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技術(shù)賦能城市生命線安全治理:現(xiàn)狀、問(wèn)題與優(yōu)化路徑
發(fā)布日期:2025-06-23   來(lái)源:   瀏覽:

一、引言

      城市生命線,包括供水、供電、燃?xì)狻⒔煌ǖ汝P(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,這些構(gòu)成了城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的核心支撐。 隨著全球城市化進(jìn)程的持續(xù)加速,城市規(guī)模和人口密度急劇增加,城市生命線的安全運(yùn)轉(zhuǎn)不僅關(guān)乎城市的 可持續(xù)發(fā)展,更成為城市安全治理體系中至關(guān)重要的一部分。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,由于其固有的工程性、隱蔽性、耦聯(lián)性和長(zhǎng)期服役性等特征,生命線的安全 與穩(wěn)定時(shí)刻面臨著人為事故和自然災(zāi)害等因素的威 脅。因此,人工智能等新興技術(shù)被廣泛借鑒到城市安全治理中,用以解決傳統(tǒng)監(jiān)管手段下存在的反應(yīng)滯后、動(dòng)能不足等問(wèn)題。在技術(shù)賦能下,人們能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)城市生命線安全運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)監(jiān)管,將風(fēng)險(xiǎn)存在形式從“看不見(jiàn)”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;看得見(jiàn)”,風(fēng)險(xiǎn)治理策略從“事后處置”調(diào)整為“事前預(yù)防”,風(fēng)險(xiǎn)應(yīng) 對(duì)方式從“被動(dòng)反應(yīng)”升級(jí)為“主動(dòng)防控”。

      然而,技術(shù)在賦能城市生命線安全治理的過(guò)程 中也產(chǎn)生了一些新的挑戰(zhàn),如適應(yīng)性等問(wèn)題 。本文將從城市生命線工程傳統(tǒng)安全監(jiān)管模式面臨的挑戰(zhàn) 展開(kāi)探討,系統(tǒng)分析技術(shù)賦能城市生命線安全治理的現(xiàn)狀、問(wèn)題和優(yōu)化路徑,旨在為數(shù)字時(shí)代的城市生命 線安全治理提供新的實(shí)踐思路,為構(gòu)建更安全、更智 能、可持續(xù)的未來(lái)城市貢獻(xiàn)智慧方案。

 

                                  

 

二、城市生命線工程傳統(tǒng)安全監(jiān)管模式面臨的挑戰(zhàn)

( 一 )傳統(tǒng)監(jiān)管模式的局限性

      對(duì)城市生命線的安全監(jiān)管,傳統(tǒng)上依賴(lài)于人工的定期檢查和災(zāi)害發(fā)生后的被動(dòng)上報(bào)。然而,這種監(jiān)管模式在面對(duì)自然災(zāi)害時(shí),由于缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警機(jī)制,導(dǎo)致應(yīng)急管理部門(mén)無(wú)法及時(shí)獲取準(zhǔn)確的災(zāi)害信息,從而使得應(yīng)急響應(yīng)滯后。此外,傳統(tǒng)監(jiān)管方式在 評(píng)估老化設(shè)備狀態(tài)和潛在隱患方面同樣存在不足,人工檢查難以全面覆蓋所有基礎(chǔ)設(shè)施,尤其是在隱蔽區(qū)域,難以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

(二)地下管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的特殊性

       城市地下管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)管與治理是城市生命線安全治理的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。地下管網(wǎng)的隱蔽性導(dǎo)致其內(nèi)部的腐蝕、滲漏和結(jié)構(gòu)損壞等問(wèn)題長(zhǎng)期處于“看不見(jiàn)”的狀態(tài),這些潛在的風(fēng)險(xiǎn)只有在問(wèn)題發(fā)生時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn),增加了事故的突發(fā)性和危害性。隨著城市 地上建筑日益完善,地下管網(wǎng)結(jié)構(gòu)也變得越來(lái)越復(fù)雜,不同類(lèi)型的管網(wǎng)相互交織,形成了龐大的地下網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種復(fù)雜性增加了維護(hù)和管理的難度,一旦一個(gè)地方出現(xiàn)隱患,可能會(huì)引發(fā)蝴蝶效應(yīng),導(dǎo)致安全事故的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

三、技術(shù)賦能城市生命線安全治理的實(shí)踐現(xiàn)狀

      近年來(lái),各大城市為了提升對(duì)城市生命線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力和安全管理水平,先后引入物聯(lián)網(wǎng)和傳感 器、大數(shù)據(jù)分析、人工智能以及地理信息系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù),賦能城市生命線安全治理。

( 一 )物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)

      物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)主要應(yīng)用于城市生命線安全治理的前端,通過(guò)在關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施中安裝高精度的傳感器,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量和振動(dòng)頻率等核心數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳送回終端,為管理人員提供實(shí)時(shí)的城市生命線信息 。物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)的應(yīng)用可以有效縮短故障監(jiān)測(cè)時(shí)間和應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間,提升事故的處置速度和準(zhǔn)確性。

(二)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

      大數(shù)據(jù)分析技術(shù)是通過(guò)對(duì)收集到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,找出傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段難以發(fā)現(xiàn)的事物之間的關(guān)聯(lián)性和周期性,為管理者提供更加科學(xué)、理性和準(zhǔn)確的決策支持 。基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù),城市管理人員能夠提前預(yù)測(cè)和預(yù)防潛在風(fēng)險(xiǎn),將城市生命線安全治理從“被動(dòng)應(yīng)對(duì)”升級(jí)為“主動(dòng)預(yù)防”。北京市通過(guò)對(duì)歷史交通事故數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)交通流量數(shù)據(jù)的分析,在事故易發(fā)生路段實(shí)施精準(zhǔn)的交通管制措施,降低事故發(fā)生率。

 
(三)人工智能技術(shù)

      人工智能技術(shù)主要依靠機(jī)器學(xué)習(xí)算法,通過(guò)模擬人類(lèi)的行為模式來(lái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)適應(yīng)和主動(dòng)創(chuàng)新。與傳統(tǒng)監(jiān)管模式相比,人工智能可以全天候、高效率監(jiān)測(cè)城市生命線運(yùn)行過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)隱患,實(shí)現(xiàn)城市安全“智”理。深圳市羅湖區(qū)通過(guò)構(gòu)建“AI+視頻智能應(yīng)用”,對(duì)治理場(chǎng)景智能識(shí)別、分析和處置,實(shí)現(xiàn)全流程智能監(jiān)管。

 
(四)地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)

      以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)打造數(shù)字城市、數(shù)字孿生的概念已經(jīng)逐漸融入人們的生產(chǎn)和生活 。通過(guò)應(yīng)用GIS技術(shù)將地理空間數(shù)據(jù)和各類(lèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,構(gòu)建一個(gè)虛擬的城市生命線數(shù)字模型,可以幫助管理者實(shí)時(shí)了解城市運(yùn)行狀況。通過(guò)三維建模和空間分析,技術(shù)人員能夠精確定位到地下管網(wǎng)中發(fā)生異常的位置,從而提高維護(hù)效率和準(zhǔn)確性。

四、技術(shù)賦能城市生命線安全治理需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題

       技術(shù)賦能在提高城市生命線安全治理效能的同時(shí)也帶來(lái)了許多新問(wèn)題,這些問(wèn)題不僅阻礙著當(dāng)前城市生命線安全治理,同樣對(duì)城市可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生影響。

 
( 一 )技術(shù)迭代引發(fā)的系統(tǒng)適應(yīng)性問(wèn)題

      城市生命線的更新速度與新興技術(shù)的迭代速度相比,往往更慢,這就會(huì)導(dǎo)致新舊技術(shù)的銜接存在差異性。隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)逐漸趨于復(fù)雜化,系統(tǒng)的升級(jí)改造也變得越來(lái)越難。同時(shí),面對(duì)新興技術(shù)的發(fā)展,與之匹配的專(zhuān)業(yè)人才的短缺也限制了新技術(shù)的有效應(yīng)用。伴隨著城市生命線安全治理對(duì)新技術(shù)依賴(lài)度的提高,城市安全治理系統(tǒng)的脆弱性也會(huì)增加。 這種技術(shù)迭代與城市安全治理系統(tǒng)適應(yīng)性之間的矛盾,成為城市生命線安全治理面臨的重大挑戰(zhàn),影響著技術(shù)應(yīng)用效果和整體安全水平。

 
(二)數(shù)據(jù)安全引發(fā)的隱私保護(hù)問(wèn)題

      物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致大量個(gè)人和城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)被持續(xù)收集和分析,這些數(shù)據(jù)雖然提升了治理效能,但也帶來(lái)了嚴(yán)重的安全隱患 。城市基礎(chǔ)設(shè)施信息的泄露可能威脅城市整體安全,而個(gè)人隱私信息的泄露則侵犯公民的權(quán)益。同時(shí),數(shù)據(jù)的跨部門(mén)共享與使用面臨法律和倫理挑戰(zhàn),如何在提高數(shù)據(jù)價(jià)值和保護(hù)隱私之間取得平衡成為難題。

 
(三)投資不確定性引發(fā)的收支平衡問(wèn)題

      城市生命線的建設(shè)需要大量的初始資金投入,包括設(shè)備采購(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等費(fèi)用。而新興技術(shù)的快速迭代也使得城市生命線系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)需要保持持續(xù)性的資金投入。由于城市生命線具有收益的外部性和公共品屬性,傳統(tǒng)的市場(chǎng)機(jī)制難以去有效量化其價(jià)值,這就需要城市管理者重新尋求一套評(píng)估方法,來(lái)評(píng)估技術(shù)投資對(duì)城市安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。因此,在有限的財(cái)政資源下,城市管理者需要在技術(shù)投資和其他公共服務(wù)領(lǐng)域投資之間做出選擇。

五、技術(shù)賦能城市生命線安全治理的優(yōu)化路徑

      當(dāng)前,以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能為主要代表的新興技術(shù)快速發(fā)展,為城市生命線安全治理提供了新的手段,技術(shù)賦能正逐漸成為城市治理的一條新路徑。然而,在運(yùn)用技術(shù)的同時(shí)也面臨著一些潛在問(wèn)題,基于此,本文提出以下三點(diǎn)優(yōu)化路徑,為構(gòu)建更安全、更智能、可持續(xù)的未來(lái)城市提供新型治理方案。

( 一 )持續(xù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的技術(shù)適應(yīng)機(jī)制 

 1.建立模塊化系統(tǒng)架構(gòu)

      為了更好地適應(yīng)技術(shù)的迭代,管理者在初期設(shè)計(jì)城市基礎(chǔ)設(shè)施生命線時(shí),可以采用模塊化的系統(tǒng)架構(gòu)。這個(gè)系統(tǒng)就像一個(gè)由多部分組合而成的機(jī)器,每個(gè)部分負(fù)責(zé)不同的工作,如收集信息、分析數(shù)據(jù)、輔助決策和執(zhí)行命令等。這些模塊之間要能夠很好地配合,在需要增加新功能時(shí),只需要重新加一個(gè)新模塊,當(dāng)某個(gè)部分出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以單獨(dú)替換掉,不影響其他部分的正常工作。

2.建立動(dòng)態(tài)人才培養(yǎng)和知識(shí)更新機(jī)制

      針對(duì)專(zhuān)業(yè)人才供應(yīng)不足問(wèn)題,管理者可以構(gòu)建多層次、持續(xù)性的人才培養(yǎng)體系。通過(guò)與高等院校和職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)合作開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)課程,培養(yǎng)復(fù)合型人才。同時(shí),城市基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)可以引入“技術(shù)導(dǎo)師”制度來(lái)促進(jìn)知識(shí)傳承,確?,F(xiàn)有人員技能與技術(shù)發(fā)展同步,提升整體人才隊(duì)伍的適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力。

3.實(shí)施漸進(jìn)式技術(shù)更新方式

      為了避免技術(shù)迭代帶來(lái)的不適性,在進(jìn)行城市基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)改造時(shí),管理者可以采用分階段、分區(qū)域的漸進(jìn)式技術(shù)更新方式,優(yōu)先更新高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施。這樣可以在解決風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)問(wèn)題的同時(shí),實(shí)現(xiàn)技術(shù)的升級(jí),降低因升級(jí)改造帶來(lái)的系統(tǒng)脆弱性問(wèn)題。

(二)法律體系完善的數(shù)據(jù)監(jiān)管機(jī)制

1.構(gòu)建多層次法律法規(guī)體系

      面對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施信息安全問(wèn)題,政府可以通過(guò)制定城市數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)方面綜合性法律,來(lái)明確數(shù)據(jù)收集、使用、存儲(chǔ)和共享的法律邊界。而公民的個(gè)人隱私問(wèn)題可以通過(guò)完善數(shù)據(jù)主體權(quán)利保護(hù)制度,明確個(gè)人數(shù)據(jù)控制權(quán)、知情權(quán)和同意權(quán)來(lái)解決。政府還可以建立數(shù)據(jù)安全責(zé)任追究制度,對(duì)違法行為設(shè)置嚴(yán)格的懲罰措施。通過(guò)這種多層次的法律體系,為數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)提供全面的法律保障。

2.建立跨部門(mén)協(xié)同監(jiān)管機(jī)制

      為保護(hù)數(shù)據(jù)安全,政府需要設(shè)立城市數(shù)據(jù)安全監(jiān)管委員會(huì),負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各個(gè)部門(mén)一起監(jiān)管數(shù)據(jù)。通過(guò)制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)估指標(biāo),并定期檢查每個(gè)部門(mén)或者每個(gè)人是否在嚴(yán)格遵守,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)。對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的數(shù)據(jù)泄露事件,要及時(shí)報(bào)告和調(diào)查,避免危害進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.推動(dòng)數(shù)據(jù)安全法律意識(shí)和能力建設(shè)

      數(shù)據(jù)安全問(wèn)題的源頭是人,政府可以針對(duì)不同群體開(kāi)展與之對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)安全法律教育,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)。對(duì)于政府官員和企業(yè)管理者,可以進(jìn)行數(shù)據(jù)安全法律責(zé)任培訓(xùn);對(duì)于技術(shù)人員,可以開(kāi)展數(shù)據(jù)安全合規(guī)技術(shù)培訓(xùn);對(duì)于社會(huì)公眾,可以進(jìn)行數(shù)據(jù)權(quán)利保護(hù)知識(shí)普及。這些措施的運(yùn)用,可以提高整個(gè)社會(huì)的數(shù)據(jù)安全法律意識(shí),形成尊重?cái)?shù)據(jù)權(quán)利、保護(hù)個(gè)人隱私的社會(huì)氛圍。

(三)多元協(xié)同推動(dòng)的投資優(yōu)化機(jī)制

1.構(gòu)建多元化融資模式

      面對(duì)資金不足問(wèn)題,管理者可以建立城市安全治理投資基金,通過(guò)收益共享機(jī)制,吸引長(zhǎng)期投資者參與進(jìn)來(lái),將政府財(cái)政、社會(huì)資本和金融機(jī)構(gòu)的資源進(jìn)行整合,擴(kuò)大資金來(lái)源渠道。同時(shí),政府可以引入公私合作模式,鼓勵(lì)私營(yíng)企業(yè)參與到城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中。通過(guò)這些多元化融資模式,不僅可以分散投資風(fēng)險(xiǎn),還能提高資金使用效率,確保城市安全治理項(xiàng)目的持續(xù)性和穩(wěn)定性。

2.實(shí)施動(dòng)態(tài)成本效益評(píng)估體系

      面對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)前期投入大、收益時(shí)間滯后的問(wèn)題,管理者可以通過(guò)建立科學(xué)的成本收益分析模型,綜合考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境因素,來(lái)全面評(píng)估技術(shù)賦能城市生命線治理的綜合收益。對(duì)于已經(jīng)在建設(shè)和使用的城市基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目,可以構(gòu)建一套動(dòng)態(tài)評(píng)估機(jī)制,管理者通過(guò)定期對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行收益評(píng)估和調(diào)整,進(jìn)而提高投資決策的科學(xué)性和精準(zhǔn)性。

3.建立財(cái)政監(jiān)管機(jī)制

      城市管理者要實(shí)現(xiàn)城市生命線治理的可持續(xù)發(fā)展,就需要制定一個(gè)長(zhǎng)期的財(cái)政規(guī)劃,明確城市安全治理投資的戰(zhàn)略目標(biāo)和優(yōu)先方案。在財(cái)政資源使用方面,管理者可以引進(jìn)一個(gè)財(cái)務(wù)監(jiān)管體系,包括事前可行性評(píng)估、事中監(jiān)督審計(jì)和事后績(jī)效評(píng)價(jià)等,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)財(cái)政使用情況的監(jiān)管,確保財(cái)政資金使用的合理性和最優(yōu)化。