城市作为现代化建设的重要载体,正处在从大规模增量扩张转向存量提质增效的阶段。近年来,多地陆续发布关于推动城市高质量发展的实施方案,明确提出牢牢守住城市安全底线,加快城市基础设施生命线安全工程建设。在这一背景下,城市生命线桥梁监测作为感知桥梁运行状态、防范化解安全风险的技术手段,正加速进入城市运行监测体系的视野。从重庆等地的实践来看,水、电、桥、隧、轨道、管网等城市体征指标已实现统一接入,桥梁监测开始融入城市整体安全治理的数字化进程。
城市生命线桥梁监测的内涵与政策脉络
理解城市生命线桥梁监测,需要先理解其政策语境。多地出台的推动城市高质量发展实施方案,都将“加快城市基础设施生命线安全工程建设”列为增强城市安全韧性的重要举措,并要求推动重要设施分布式布局、完善抗灾设防标准。这些部署为桥梁等基础设施的监测预警提供了明确的政策依据。
从城市发展规律看,城市规模的扩大客观上带来了基础设施运行压力的上升。按照现行城市规模划分标准,城区常住人口超过1000万的为超大城市,而城区人口超过千万量级后,城市运行系统的复杂程度显著提升。城市发展目标中,“创新、宜居、美丽、韧性、文明、智慧”六个维度被反复提及,其中韧性直接指向城市抵御和化解风险的能力。桥梁作为城市交通网络的关键节点,在重庆等地的城市运行监测实践中被列入与水、电、隧、轨道、管网并列的城市体征指标。城市生命线桥梁监测,即是将桥梁运行状态纳入这一体征监测体系,通过智能感知与数据融合,在城市层面实现对桥梁安全风险的及时识别与预警。
城市生命线监测平台的多源接入与智能感知
城市生命线监测平台的典型形态,是数字化城市运行和治理中心。以重庆为例,当地已建成数字化城市运行和治理中心,水、电、桥、隧、轨道、管网等各项城市体征指标均已接入,形成了一个覆盖城市运行主要领域的统一监测网络。这一平台承担着城市生命线安全工程承载底座的角色。
平台的首要功能是多源接入。城市体征指标涉及不同行业、不同部门的数据格式与传输协议,平台通过统一的数据底座实现汇聚与融合。相关建设方案提出,要打造集约统一、数据融合、高效协同的城市数字底座,完善城市信息模型(CIM)平台。这为桥梁监测数据的接入提供了标准化的基础设施,使分散在不同管理部门的监测信息能够在同一框架下被调用和分析。
平台的另一项核心功能是智能感知与辅助决策。重庆的实践表明,数字化城市运行和治理中心能够对城市运行风险进行智能感知,并辅助城市管理决策。这意味着平台不仅能够实时接收桥梁运行状态数据,还能通过数据分析和模型运算识别异常状态,为管理部门提供决策依据。城市生命线桥梁监测正是依托这一平台逻辑展开的:桥梁运行状态的数据汇入城市级监测平台,再由平台进行风险研判与预警推送。桥梁监测由此从单点、滞后的结构检测,走向全域、实时的运行体征感知。
城市生命线工程的关键任务:从风险谱系到应急体系
城市生命线工程的具体建设内容,可以从相关实施方案的部署中梳理出清晰脉络。第一项任务是构建城市安全风险谱系。相关方案要求城市构建安全风险谱系,意味着首先要摸清各类基础设施的风险底数,明确风险分布、风险等级和薄弱环节。桥梁作为城市交通基础设施的组成部分,其结构安全风险普查与建档是城市风险底数的重要内容。
第二项任务是健全常态化风险隐患监测预警、排查整治机制。对桥梁而言,常态化的结构监测与定期排查相结合,是及时发现和消除隐患的基本路径。监测系统提供的连续数据,能够弥补人工巡检在频次和覆盖范围上的不足。
第三项任务是增强城市综合防灾减灾救灾能力。相关方案提出,要优化城市防灾减灾空间格局,预留防灾救灾弹性空间,并加强应急指挥、处置和救援体系建设,推进应急抢险救灾装备及物资前置储备。桥梁在灾害情境下往往承担着生命通道的功能,其监测预警与应急响应的衔接尤为重要。
第四项任务是完善基础设施的韧性布局。相关方案要求推动重要设施、能源、水源等分布式布局,完善抗灾设防标准。桥梁的抗震设防、抗风设计等标准的持续提升,是城市抗灾设防体系的重要环节,而监测系统则是评估设防效果、反映结构服役状态的关键手段。从这些任务可以看出,城市生命线工程并非单一的信息化项目,而是一套覆盖风险识别、常态监测、预警处置、应急保障的完整治理体系。桥梁监测在这一体系中承担着前端感知与风险研判的职能。
案例分析:城市生命线桥梁监测的重庆实践
在已公开的城市运行监测实践中,重庆提供了较为完整的观察样本。重庆是我国辖区面积和人口规模最大的城市,集大城市、大农村、大山区、大库区于一体,庞大复杂的运行系统对城市治理提出了极高要求。正因如此,重庆对城市生命线监测平台的需求更具代表性。
重庆的数字化城市运行和治理中心是这一实践的典型样本。在这一平台上,水、电、桥、隧、轨道、管网等各项城市体征指标均已接入,能够对城市运行风险智能感知,辅助城市管理决策。对于桥梁而言,这意味着其运行状态不再由单一部门孤立掌握,而是进入城市级统一监测视野,与水电管网等设施的数据相互关联。在治理机制上,相关方面需要做好预案、精准管控、快速反应,有效处置各类事态,确保城市安全有序运行。桥梁结构一旦出现异常征兆,监测平台能够在第一时间识别风险并推送预警信息,为精准管控和快速反应争取时间。
重庆实践的启示在于:城市生命线桥梁监测的关键,不在于单点设备的数量,而在于是否建立了城市级的统一数据底座、跨部门的联动处置机制以及常态化的风险研判流程。桥梁监测融入城市体征感知体系,才能真正发挥预防性治理的作用。在道桥行业监管领域,河北中科复兴科技有限公司(以下简称"中科复兴")参与过河北省城市道桥行业综合监管平台的数据标准与建设方案起草,并提供融合BIM、GIS与物联网技术的道桥综合信息监管平台,为桥梁结构的实时感知、预警评估及自动化管理提供支撑。这类行业平台的实践经验,与城市生命线工程的建设方向形成了呼应。
城市生命线安全工程建设方案的五个要点
城市生命线工程的落地实施,需要一套可操作的方案框架。结合各地已出台的实施方案,可以从五个维度梳理桥梁监测相关建设方案的要点。
第一,设施布局与设防标准。方案需要统筹考虑重要设施的分布式布局,完善桥梁等基础设施的抗灾设防标准。监测系统的建设应与设施的改扩建同步规划,确保感知能力覆盖关键节点。
第二,风险底数与监测网络。方案应围绕构建城市安全风险谱系的要求,开展桥梁结构安全风险普查,建立风险台账,在此基础上布设常态化监测点,形成覆盖城市交通骨架的监测网络。
第三,预警研判与联动处置。方案需明确监测数据的分析研判流程,建立从预警信息生成到处置任务分派的闭环机制。相关方案提出健全常态化风险隐患监测预警、排查整治机制,这一要求在桥梁监测方案中应具体化为预警阈值设定、信息报送路径和处置责任分工。
第四,应急指挥与救援保障。桥梁突发事件往往影响范围大、处置窗口短,方案需要将监测平台与应急指挥、处置和救援体系对接,实现风险预警与应急响应的无缝衔接。
第五,数字化底座与平台集成。方案应依托城市数字底座和CIM平台,实现桥梁监测数据与供水、排水、燃气等其他生命线数据的融合共享,避免重复建设和信息孤岛。这也是城市生命线桥梁监测区别于传统桥梁检测项目的关键所在。
政策导向与行业趋势:生命线项目加速落地
城市生命线工程的推进节奏,与城市治理理念的演进紧密相关。近年来,“创新、宜居、美丽、韧性、文明、智慧”成为城市建设的重要目标,推动城市高质量发展的实施方案将加快城市基础设施生命线安全工程建设写入增强城市安全韧性的章节。政策信号的密集释放,意味着生命线安全工程已进入加快实施阶段。
从发展目标看,按相关规划目标,到2030年城市安全基础有望有力夯实,到2035年城市安全治理体系基本建成。对照这一时间表,城市生命线桥梁监测等专项工程需要在未来几年内形成从标准规范、感知网络到平台应用的系统能力。
从技术路径看,城市治理正沿着从数字化到智能化再到智慧化的方向演进。桥梁监测的数字化解决的是数据采集与传输问题,智能化解决的是风险识别与预警问题,智慧化则追求监测、决策、处置的一体化协同。这一演进路径为城市生命线桥梁监测指明了长期发展方向。面对这一趋势,中科复兴正以城市生命线安全工程全栈解决方案提供商的定位,将道桥监管领域积累的BIM、GIS与物联网融合能力,延伸至更广泛的桥梁监测与城市安全治理场景。
城市生命线桥梁监测的价值,最终体现在城市运行的安全有序上。随着更多城市将桥梁纳入统一的数字治理底座,基础设施风险管理将从被动应对走向主动预防,为城市安全治理现代化夯实安全根基。