数字孪生如何打造更具韧性城市生命线2025-03-04 09:25:02
城市的繁华，映衬在鳞次栉比的高楼与川流不息的车流中；而城市的生命力，却深藏于地下纵横交错的管网之中。
城市生命线，即维持城市正常运转的核心基础设施和公共服务系统，涉及给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等多个领域。截至2023年底，中国城市供水、排水、燃气、供热四类市政
。这些基础设施大多已进入性能衰减期，急需通过技术手段提升其安全性和运行效率。
政策东风起，城市生命线年，中共中央办公厅、国务院办公厅关于推进新型城市基础设施建设打造韧性城市的意见，提出加快推进城市基础设施生命线工程建设，逐步实现对市政基础设施运行状况的实时监测、模拟仿真、情景构建、快速评估和大数据分析，提高安全隐患及时预警和事故应急处置能力，保障市政基础设施安全运行。据有关方面预计，未来五年我国需要改造的城市燃气、供排水、供热等各类
美象信息已在智慧燃气、供排水、危化品监管、综合管廊等城市公共设施安全监测与运行领域积累了丰富的实践经验，为多个城市的生命线工程提供了定制化的数字孪生解决方案，助力城市实现高效管理和安全运行。
通过GIS、BIM、倾斜摄影等技术，构建城市地下管网的高精度三维模型，将复杂的地下管网系统以三维可视化的形式呈现出来，包括管网的分布、走向、埋深、管网实时运行情况、管廊管线健康状态、部件工况等信息，实现从宏观的城市地下空间到微观的管网细节的全方位展示，让曾经隐蔽的地下管线变得清晰可视。同时，通过建立高效的空间索引和数据管理系统，可以对海量复杂管网数据进行查询和检索，包括属性查询、空间查询和综合查询等，迅速定位目标管网及其相关信息。
建立科学合理的管网预警预报模型是保障城市地下管网安全运行的重要手段。借助物联网、传感器等手段，实时采集城市生命线工程中各类基础设施的运行数据，如供水管网的压力、流量，燃气管道气体浓度等，并将这些数据传输到数字孪生模型中进行分析处理，通过对监测指标正常区间值、历史均值等比对分析感知城市基础设施安全运行变化趋势，为风险评估提供数据支撑。例如，在燃气场景，结合燃气系统构建管道本体情况、敷设情况、外部环境、运维情况及隐患情况，基于风险评估模型、健康诊断模型等工具，建立燃气安全风险识别一张图，并且以热力图形式展现安全风险等级、区域分布等信息。
针对城市要素仿真模拟的需求，借助数字孪生，能够对城市生命线运行状态进行动态模拟，例如模拟管网故障、泄漏等异常情况，帮助用户提前制定应急预案和优化管网运行策略。在城市规划、基础设施建设与改造过程中，通过可视化再现城市地上地下空间的实际情况，如地形条件、周边建筑物分布、现有管网规模及布局等，可模拟评估出不同管网布局方案的合理性，为决策者提供科学的决策支持。
城市生命线工程涉及多个部门和领域，如市政、供水、供电、燃气、交通等，各部门之间的信息共享和协同工作对于城市生命线的有效管理至关重要。通过建立统一的城市生命线安全监管平台，将各部门掌握的城市生命线数据进行整合和共享，实现数据的互联互通和实时交互。在应急情况下，通过平台快速整合各方资源，实现跨部门、跨区域的协同指挥与调度，提高应急响应速度与处置效率。
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