城市生命線健康監測怎么做?:從部署到落地的全流程實操指南

城市生命線,是支撐城市正常運轉、保障居民生命財產安全的“血管”與“神經”,涵蓋燃氣、供水、排水、熱力、橋梁、隧道、綜合管廊、市政道路等核心基礎設施。隨著城市化進程加快,老舊設施老化、極端天氣頻發、第三方施工擾動、城市人口密度提升等多重因素,持續加劇城市生命線運行風險——燃氣泄漏、路面塌陷、橋梁結構失穩、暴雨內澇、管網破損等隱患時有發生,不僅影響城市正常秩序,更直接威脅群眾生命安全。

開展城市生命線健康監測,核心是通過數字化、智能化手段,實現對基礎設施“健康狀況”的實時感知、風險預警、精準處置,推動城市公共安全治理從“被動應對”向“主動防控”、從“經驗判斷”向“數據說話”轉型。這并非簡單的設備堆砌,而是一項系統性、全鏈條工程,需結合城市實際情況,科學規劃、分步實施、長效運維。本文將從前期籌備、核心實施、系統落地、長效保障四個維度,詳細拆解城市生命線健康監測的具體做法,為城市管理者、行業從業者提供可落地的實操指南。

一、前期籌備:摸清底數,找準方向,筑牢基礎

城市生命線覆蓋范圍廣、設施類型雜、產權主體多,盲目開展監測只會造成資源浪費、監測缺位。前期籌備的核心的是“摸清家底、明確重點、制定標準”,為后續工作劃定清晰路徑。

(一)全域摸排底數,建立數字化檔案

監測的前提是“知其然”,需先完成城市生命線基礎設施的全域排查,徹底摸清設施的“身份信息”與“健康現狀”。一方面,整合住建、市政、燃氣、水務、交通等部門的現有檔案資料,梳理各類設施的分布、年限、規格、材質、產權歸屬、運行參數、歷史故障記錄等基礎信息,重點標注超期服役設施、材質落后管網、高危管段(穿越密閉空間、人口密集區)、關鍵構筑物(跨江大橋、核心泵站、地下管廊)等重點對象;另一方面,采用現代化手段補充完善排查,比如用智能監測儀器、管道機器人等技術排查地下管網的破損、腐蝕、堵塞等隱蔽隱患,用無人機航拍、激光掃描排查橋梁、隧道的外觀缺陷與結構變形,用地質雷達檢測路面下方空洞隱患。

在此基礎上,結合GIS地理信息系統,搭建“城市生命線一張圖”,建立包含設施屬性、風險等級、歷史數據、運維記錄的數字化檔案,實現全域設施“可視化呈現、精細化管理、可追溯查詢”,徹底解決“底數不清、隱患不明”的痛點。

(二)開展風險分級,確定監測優先級

城市生命線設施數量龐大,無法實現“全方位、同標準”監測,需根據風險程度分級分類,聚焦重點、精準發力。結合設施重要性、運行年限、周邊環境(人口密度、交通流量)、歷史事故情況、地質條件等因素,將監測對象劃分為高、中、低三個風險等級,明確不同等級的監測標準與頻次:

高風險對象:如燃氣閥井、人口密集區供水管網、跨江跨海大橋、城市核心隧道、易澇點泵站、老舊綜合管廊,需實施“全方位、高密度、實時監測”,確保風險早發現、早預警;

中風險對象:如普通路段熱力管網、常規市政橋梁、郊區排水管網,實施“常態化、周期性監測”,定期采集數據、排查隱患,動態跟蹤健康狀況;

低風險對象:如偏遠區域供水管網、鄉村排水設施,實施“定期排查、動態管控”,重點防范極端天氣、第三方施工等突發擾動帶來的風險。

同時,對歷史事故點、施工影響區、地質災害隱患點等高危地段,制定“一點一策”定制化監測方案,確保風險無死角、監測無盲區。

(三)明確監測指標,制定技術標準

不同類型的城市生命線,“健康指標”差異較大,需結合設施特性,明確核心監測指標、數據采集頻次、預警閾值,避免“指標混亂、標準不一”導致監測數據無效。結合行業規范與實踐經驗,各類設施的核心監測指標參考如下:

管網類(燃氣、供水、排水、熱力):壓力、流量、溫度、泄漏(燃氣/供水)、液位(排水)、腐蝕程度、管道變形、周邊甲烷濃度(燃氣)等;

構筑物類(橋梁、隧道):沉降、位移、傾斜、振動、裂縫寬度、結構應力、伸縮縫變形等;

市政道路:路面沉降、平整度、裂縫、地下空洞、車轍等;

綜合管廊:環境溫度、濕度、氣體濃度(燃氣、有毒有害氣體)、積水、結構變形等。

此外,需明確數據采集的頻次(高風險對象每1-5分鐘采集1次,中低風險對象每30分鐘-24小時采集1次),制定統一的數據格式、傳輸標準、預警分級標準(一般分為四級:藍色、黃色、橙色、紅色),確保后續數據整合、系統聯動、應急處置有序推進。

二、核心實施:感知先行,數據驅動,精準監測

前期籌備完成后,進入核心實施階段,重點是搭建“感知網絡、數據平臺、預警體系”三位一體的監測架構,實現從“數據采集”到“風險預警”的閉環銜接,這是城市生命線健康監測的核心支撐。

(一)搭建全域感知網絡,實現實時數據采集

感知網絡是“監測的眼睛和耳朵”,核心是根據監測對象與指標,科學部署各類監測設備,實現“全方位、無死角、高精度”的數據采集。需結合設施分布特點,采用“固定監測+移動監測+應急監測”相結合的方式,搭建全域感知網絡:

固定監測方面,在高風險管段、關鍵構筑物上,部署嵌入式、固定式監測設備——如燃氣管道部署可燃氣體監測儀、智能壓力監測儀,橋梁部署智能結構診斷器、傾角傳感器,排水管網部署雷達水位監測儀、雷達超聲流量計,路面下方部署空洞監測傳感器,通過有線+無線(5G、NB-IoT)混合傳輸方式,將實時數據傳輸至數據平臺。其中,NB-IoT技術憑借低功耗、廣覆蓋、低成本的優勢,適合地下管網、偏遠區域等場景的傳感器部署;5G技術則適合需要高速傳輸、高清視頻聯動的場景(如隧道、橋梁實時監控)。

移動監測方面,針對分散性強、不便部署固定設備的設施,采用移動監測手段補充——如用檢測車搭載雷達、氣體檢測儀,定期對管網、道路進行巡檢;用無人機搭載高清攝像頭、激光雷達,對橋梁、隧道、高空管網進行航拍監測;用管道機器人、潛望鏡,對地下管網進行常態化巡檢,彌補固定監測的不足。

應急監測方面,在突發極端天氣(暴雨、臺風、寒潮)、第三方施工擾動等場景下,臨時部署便攜式監測設備(如便攜式氣體檢測儀、沉降儀),實現風險實時跟蹤,防范突發隱患升級。

需注意的是,監測設備的部署需兼顧安全性與實用性,避免破壞原有設施結構;同時,選擇防水、防塵、抗干擾、耐腐蝕的設備,適應城市復雜的戶外、地下環境,確保設備穩定運行。

(二)構建智能數據平臺,實現數據整合分析

感知網絡采集的海量數據(實時數據、歷史數據、隱患數據、運維數據),需通過智能數據平臺進行整合、清洗、分析,才能轉化為“可利用、可決策”的有效信息,這是監測工作的“大腦”。數據平臺的搭建,需重點實現三大功能:

一是數據整合匯聚。打破住建、市政、燃氣、水務等部門的“數據壁壘”,將各類生命線設施的監測數據、基礎檔案數據、隱患排查數據、應急處置數據、運維記錄數據,統一匯聚至平臺,實現“一次采集、多方共享”,避免數據碎片化。同時,搭建數據標準化接口,支持后續新監測設備、新數據類型的接入,確保平臺擴展性。

二是數據清洗與存儲。對采集的海量數據進行清洗、去重、糾錯,剔除無效數據,確保數據準確性;采用“本地存儲+云端備份”的方式,存儲實時數據與歷史數據,滿足數據查詢、追溯、分析的需求,同時做好數據安全防護,防范數據泄露、丟失。

三是智能分析與研判。依托大數據、人工智能、機器學習等技術,搭建數據分析模型,對監測數據進行實時分析、趨勢研判——如通過分析管網壓力變化趨勢,預判管網破損隱患;通過分析橋梁沉降、裂縫數據,評估橋梁結構健康狀態;通過分析排水液位數據,預判內澇風險。同時,結合歷史故障數據、隱患數據,優化分析模型,提升研判的準確性,實現“從數據監測”向“智能預判”轉型。

(三)建立分級預警體系,實現風險精準處置

監測與分析的最終目的,是及時發現風險、處置隱患,因此需建立“分級預警、快速響應、閉環處置”的預警體系,確保預警信息“傳得準、送得快、處置及時”。

一是明確預警分級與閾值。結合前期制定的預警標準,根據風險程度,將預警信息分為藍色(一般)、黃色(較重)、橙色(嚴重)、紅色(特別嚴重)四級,明確不同級別預警的觸發閾值——如燃氣泄漏濃度達到一定數值,觸發黃色預警;橋梁沉降量超出安全范圍,觸發橙色預警。同時,為不同級別預警,明確對應的處置責任主體、處置流程、處置時限。

二是完善預警信息推送。搭建多渠道預警信息推送機制,通過平臺彈窗、短信、電話、APP推送等方式,將預警信息精準推送至責任單位、運維人員、應急處置人員,確保相關人員第一時間收到預警、響應處置。例如,低級別預警(藍色)推送至運維人員,及時排查;高級別預警(橙色、紅色)推送至應急、住建、市政等部門及屬地政府,啟動應急處置流程。

三是實現閉環處置管理。建立“預警-核查-處置-反饋-銷號”的閉環處置機制:收到預警信息后,責任人員及時趕赴現場核查,確認隱患后,立即采取處置措施(如關閉閥門、搶修管網、封鎖橋梁、啟動泵站);處置完成后,將處置結果反饋至數據平臺,經審核確認隱患消除后,完成預警銷號。同時,對處置過程、處置結果進行記錄,形成處置檔案,為后續優化監測方案、完善預警體系提供參考。

三、系統落地:試點先行,逐步推廣,貼合實際

城市生命線健康監測是一項投資大、周期長、系統性強的工程,不宜盲目全面鋪開,需遵循“試點先行、總結經驗、逐步推廣”的原則,結合城市實際情況,分階段、分區域推進,確保監測系統貼合城市需求、發揮實際效用。

(一)選擇試點區域,打造示范工程

優先選擇“風險集中、基礎較好、代表性強”的區域作為試點,如老城區(老舊設施集中)、城市核心區(人口密集、設施重要)、易發生災害區域(內澇點、地質災害隱患點),重點部署1-2類核心生命線設施(如燃氣管網+橋梁、排水管網+路面),搭建小型化、精細化的監測系統,開展試點運行。

試點期間,重點跟蹤監測系統的運行效果,收集運維人員、責任單位的反饋意見,優化監測設備部署、數據分析模型、預警閾值、處置流程,解決試點中出現的問題(如設備不穩定、預警誤報、處置不及時等),打造可復制、可推廣的示范工程。例如,某城市老城區試點燃氣管網健康監測,通過優化傳感器部署、完善預警推送機制,將燃氣泄漏預警響應時間從30分鐘縮短至5分鐘,有效防范了燃氣安全事故。

(二)總結試點經驗,逐步擴大覆蓋范圍

試點運行1-2年后,全面總結試點經驗,梳理監測系統的優勢與不足,優化完善監測方案、技術標準、運維機制,形成適合本城市的監測模式。在此基礎上,按照“先高風險、后中低風險,先核心區域、后偏遠區域”的順序,逐步擴大監測覆蓋范圍,逐步將燃氣、供水、排水、橋梁、隧道、市政道路等各類生命線設施納入監測系統,實現全域覆蓋、全面監測。

擴大覆蓋過程中,需注重與城市現有基礎設施、智慧城市建設、應急管理體系的銜接,避免重復建設——如整合智慧城市現有數據平臺、監控資源,復用應急處置隊伍、運維力量,降低建設與運維成本。

(三)結合城市特色,定制監測方案

不同城市的規模、地理條件、生命線現狀、風險特點存在差異,監測方案不能“照搬照抄”,需結合城市特色定制化設計。例如,南方多雨城市,重點強化排水管網、易澇點的監測,增加液位、流量監測設備,優化內澇預警模型;北方嚴寒城市,重點強化熱力管網、供水管道的監測,增加溫度、防凍監測指標,防范管道凍裂;山地城市,重點強化橋梁、隧道、邊坡的監測,防范地質災害帶來的結構失穩風險;老城區重點強化老舊管網的監測,聚焦腐蝕、破損等隱患;新城區重點強化綜合管廊、新建橋梁的監測,實現全生命周期監測。

四、長效保障:機制健全,運維到位,持續優化

城市生命線健康監測不是“一建了之”,而是一項長期工作,需建立健全長效保障機制,做好運維管理、技術升級、資金保障,確保監測系統持續穩定運行、發揮長效效用。

(一)健全責任機制,明確分工協作

明確城市生命線健康監測的牽頭部門(一般為住建部門),統籌協調監測工作的規劃、建設、運維、管理;明確各相關部門(市政、燃氣、水務、交通、應急、財政)的職責分工,如燃氣公司負責燃氣管網監測設備的運維、隱患處置,交通部門負責橋梁、隧道監測的配合工作,應急部門負責預警響應、應急處置的統籌協調,財政部門負責資金保障,形成“牽頭統籌、分工負責、協同聯動”的工作格局。同時,建立部門聯動機制,定期召開協調會議,解決監測工作中出現的跨部門問題,確保工作有序推進。

(二)強化運維管理,保障系統穩定

監測系統的穩定運行,離不開專業的運維管理。組建專業運維團隊,負責監測設備、數據平臺、感知網絡的日常運維,包括設備巡檢、校準、維修、更換,平臺調試、數據維護、安全防護等工作;建立常態化運維制度,明確運維頻次、運維標準、責任人員,定期對監測系統進行全面排查,及時發現并解決設備故障、平臺異常等問題,避免因設備停運、數據中斷導致監測缺位。同時,加強運維人員培訓,提升其專業技能(如設備操作、數據分析、應急處置),確保運維工作專業化、規范化。

(三)保障資金投入,強化技術升級

城市生命線健康監測的建設、運維、升級,需要持續的資金投入。建立“財政主導、社會參與”的資金保障機制,將監測系統建設、運維資金納入財政預算,確保資金足額到位;鼓勵社會資本參與,通過PPP模式、市場化運維等方式,彌補財政資金不足。同時,注重技術升級,跟蹤行業前沿技術(如物聯網、人工智能、大數據、衛星遙感),定期對監測系統、數據分析模型、監測設備進行升級優化,提升監測的精準度、智能化水平;加強與科研機構、企業的合作,開展技術研發,解決監測工作中的難點問題(如地下管網隱蔽隱患精準監測、極端天氣下監測穩定性)。

(四)完善法規標準,強化監督考核

結合城市實際,完善城市生命線健康監測相關的法規制度、技術標準,明確監測工作的要求、責任、流程,規范監測系統建設、運維、數據使用等環節,確保監測工作有法可依、有章可循。同時,建立監督考核機制,將城市生命線健康監測工作納入相關部門、責任單位的績效考核,對工作推進有力、監測效果顯著的單位予以表彰,對工作不力、隱患處置不及時、造成安全事故的單位予以問責,倒逼責任落實。

五、結語

城市生命線健康監測,是守護城市安全、提升城市治理能力的重要舉措,也是一項系統性、長期性、專業性的工程,需要統籌規劃、分步實施、長效推進。從前期底數摸排、風險分級,到核心感知網絡搭建、智能數據平臺構建、分級預警體系完善,再到試點推廣、長效保障,每一個環節都不可或缺、緊密銜接。

當前,我國城市生命線健康監測工作正逐步推進,多地已建成示范工程,取得了良好的防控效果。未來,隨著數字化、智能化技術的不斷發展,城市生命線健康監測將朝著“全域化、智能化、精細化、一體化”方向發展,逐步實現各類生命線設施的協同監測、聯動處置,為城市安全運行保駕護航,為群眾營造更安全、更便捷、更宜居的城市環境。唯有堅持“預防為主、防治結合、精準施策”,持續完善監測體系、強化運維管理、提升技術水平,才能真正筑牢城市生命線的安全防線,推動韌性城市建設走深走實。