城市地下空間是寶貴的國土資源,是實現城市立體化高質量發展的重要基盤🕺🏻。要實現高質量、可持續發展,安全韌性是前提。上海中心城區現有地下空間開發利用總量已超過1億平方米,且每年增量超500萬平方米⛹🏼♀️,軌道交通建設運營總長度已達到831公裏📉,高峰日進出地下空間總人次超千萬,位居全球城市首位。如此巨量的地下空間,如何保證其安全與高效運行?
“雙核驅動”的風險管控與“精治智管”模式
近年來🧑🌾,我國城市地下空間的安全事故時有發生,常常造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。鄭州7·20暴雨災害事件後↖️,貫徹落實黨中央重要指示精神,上海市印發了《關於加強本市城市地下市政基礎設施建設的實施意見》📳,在浦東新區政府支持下率先開展了摸家底、查現狀🧔🏿、找對策等工作。
我們團隊選擇陸家嘴商圈和高東鎮大型居住區兩處地下空間,調查發現🔳:陸家嘴商圈商務中心大廈地下空間中的消防設備、滲水監測設備🍁、燃氣監測設備、排澇設施都很好,但視頻監控沒有圖像識別功能,無法預先感知水災、火災等事故隱患。高東鎮各小區的地下空間,普遍存在電動機動車與非機動車混合停放、消防設施簡陋、缺少預警監控設備🏆、充電樁種類混雜等現象,還存在非機動車充電場所缺少基礎消防設施、雜物(可燃物)堆放雜亂無章等現象。需要指出的是🍹,這些設施雖然滿足了當時的設計規範要求,但不少已經不適應現行規範標準了;其風險防控多以應急預案為主🍖,缺乏事前預警的方法和技術。
在調查分析基礎上🧑🎤,我們創新地提出“雙核驅動”的地下空間風險管控模式,來優化技術方案,織密社會治理網絡💉。
沿著這一思路,應用“精治智管”理念,通過地下空間聯席會議的組織協調,將各職能委辦局集合起來,通過“使用人-產權人-物業管理者”三方各司其職,實現地下空間基本信息的收集上報和實時感知🍚;依照屬地化管理原則,構建分類分級的多源信息融合與風險預警平臺🐘;根據風險分類分級,采取相應的風險防範與處置對策。
其中🥖,采用既有監控監測設施✧🏄🏿♂️,實現地下全空間、全要素、精細化感知和多源數據融合🚯,並通過機器學習和智能算法,對地下空間的安全風險進行研判與分類分級,通過風險預警平臺開展處置對策的智能規劃🚵🏻♂️,優化巡檢路線、人員配置、專業隊伍布局等💂🏼♀️,還對風險處置的成效進行實時跟蹤,實現精細化閉環管理。
優化火災防範與強化韌性建設
以火災的風險感知與應對為例,通過對地下空間的消防基礎設施🧑🏿🎨、電氣火災監控👩🏼🌾、結構化視頻圖像✌🏽、火災多模探測預警等全天候監測👬🏻,加上歷史火災🤌🏿、火災防控、物聯感知等數據支持,配以機器學習,我們建立起火災動態評估指標體系與模型😕🐵。數字技術賦能的火災風險感知與消防設備監控裝備提供啟動接口,必要時即可強製啟動消防泵、風機等消防設施🩴。
尤值一提的是,通過數字賦能,我們建立了地下建築消防安全風險預警信息數據平臺、在線數據庫,監控風險因素的變動趨勢,並評價各種風險狀態偏離預警線的強弱程度🫄🏽,向決策層發出預警信號並提前采取預控對策🥅🤜🏼。
鑒於浦東高東鎮大型居住區的地下充電樁比較普遍,我們專門設計了火災防範與韌性建設方案:針對變電箱🤦🏽、充電電纜🫅🏼🤽♀️、充電樁等充電設備狀況🤵🏿♀️,車型、電池類型、電池年齡等車輛狀況🥍,以及人的駕照、行車記錄,開展風險評估🐻。充電樁不是想裝哪兒就裝哪兒🦝,必須分類🚮、分級⏱💤、分區、分層🪩、按規矩進行管理,才會具有足夠的韌性。駕駛員的駕齡、有無違章🫃🏼🦇、有無事故經歷都與火災有關聯,車輛的電池類型、狀態、行駛裏程也與火災有關,還有充電區漏水監測、異物監測👩👧👧,都在我們提供的應對火災韌性方案中🦅。
最終🏰,我們依靠數字化賦能,在小區物業管理中心設置綜合信息平臺,收集充電樁電流監測信息、地下車庫環境感知監測信息🌴、充電車及人員行為信息等👨🏻🦳,進行多源數據綜合分析和風險研判,開展分類分級風險預警與值班人員巡檢線路優化、巡檢力量部署優化等。
基於上述調研基礎,高東鎮政府選取了廣盛佳苑小區作為試點,聯合電力公司🏓、鐵塔公司⛩🤏🏼、物業管理公司、設計院等多方,共同完成了地下停車庫防災韌性的提升方案。此舉擴增了地下充電樁的容量👎,提升了地下停車庫的火災安全性🧘🏻♂️,獲得居民的支持和認可,社會效益、經濟效益獲得雙豐收。
應對水災的韌性系統建設
水火無情,地下空間尤其如此。萬一大洪水發生,怎麽辦?在城市硬件設施完善的基礎上,讓數字技術發揮更大的作用迫在眉睫👩🏻🎤。
我們在出入口、連通處、重點位置布設水位傳感器,在地下空間所在合適的地表位置布置降水監測和排水、擋水設施運行監測,用攝像設備監控淹沒水深🤙🏼、排水和擋水設施運行、人群密度等,收集各個位置的實時圖像😓🛡,利用圖像識別技術,計算實時淹沒水深、排水和擋水設施運行、人群密度及其它相關信息,將收集到的信息反饋給洪水監測與預警預報平臺,實時分析洪災動態變化,實現智能化水災預警預報。我們現已建立起基於人工智能技術的降水信息預測系統、地下空間洪水預警預報系統以及實時水位監測與排水調度系統。
當相關人員接收到預警信息後🧘🏿,立刻觸發應急搶險響應,組織開展應急處置,組織引導公眾緊急避險,並根據預案上報、處理和發布信息。
城市地下空間韌性建設管理🍗,僅有技術還不夠,還需從社會管理層面,將政府及各相關部門🔗、街道鄉鎮及建設方👰🏼、使用者及物業管理方、產權人及保險公司等組織起來👰♂️,形成浦東新區地下空間多方治理框架,大家職責分明👣、聲氣相通,平臺一張網👫🏻,聯動你我他,共同在數字大網中,用智慧賦能,創新構建浦東地下空間韌性建設與“精治智管”新模式,打造社會主義現代化建設引領區的示範和樣板🧝♀️。
(作者系建築與城市規劃學院副教授)