來源：中國(guó)建設(shè)報(bào) 2023-03-30
作者：呂永鵬
       近年來，由于各類“城市病”的頻發(fā)，國(guó)家和地方發(fā)展戰(zhàn)略都對(duì)城市韌性和精細(xì)化管理提出更高要求。作為城市發(fā)展的基礎(chǔ)，市政基礎(chǔ)設(shè)施傳統(tǒng)管理模式已無法適應(yīng)城市精細(xì)化管理的需求。2023年是全面貫徹落實(shí)黨的二十大精神開局之年，全國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)工作會(huì)議提出“著力打造宜居、韌性、智慧城市”“提高城市科學(xué)化、精細(xì)化、智能化管理水平”“深化‘數(shù)字住建’建設(shè)”等要求?；谖锫?lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，加強(qiáng)市政運(yùn)行的復(fù)雜性管理和多層次協(xié)同共治能力，從而智慧賦能精細(xì)韌性治理水平，已成為城市市政管理的必然趨勢(shì)。
       上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“總院”）近年來在智慧市政領(lǐng)域頂層設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生底座建設(shè)、監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建、模型算法體系建立、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)等方面做了一些有意義的探索與實(shí)踐。
       在智慧市政頂層設(shè)計(jì)方面，總院主參編了包括《城市智慧水務(wù)總體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》《智慧城市智能設(shè)施運(yùn)行指標(biāo)體系》《城市排水管渠系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建和應(yīng)用規(guī)程》《排水系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建模及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》等在內(nèi)的多項(xiàng)國(guó)家、地方和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，為規(guī)范城市智慧市政總體設(shè)計(jì)、運(yùn)行感知、模型算法和場(chǎng)景應(yīng)用，以及實(shí)現(xiàn)城市市政基礎(chǔ)設(shè)施智能化和韌性管理提供了標(biāo)準(zhǔn)支撐。
       在數(shù)字孿生底座建設(shè)的實(shí)踐應(yīng)用方面，基于上海市水務(wù)行業(yè)GIS（地理信息系統(tǒng)）數(shù)據(jù)庫(kù)，總院圍繞業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用高標(biāo)準(zhǔn)要求，建立了排水系統(tǒng)拓?fù)涫崂砼c修正的方法，形成了上海市中心城區(qū)雨污水系統(tǒng)拓?fù)鋱D，并完成水務(wù)行業(yè)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)校核與優(yōu)化。
       總院承擔(dān)的臺(tái)州市椒江排水一體化管控平臺(tái)項(xiàng)目，涵蓋雨污水系統(tǒng)，融合三維GIS+BIM（建筑信息模型），建立了城市排水?dāng)?shù)字三維模型示范，立體展示地上地下廠—站—網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行情況；承擔(dān)的上海市長(zhǎng)寧區(qū)城市建設(shè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型重點(diǎn)項(xiàng)目——上海長(zhǎng)寧建管新涇港數(shù)字孿生項(xiàng)目，融合傾斜攝影、三維模型和MR技術(shù)，打造了以新涇港為試點(diǎn)的市政水務(wù)數(shù)字孿生底座。
       在監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建的實(shí)踐應(yīng)用方面，圍繞上海市排水系統(tǒng)運(yùn)行管理需求，總院開展了現(xiàn)狀排水管網(wǎng)拓?fù)浜捅O(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)梳理，確定了排水監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化目標(biāo)，形成了上海市中心城區(qū)排水運(yùn)行感知網(wǎng)絡(luò)的布局優(yōu)化方案。
       總院研發(fā)了高效橋梁精確感知支座，為公路、鐵路、軌道交通高架橋梁的支座及附屬設(shè)施檢測(cè)提供高效和可靠保障。同時(shí)研發(fā)了智能水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)水質(zhì)的高精度多指標(biāo)全天候自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
       在模型算法體系建立的實(shí)踐應(yīng)用方面，總院承擔(dān)了全國(guó)規(guī)模最大的排水系統(tǒng)水力模型——上海市排水運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)排水模型的建設(shè)工作，解決臨時(shí)監(jiān)測(cè)、模型率定驗(yàn)證和整合應(yīng)用等難點(diǎn)問題，成果為上海市排水系統(tǒng)韌性治理提供了重要支撐，形成的模型構(gòu)建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已在長(zhǎng)三角其他城市推廣應(yīng)用。同時(shí)，總院還承擔(dān)上海、杭州、蕪湖等多個(gè)城市重點(diǎn)區(qū)域的河道水動(dòng)力水質(zhì)模型建設(shè)工作，通過對(duì)河道水力水質(zhì)模擬評(píng)估，為水利泵閘建設(shè)及運(yùn)行提供重要支撐。
       此外，總院開展了供水水力模型與監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)耦合的供水管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)智能診斷技術(shù)、基于多目標(biāo)優(yōu)化算法的城市韌性排水系統(tǒng)多要素協(xié)同控制策略、城市排水系統(tǒng)韌性治理與泵閘聯(lián)調(diào)提質(zhì)增效技術(shù)與示范、超大城市自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)與示范等課題研究，為市政設(shè)施運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及韌性策略優(yōu)化提供算法支撐。
       在業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)踐應(yīng)用方面，總院充分利用自身專業(yè)優(yōu)勢(shì)，精心打造以相關(guān)業(yè)務(wù)專家為核心的智慧市政平臺(tái)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在精準(zhǔn)把握業(yè)務(wù)管理需求的基礎(chǔ)上確定智慧市政業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的功能框架。同時(shí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)過程中以“V字模型”為業(yè)務(wù)指導(dǎo)方法，采用“開發(fā)+運(yùn)維”的敏捷開發(fā)模式，構(gòu)建市政設(shè)施智慧韌性管控業(yè)務(wù)場(chǎng)景。
       目前總院已自主研發(fā)了包括臺(tái)州市椒江區(qū)智慧排水一體化管控、臨港海綿城市智慧管控、上海長(zhǎng)寧新涇港數(shù)字孿生在內(nèi)的多個(gè)具有特色的智慧市政管控平臺(tái)。臺(tái)州市椒江區(qū)智慧排水一體化管控平臺(tái)打造了“實(shí)時(shí)感知、閉環(huán)管理”“模型分析、智能預(yù)警”“韌性調(diào)度、精準(zhǔn)施策”等核心應(yīng)用場(chǎng)景，該平臺(tái)成功入選浙江省大數(shù)據(jù)局?jǐn)?shù)字孿生及住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳數(shù)字化應(yīng)用場(chǎng)景首批試點(diǎn)，于2022年6月成功入選臺(tái)州市數(shù)字化改革首批“最佳應(yīng)用”。
       基于城市市政精細(xì)韌性管理的目標(biāo)需求，建議在智慧市政領(lǐng)域加強(qiáng)三方面的研究：
       一是智慧市政管控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化體系研究。開展以布局優(yōu)化為核心的感知網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究、智慧市政大數(shù)據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)研究以及復(fù)雜環(huán)境、多標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議下的感知終端數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究。
       二是業(yè)務(wù)模型算法體系研究。開展具有本土自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的模型研發(fā)，注重機(jī)理模型與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的融合；研發(fā)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)預(yù)警與韌性調(diào)度策略智能算法。
       三是業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)研究。研發(fā)構(gòu)建融合多元數(shù)字孿生技術(shù)的數(shù)字底座；精準(zhǔn)把握差異化業(yè)務(wù)管理需求，開展定制化業(yè)務(wù)功能場(chǎng)景研發(fā)。
 

       •呂永鵬
       上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司研究院院長(zhǎng)，正高級(jí)工程師。入選水業(yè)杰出青年、上海市優(yōu)秀技術(shù)帶頭人、上海市青年拔尖人才等人才計(jì)劃。擔(dān)任《UrbanWaterJournal》等期刊的同行評(píng)議專家、華東師范大學(xué)兼職研究生導(dǎo)師、中國(guó)城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)海綿城市專業(yè)委員會(huì)副主任委員、中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)海綿城市工作委員會(huì)副秘書長(zhǎng)、上海市河長(zhǎng)制辦公室技術(shù)專家組專家。“中國(guó)建設(shè)智庫(kù)”專家。