气、供水、排水、供热这些管道,绝大多数埋在地下;桥梁的承重结构,藏在桥体和桥墩里面。我们能看到路面、看到桥面,却看不到底下的管道锈没锈、漏没漏,也看不到桥体内部有没有裂缝。
过去,这些设施主要靠人工巡检:工人沿线检查、定期排查。但一座城市的管网动辄几千上万公里,光靠人一双腿、一双眼睛,周期长、覆盖有限——很多隐患还没轮到被看见,就已经酿成了事故。燃气泄漏爆炸、路面突然塌陷、桥梁垮塌、暴雨内涝淹城,这些事故背后往往都指向同一个原因:隐患藏在看不见的地方,等发现时,已经晚了。
所以,守护生命线,首先要解决的就是“看不见”这个问题。
二、先摸清家底:普查与风险评估
要盯住看不见的东西,第一步是先把家底摸清。
城市生命线工程的第一件事,是普查——把埋在地下的燃气管网、供水管网、排水管网、供热管网的走向、管径、埋深,把地上桥梁、隧道的结构信息,一条一条摸清楚,汇聚成一个“城市生命线安全工程数据库”。地上地下的设施,第一次在一张数据图里完整地呈现出来。
光知道“有什么”还不够,还要知道“哪里危险”。在普查数据的基础上,构建风险评估模型,对每一条管线、每一座桥梁的安全状态做评估,最后生成一张风险四色图——红、橙、黄、蓝四种颜色,把不同风险等级的区域标出来。
这张四色图,就是后续工作的“作战地图”:哪些地方风险高、要优先布设传感器,哪些地方相对安全、可以缓一缓,一目了然。
这个家底摸得有多细?以郑州为例,城市基础设施生命线安全工程风险评估覆盖了中心建成区 653.2 平方公里,摸清了 8300 多公里燃气管网、3100 公里热力管网、6600 多公里供水管网、5900 多公里排水管网,以及 100 余座桥梁、82 条隧道和 1 条综合管廊。
三、给每条线装上“神经”:一张感知网
摸清家底之后,第二步是在风险最高的那些点位上,布设前端传感器,让设施的状态被全天候持续感知。
不同设施,盯的东西不一样:
- 燃气:在阀门井、相邻的通信井、雨水井、污水井这些可燃气体容易积聚的空间,布设浓度监测设备,24 小时盯着有没有泄漏;同时用 InSAR 技术对管线沿线做沉降形变监测,从地面的微小沉降判断管网有没有受压破损的风险;
- 供水:监测管网的水质、压力、流量、漏失,用模型分析管网运行状况,实时掌握哪里压力异常、哪里可能在漏;
- 排水:盯着易破损渗漏、易内涝、易积水、雨污合流集中的重点区域,评估渗漏、淤积、溢流、内涝、地面坍塌的风险;
- 桥梁:选择长大跨、特殊结构、主跨超过 150 米的梁桥,以及老化、病害、超载、撞击风险高的桥梁,用 BIM 精细化建模加上感知设备,实时监测桥体结构;再用 SBAS-InSAR 技术监测桥梁及周边的形变;
- 热力:监测管网压力和流量,优先盯住运行超过 10 年的管道、泄漏超过 3 次的管道,以及靠近河道、低洼易涝点这些高风险部位;
- 综合管廊:把入廊管线的运行参数,和廊内的温度、湿度、有毒气体、易燃气体、空气质量、水位一起监测,管廊里的一举一动都在掌握之中。
这些传感器,就像给城市的生命线装上了一条条“神经”,把“看不见”变成了“感觉得到”。
四、汇聚成“一张图”:监管平台
装了神经还不够,还要有一个“大脑”,把这些信号汇聚起来、看懂、并做出反应。
这就是城市生命线安全监管平台。它在普查和监测的基础上,把燃气、供水、排水、桥梁等各个专项的数据,汇聚到一个综合监管系统里。
这个平台要做两件事:平时,它做综合运行监测——监测值守、分析研判,把各条生命线的实时状态放在“安全运行一张图”上,哪里压力异常、哪里有泄漏苗头,值班人员一眼就能看到;战时,它做应急联动处置——一旦监测到险情,辅助决策、协同处置,第一时间定位、研判、响应。
这就是城市生命线工程反复强调的那句话:一屏观全局、一网管全城、一体防风险。
也正是这一步,让守护生命线的方式发生了根本转变——从“事后处置”变成“事前预防”。过去是出了事才去修,现在是隐患刚冒头,就提前发现、提前处置。
五、已经在这些城市落地
这套“普查评估—监测网—监管平台”的打法,已经在不少城市跑了起来。
南宁的燃气安全运行监测系统,针对燃气管网及雨水井、污水井、电力井等相邻空间的安全风险,融合物联网、大数据、三维建模技术,建设了全面监测、报警预警、研判分析、辅助决策、联动处置的能力,实现了燃气安全从“事后处置”向“事前预防”的转变。
黄冈市区的城市生命线安全工程,一口气建了安全监测感知网(覆盖燃气、供水、排水、桥梁)、安全数据工程、基础支撑系统、综合安全应用和专项安全应用,把生命线工程成套落地。
鹤壁的城市基础设施生命线安全工程风险评估,聚焦城市里的高风险重点区域,对燃气、排水、桥梁、热力、供水等设施做风险辨识、分析和评价,输出燃气管网、供水管网的风险评估四色图,摸清安全风险底数。
郑州的风险评估,把 653.2 平方公里内的燃气管网、热力管网、供水管网、排水管网、桥梁、隧道、综合管廊,全部纳入评估。
这些工程的推进,背后是一套越来越清晰的政策脉络:从 2018 年《关于推进城市安全发展的意见》,到 2021 年推广城市生命线安全工程经验做法,再到 2023 年住房和城乡建设部在合肥召开现场会、提出全面启动建设,2024 年《关于推进新型城市基础设施建设打造韧性城市的意见》进一步提出加快推进城市基础设施生命线工程建设。城市生命线,已经从个别城市的探索,变成了一项全面铺开的工程。
六、一张网的价值
城市生命线安全监测,说到底,做的是同一件事:把城市里那些看不见、摸不着的基础设施,变得看得见、盯得住。
- 对城市:风险从“事后发现”变成“事前预警”,把事故挡在发生之前;
- 对居民:每天都要用的燃气、水、桥梁、道路,多了一层持续运转的守护;
- 对管理者:整座城市的地下地上设施,第一次可以放在一张图上看全局。
这也是航天宏图在应急与公共安全领域的一块重要拼图。如果说天空地一体化的应急感知,是用卫星、航空、地面的眼睛,看清灾害现场;那么城市生命线安全监测,就是用一张埋在城市地下、布在设施身上的感知网,盯住这座城市最日常、也最要紧的安全。