探索城市生命线安全工程“合肥模式”

2015年，合肥市成立城市生命线工程安全运行工作领导小组，启动城市生命线安全工程建设，以物联网、云计算、大数据、移动互联、BIM/GIS 等手段，监测预防燃气爆炸、桥梁坍塌、城市内涝、管网泄漏及其导致的路面塌陷等重大安全事故。通过整体监测、动态体检、早期预警和高效应对，实现了城市生命线安全运行管理“从看不见向看得见、从事后调查处理向事前事中预警、从被动应对向主动防控”的根本转变，提高了城市安全韧性。城市生命线安全工程“合肥模式”得到刘鹤副总理充分肯定，获得国务院安委办、住房和城乡建设部全国推广，现已在深圳、武汉等全国30 多个城市和新加坡等10 多个“一带一路”国家推广应用。

应用成效

合肥市城市生命线工程一期项目于2016年底建成运行，二期项目2021年投入运行。监测范围已覆盖51 座桥梁、822 公里燃气管网、759 公里供水管网、254 公里排水管网、201 公里热力管网、58 公里地下综合管廊。取得了显著成效：

一是坚持统一管理，建立城市生命线安全运行“大脑”。依托清华大学合肥公共安全研究院先进的风险识别、监测传感等技术，整合现有多家市政公共设施监测平台，搭建城市生命线工程安全监测系统，实时感知监测各类型城市基础设施运行状态，共布设约3.3 万套智能传感设备。

二是坚持统一“频道”，织密城市生命线安全运行“脉络”。城市生命线安全运行监测中心，实施7×24 小时的监测值守和数据分析，预警信息分等级推送到各权责单位，在各权责单位快速响应基础上，建立高效的“监测、发现、分析、预警、处置、反馈、总结”防控闭环机制。2021年成功预警燃气管网泄漏、沼气浓度超标、超载等事件8556 起。

三是坚持统一导向，夯实城市生命线安全运行“轨道”。构建城市运行风险评估和物联网智能监测技术体系，发布了《城市生命线工程运行监测技术规范》，制定了合肥市城镇燃气管网等安全风险监测预警响应工作规程，逐步建立系统平台建设、运行、维护、处置、决策和管理的一体化工作机制和流程。

特色亮点

合肥城市生命线监测平台通过地面空间与地下管网的结合、建筑信息模型和地理信息系统的耦合，提供城市基础设施的三维可视化、数字化展示，直观表达供水、排水、燃气、电力、通信等地下管网空间分布及埋深综合情况，以及地下管网与地上建筑、桥梁之间的空间关系，通过物联网监测和大数据分析，预警预判安全风险点，最大程度降低城市生命线的安全隐患。

研究团队攻克了关键的技术壁垒，针对城市生命线工程复杂管网与环境叠加带来的整体性、系统性风险识别难题，综合管龄、管材、维修记录、地质环境与人口、经济等承灾载体要素，攻克了城市高风险空间识别技术；发现了燃气在土壤、地面和地下空间扩散输运规律，建立泄漏源与相邻空间拓扑结构，攻克了跨系统风险转移和耦合灾害分析技术，实现了城市生命线工程风险的系统性识别、多指标叠加量化和多维度空间可视化。针对不同类型生命线工程风险空间分布特征，基于气体扩散模型、水力学模型、桥梁结构有限元建模等方法，建立了传感器空间优化布设技术，解决了城市立体空间监测的数量、位置、效能等多目标优化问题，实现了生命线工程风险的科学有效监测。