加快城市全域数字化转型促进智慧城市发展：城市生命线工程之城市生命线监管数据资产方案

城市生命线管理系统建设及发展存在着两个核心及重要问题：一是旧城区基础设施设备改造问题。随着城市化进程的加快，一些旧城区的规划不合理，导致基础设施建设滞后于城市发展，使城市生命线系统超负荷运行，遇到极端天气时易引发安全事故。二是城市生命线相关基础数据采集与融合问题。城市生命线相关数据的全面采集能力不够，各个子系统间的关联互动信息获取困难，形成“数据孤岛”，影响城市智能风险预警和辅助决策的弊端。

贰（02）建设发展历程

（一）发展历程

城市生命线管理系统的发展历程是一个伴随着城市化进程不断推进和科技进步而逐步完善的过程。以下是对其发展历程的概述：

• 初步形成阶段

在早期城市化进程中，随着人口向城市集中，对基础设施的需求日益增加。城市开始建设供水、供电、供气、交通、通信等基础设施，这些设施初步构成了城市基础设施生命线系统的框架。此时，这些系统的建设主要依赖于传统的工程技术和管理手段，以满足城市基本的生活和生产需求。

• 快速发展阶段

• 智能化改造阶段

近年来，随着物联网、云计算、大数据等信息技术的快速发展，城市基础设施生命线管理系统开始进入智能化改造阶段。城市通过构建智慧化城市生命线安全运行监测体系，实现对基础设施的全方位、全天候、全过程的监测和管理。智能化改造主要包括以下四个方面：

1、建设监测物联网：通过安装传感器、摄像头等设备，实现对基础设施运行状态的实时监测和数据采集。

2、建立数据平台：将采集到的数据上传至云端或数据中心，进行存储、处理和分析，形成基础设施运行状态的数据库。

3、开发智能应用：基于数据分析结果，开发智能预警、智能调度、智能维护等应用，提高基础设施的管理效率和安全性。

4、构建应急体系：建立完善的应急响应机制和应急预案，确保在突发事件发生时能够迅速、有效地进行处置和恢复。

（二）建设及发展现状

合肥市作为城市基础设施生命线安全工程的试点城市，已经构建了智慧化城市生命线安全运行监测体系，覆盖燃气、桥梁、供水、排水、热力、消防、水环境、综合管廊八大领域。系统自2017年运行以来，成功预警燃气泄漏燃爆、供水管网泄漏、路面塌陷、桥梁事故等突发险情6000多起，开创全国首个城市生命线安全的“清华方案·合肥模式”并获国家推广。

上海市依托城市信息模型，推进城市基础设施要素信息的“一图汇聚”，形成城市管理精细化工作信息平台的三维底图。一期共计有近百类超过510万个可共享数据的物联感知设备纳入到市域物联网运营中心共享和计算，每日产生数据超过3400万条，将进一步在市容管理、数字农业、防汛防台、水务管理等方面赋能城市运行管理。

佛山市早在2018年便联合清华大学在城市安全领域构建“政产学研用”全方位合作机制，高起点规划、高标准建设了“智慧安全佛山”项目，成功整合了全市32个部门和单位近200万条基础数据及上亿条物联网数据，不仅实现对市内重大危险点、风险源7×24小时动态监控，有效提升了佛山市对多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警能力。

叁（03）总体设计方案 

（一）总体思路

（二）建设目标

城市生命线管理系统总体目标：作为城市安全运行监测预警平台，形成统一标准和统一管理模式，实时监测城市安全运行状态，结合大数据分析与挖掘技术，通过长期追踪、关联分析、趋势预判等手段，融合城市信息模型（CIM）基础平台，通过扩大和增加前端探测和感知设备部署范围，加强城市生命线前端数据监测能力，在事故发生前辅助安全责任部门进行及时的风险识别和预测预警，并联通城市综合指挥平台，提高对城市生命线安全事件的快速反应和协同应急能力，便于管理部门监管与决策，保障人民生命财产安全，切实守护城市安全“生命线”。

城市生命线管理数据资产目标：采集城市生命线工程物联感知设备数据和已有安全监测设备实时接入数据，融合燃气、排水、供水、桥隧、特种设备、建筑施工、人员密集场所、路面塌陷、房屋安全、城市内涝、综合管廊及消防安全等专项的隐患风险数据，依托城市已有的城市大脑数据中台或数据资源管理平台进行建设，形成城市生命线安全主题库、城市生命线知识库和城市生命线业务专题库，构建城市生命线监管数据仓库。

（三）数据架构设计

城市生命线管理数据架构设计主要是从城市生命线监测数据源、数据采集、城市生命线数据仓库到应用层，数据的流向和处理过程。对于新建、升级和改造的相关项目，基于城市电子政务外网对接城市数据资源管理平台或数据中台进行数据的共享，对于新建部署的物联感知数据则通过城市物联网统一平台进行物联感知数据的接入，对于新建视频监控数据则通过城市视频融合服务平台进行视频监控的实时接入。

肆（04）城市生命线监管数据库建设 

（一）建设概述

数据库建设是支撑城市生命线管理以及城市安全运行的数据基础，遵循《城市运行管理服务平台数据标准》，依据城市生命线管理系统建设的燃气、排水、供水、桥隧、特种设备、建筑施工、人员密集场所、路面塌陷、房屋安全、城市内涝、综合管廊及消防安全等专项相关基础数据、监测数据及市政基础设施数据，对数据库进行总体设计和建设，城市生命线监管数据库主要分为主题库、知识库、业务库，主题库包括基础地理信息库、基础设施资产库、预警预报模型库、预案信息库、案例信息库、物联感知库、三维模型库等，业务库包括燃气专题库、排水专题库、供水专题库、桥梁专题库、特种设备专题库、综合管廊专题库、事件信息库等。

（二）建设思路与原则

（三）数据库流程设计

遵照数据库的需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库的实施和数据库的运行和维护五个设计流程，针对城市生命线管理数据库进行流程梳理，主要包括数据库的建立、数据的录入和数据库检查三个环节。

数据库的建立：系统中新建一个区，填写数据库表及数据填表说明，新建数据库表。

数据库数据录入：数据库录入人员将数据录入数据库，进行数据库分割数据的检查工作，录入系统输出Exc1表格，相关人员进行修正；以上工作完成后，数据库录入人员打印出相关数据文件报送，并进行确认工作。

数据库检查：用数据库检查软件进行数据复查工作，检查无误后按规定编写数据库名。

（四）数据库建设内容

知识数据库是结构化、易操作、易利用、全面的、有组织的、互相联系的知识集合，主要存储桥梁安全、燃气安全、供水安全、排水安全、路面塌陷安全、井盖安全等相关知识。 常识类知识：各种有关城市生命线的安全常识，包括桥梁安全、燃气安全、供水安全、排水安全、路线塌陷安全、井盖安全等相关的常识以及各种经验教训等。累积类知识：工作过程中积淀、总结、提高形成的知识信息，如城市桥梁建设施工方案、城市排水系统方案设计等。策略类知识：知识分析、总结的手段方式的归纳。例如各类生命线安全培训材料、城市安全防护手册等相关材料。法律法规类知识：法规数据来源于国家及地方有关城市安全管理的法律、法规、规章以及规范性文件。 标准及技术规范：城市安全管理相关的各种技术规范、相关标准。

1、燃气专题库

燃气专题库是对燃气管网现有部署的前端感知实时监测数据和历史数据，主要包括管网压力、流量及可燃气体浓度等监测数据，以及燃气管网监测的对象、监测指标等数据。主要包括燃气实时监测数据、报警数据等。

2、供水专题库

供水专题库是对供水管网现有部署的前端感知实时监测数据和历史数据，主要包括管网流量、压力及漏水声波等监测数据，以及供水管网监测的对象、监测指标等数据。主要包括供水设备监测信息报警信息等。

3、排水专题库

排水专题库包括排水管网、污水厂、泵站、排口、积水点等现有部署的前端感知实时监测数据和历史数据，主要包括雨量、管网液位、管网流量及河道液位、河道流量等信息，以及排水管网监测的对象、监测指标等数据。

4、桥隧专题库

桥梁专题库包括城市桥梁现有部署的前端感知实时监测数据和历史数据，包含挠度监测、裂缝监测、振动监测、环境监测、偏位监测等数据，以及桥梁监测的对象、监测指标等数据。主要包括桥梁设备管理数据库、桥梁监测信息数据库、桥梁安全预警信息数据库、桥梁安全事件信息数据库、桥梁安全模型数据库。

5、特种设备专题库

特种设备专题库是基于城市已有电梯底数数据，并根据现有获得的实时监测的电梯运行数据、维护数据及检修数据等及人工报警数据，建立特种设备监测数据、报警数据等。

6、综合管廊专题库

综合管廊专题库主要是基于城市综合管廊基础数据，根据综合管廊实时监测数据进行建立。主要包括综合管廊监测数据及报警数据。

7、路面塌陷专题库

路面塌陷专题库建设库包括道路、地铁、供排水管网、地下建筑物、在建工程、地质信息等基础数据以及雷达探测数据、历史维修数据等的收集、整理、加工、入库等工作。主要包括路面塌陷隐患数据和路面塌陷事故信息。

8、建筑施工专题库

建筑施工专题库主要包括建筑施工塔吊、环境监测、深基坑、高支模等实时监测和历史数据。

9、房屋安全专题库

房屋安全专题库主要包括房屋名称、隐患原因、隐患级别、监测报告、排除时间等信息。

10、城市内涝专题库

城市内涝专题库主要包括内涝区域、降雨量、预警级别、水深变化率、风险级别等信息。

11、消防安全专题库

消防安全专题库主要是基于消防安全专题库主要是基于全市消防安全基础数据，根据消防安全实时监测数据进行建立。主要包括消防安全监测数据及报警数据。

12、事件信息库

事件信息库主要包括事件名称、报警原因、报警级别、事件处置情况、风险级别等信息。