綜合管廊是集電力、通信、燃氣、供熱、給排水等各種工程管線(xiàn)于一體,設有檢修、吊裝和監測等設施,實(shí)施統一規劃、統一設計、統一建設、統一管理的地下隧道空間類(lèi)重要基礎設施,其運營(yíng)管理對“城市生命線(xiàn)系統”安全運行至關(guān)重要。黨的二十大報告從全局和戰略層面提到了“重大基礎設施的風(fēng)險監測預警體系建設”的要求。北京交通大學(xué)信息管理理論與技術(shù)國際研究中心(ICIR)研究認為,綜合管廊風(fēng)險監測預警體系應采用“以數據為中心、以知識庫為支撐、以技術(shù)集成為依托,面向應用服務(wù)”的實(shí)現路徑,借助先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數據等技術(shù),目標是研發(fā)涵蓋風(fēng)險識別、風(fēng)險度量和風(fēng)險應對多維度全生命周期一體化的綜合管廊綜合監控、巡檢維護、隱患排查、運維管理、應急處置等方面的關(guān)鍵技術(shù),解決綜合管廊集中監管、常態(tài)監控、智慧預警和協(xié)同應急中的關(guān)鍵問(wèn)題,形成基于大數據、物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)的多層級協(xié)同監管統一技術(shù)架構標準,致力于打造智慧化管廊,為綜合管廊智慧協(xié)同監管及應急預警的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節提供整體協(xié)同的解決方案,提升運行效率。
綜合管廊風(fēng)險監測尚“不智慧” “不智慧”因素眾多,綜合管廊日常管控難度大。其在空間上往往區域跨度大,服務(wù)的面積較廣,內外部環(huán)境復雜多樣;同時(shí)綜合管廊內部系統多、入廊管線(xiàn)種類(lèi)多、進(jìn)入人員多,因此其危險源也較為復雜;綜合管廊集多種管線(xiàn)于一體,一條管線(xiàn)的問(wèn)題很可能影響其他管線(xiàn)的安全,會(huì )產(chǎn)生“蝴蝶效應”,給綜合管廊的運行、城市安全帶來(lái)巨大隱患;廊內管線(xiàn)施工主體單位多樣,形成多主體單位并行施工、交叉作業(yè)、協(xié)同管理的局面,對施工過(guò)程的風(fēng)險管控提出了嚴格要求;綜合管廊空間密閉環(huán)境惡劣,廊體及管線(xiàn)監測設備種類(lèi)多,入廊巡檢、維護維修任務(wù)重,存在安全隱患探測難度大、設備財物管控難度大等問(wèn)題。亟待突破日常運維過(guò)程中的設備管理、環(huán)境監測及管控技術(shù)難題。
環(huán)境復雜,應急管理需求迫切。綜合管廊內附屬設施各系統基本上是獨立運行的,但綜合管廊內管線(xiàn)類(lèi)型復雜、環(huán)境復雜,其安全形勢也較為復雜,往往需要各系統之間實(shí)現應急聯(lián)動(dòng),以應對各類(lèi)復雜耦合突發(fā)事件。管線(xiàn)入廊后,其風(fēng)險處置方法與直埋不同,隨著(zhù)后期高速公路等地下空間建設類(lèi)型的增多,新的風(fēng)險和隱患不斷增加,應急響應涉及的部門(mén)越來(lái)越多(如供水爆管、燃氣泄漏、電纜火災等),應急響應和調度問(wèn)題突出,應急聯(lián)動(dòng)復雜,加上綜合管廊自身的實(shí)踐積累少,應急管理難度不斷增加。亟須研究多元復合式的綜合管廊突發(fā)事件應急搶險智能輔助支持技術(shù)和應急管理體系。
主體多樣,監管要求更高。隨著(zhù)綜合管廊大規模建成并投入使用,綜合管廊的運營(yíng)主體逐漸增多、相關(guān)設備也逐漸增多,其管理模式差異較大;綜合管廊涉及多家管線(xiàn)單位,各綜合管廊運營(yíng)公司、各管線(xiàn)單位管理的體制機制多樣,導致數據不統一、信息不互通、綜合協(xié)調難度大;綜合管廊對數據存證、數據確權的要求更高;綜合管廊對不同項目、不同單位和不同層級之間的跨級通信和調度要求更高。亟待探索多元復合式的綜合管廊集中化監管體系平臺。
數字技術(shù)何以“破局”? 一方面,搭建融合通信系統,擴展綜合管廊運維管理平臺應用。融合通信平臺是基于公有云或私有云平臺的全IP構架系統,與5G、有線(xiàn)網(wǎng)以及各類(lèi)專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)完美融合后,可輕松完成大范圍不同人員的統一通信指揮,實(shí)現全員協(xié)同通信、實(shí)時(shí)視頻指揮、資源GIS管控和圖形化任務(wù)交互;系統具有良好的兼容性、實(shí)用性、安全性和可靠性,在異地異網(wǎng)情況下實(shí)現全部功能的統一部署和管理。系統可以實(shí)現綜合管廊平戰結合,為應急指揮提供了最廣泛的通信能力、最豐富的基礎決策信息、最有力的執行手段。
另一方面,構建大數據中心,實(shí)現各類(lèi)信息的集中存儲、融合處理、分析挖掘、發(fā)布共享等服務(wù)。平臺集“智能監控、數據采集、預警報警”等多種功能于一體,與各附屬設施系統進(jìn)行聯(lián)動(dòng),同時(shí)融合了“標準、制度、流程、預案”等相關(guān)內容,并與手機APP移動(dòng)終端、融合通信等系統進(jìn)行有機整合,實(shí)現了綜合管廊日常運維管理的精細化,實(shí)現了“智慧感知、智慧管理、智慧決策”的運維目標。平臺通過(guò)集成整合“環(huán)境探測和控制”“安防監控”“應急防災”“通信傳輸”“移動(dòng)終端”“人員定位”等系統,構建全方位的管廊傳感網(wǎng),打破不同系統間的信息壁壘,實(shí)現信息互通,完成綜合管廊基礎設備設施的信息采集、信息交互和設備控制。
多方位打造風(fēng)險監測預警體系 首先,構建綜合管廊多層級協(xié)同監管的頂層設計。針對綜合管廊運行管理多元主體、多重要素的特點(diǎn),以目標協(xié)同為前提、組織協(xié)同為保障并以主體互動(dòng)、要素整合為發(fā)展策略,確定常態(tài)運維和非常態(tài)(應急預警)下各層級的管理主體、管理對象、功能定位、管理職責、工作流程等內容,建立各層級管理主體之間的業(yè)務(wù)銜接和協(xié)調機制,形成協(xié)同監管工作規范。從制度協(xié)同、技術(shù)協(xié)同、流程協(xié)同和資源協(xié)同四個(gè)方面促進(jìn)綜合管廊協(xié)同監管模式的建設及應用。綜合管廊多層級協(xié)同監管旨在通過(guò)完善信息共享機制、創(chuàng )新監管手段,推動(dòng)形成“多方合作、各司其職”的治理格局,從而確保綜合管廊安全運行,提高運行管理水平。
其后,解決綜合管廊運維過(guò)程中的數據管理問(wèn)題。設計高效的數據存取、調度、渲染機制以及并行化的管廊建模技術(shù)和處理算法,實(shí)現大規模虛擬綜合管廊的實(shí)時(shí)化模擬和仿真;研究綜合管廊運維信息在監管部門(mén)、運維單位和管線(xiàn)單位之間的多級傳遞機制,實(shí)現不同單位的信息精準匯集和分發(fā)機制;研發(fā)穩定高效的綜合管廊智能傳感設備和基于物聯(lián)網(wǎng)的融合通信技術(shù),滿(mǎn)足廊內人員的通信、巡檢、定位等業(yè)務(wù)需要以及各類(lèi)管線(xiàn)設備數據和環(huán)境參數的實(shí)時(shí)采集與傳輸需求。
同時(shí),建立滿(mǎn)足綜合管廊運維管理需求的風(fēng)險體系。對綜合管廊各監測點(diǎn)的數據進(jìn)行分析,判定是否存在潛在風(fēng)險,進(jìn)行風(fēng)險狀態(tài)監測、檢查風(fēng)險傳遞情況;通過(guò)對綜合管廊實(shí)體進(jìn)行模擬化,將其內部結構通過(guò)圖像的方式展現,得到危險事件發(fā)生傳播的主要規律;建立綜合管廊風(fēng)險評估模型,研究綜合管廊風(fēng)險分布規律和特點(diǎn),實(shí)現風(fēng)險分布透明化展示和精準管控。
此外,搭建綜合管廊一體化的運維監管平臺。利用集中化數據管理平臺、模型庫與推演技術(shù),實(shí)現綜合管廊應急狀態(tài)下的可視化調度與處置、模擬演練、指揮部署、態(tài)勢展現和推演等;以鏈式耦合效應為主線(xiàn)構建綜合管廊典型事故情景及推演模型,實(shí)現鏈式耦合致災演化過(guò)程的自動(dòng)推演與可視化呈現。通過(guò)融合多源異構的系統信息構建一體化運維監管,實(shí)現綜合管廊狀態(tài)監測、故障報警、輔助策略生成及自動(dòng)化處置,實(shí)現綜合管廊全生命周期智慧化運維管理。
來(lái)源:人民郵電報