刘静
地下管道对城市来说是生命线,一旦出了问题,有可能会出现爆炸、塌陷等安全事故,影响城市生活。管网对城市来说非常重要,“生命线”更需要智慧化的管理。
在我们脚下,城市建成区内每平方公里的地下,就拥有超过30公里长的管线。这些如迷宫般的生命线默默地维系着城市的运转。
地下管线对城市来说是生命线,一旦出了问题,有可能会出现爆炸、塌陷等安全事故,影响城市生活,智慧管网对城市来说非常重要。“因为地下空间本身不可见,它不同于地面上看得见、摸得着的设施。因而从最直接的管理上,都需要信息化,没有信息化,就是瞎子摸象一样的管理。”清华大学土木工程系副教授祝文君告诉《中国经济和信息化》(下称CEI)的记者。
在他看来,智慧管网包括两个概念。第一,是信息化。让管理人员知道管线的状态,知道什么地方有什么管线,管道里面流动的是什么物质这些空间信息。这样一旦出了问题,想要找到相应的管线,只需要按图索骥就能达到目的。第二,是智慧化。智慧化需要传感、监控、自动化,甚至还需要可视化。
CEI:很多城市已经注意到地下管网的重要性了。在进行地下智慧管网建设时,应该注意什么?
祝文君:一共有三方面需要注意。第一,是连续性的问题。智慧管网既然是网,就不能有漏洞。一个智慧管网系统一定是连续性的。怎样能够保证连续的、不中断的无缝监控,这是一个问题。第二,是成本问题。既要监控到位,又要保证成本在可控的范围内。比如智慧管网涉及到监控、物联网等方面,如果弄不好成本往往很高,但又达不到想要的效果。因此,智慧管网的建设中,必须同时关注性能和价格,达到一个性能和价格的平衡。第三,要注意管网智慧化的目的是什么。在建设智慧管网的时候要以目的为导向,抓住要害,按照真正的需求设计和实现功能。
CEI:智慧管网的建设必然涉及到政府和企业的合作。在智慧管网的建设中,您认为政府、企业的角色都有哪些?
祝文君:从公共利益角度来讲,政府应该把握关键性的设置,掌握智慧管网对整个社会、城市的利弊关系。从公共安全的角度,政府需要把控大局,设置制度、进行监管和执法,实现制定决策和控制的权利。需要监管和判断,现在要建立一个设施或者系统,这个设施或系统对城市安全有没有隐患,用什么方法能够预防和应对隐患。政府本身不是技术部门,需要推动智慧管网的建设。从行政法规、从监管的角度,制定政策、法律,强制执行。或者政府通过鼓励一些行为实现导向性的目的,还有一些标准应该由政府负责督促。
最近,国务院办公厅发布《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》,在加强基础设施建设方面,专门明确和强调了能建市政管廊、具备条件的城市,必须建设市政管廊。这样从总体上把握大局、出台政策,主导顶层设计,就是政府需要做的事情。
确定了顶层设计之后,下一步具体的实施和操作,就是行业、企业、技术部门需要操作的事情。企业应该从技术层面和经济层面,实现技术开发,实现性能和价格的平衡。
CEI:假设让您设想一下,最理想的智慧管网应该有什么样的功能?
祝文君:第一个功能是信息化和综合化,这是最基础的功能。尤其是地下管线这方面,包括设计规划的环节中,施工图、竣工图应该直接信息化。单系统要信息化,所有的信息系统也要综合汇总。智慧管网不能分散,整个城市应该有一个地下管网的管理中心。即使没有统一的管理中心,管网系统应该是综合统一的。当出现突发事件或者需要做规划和勘察地质条件的时候,就能够进行统一的分析和管理。
第二个功能是监控的功能。这个监控不是指企业自己的监控,而是政府根据系统自身性能的要求,统一在智慧管网中实现实时监控、定期监控的功能。这是出于安全性的考虑,掌握定期、定向、定位的监控,尤其是对危险性比较大的管线实施监控。除了监控,还要能够反馈,反馈管线运行状态的安全信息,为政府提供判断,看相关的管线是不是存在潜在的危险。目前在监控方面,政府掌握的力度还不够。比如下雨了,管道里面的污水排水管满了,市政部门可能还没有监控到它的运行状态。这样有监控就需要调节,有调节就需要监控。通过定时的监控,适时的调节,我们能够保证地下的“生命线”运行的更加稳定和可靠。
CEI:智慧管网目前对于各大城市来说还是一个新的领域。您认为在建设中最大的难点是什么?
祝文君:最大的难点还是在监控上,想要监控到位是很难的。如果是在市政管廊里,安装一个摄像头就能看到管线外部的状态。但是管线里面流动的物质应该靠什么监控,这是个难点。监控还需要能够反馈信息,这样的监控才有意义,尤其对潜在危险性比较大的管线。比如自来水漏了,会导致路面塌陷;煤气漏了会导致爆炸;这些都是经常会出现的故障。管线很长,无法全线覆盖监控,目前能实现的只有节点式的监控。还有就是设置感知系统。不同系统之间的差异很大,在已有的管线中,实现起来很难。想要实现全线的智慧管网,投资会相当的巨大。因此,经济基础是很重要的一个前提,没有经济基础,想智慧化肯定做不到。
CEI:在哈尔滨智慧管网的建设中,他们提到了一个难点,就是用户需求和技术实现之间的沟通问题,您是怎么看待这个问题的?
祝文君:首先要清楚智慧管网智慧化的目的。也就是说,需要先判断你的需求是什么。这就是一个难点,一般人现在还说不清楚需要监控什么东西,这些都需要一点点地讨论和沟通。
CEI:您觉得未来完全自动化的智慧管网能够普遍推广么?
祝文君:普遍推广还需要时间。在管网这个层面上,有一个方式能实现完全的自动化,如通过管廊至少能够实现可视化的监控,通过在管廊上设置可移动的摄像头,可以实现不同方位、移动的观看。
目前管线99.99%都是埋在土里的,对于这些管线里面流动的物质,怎样实现监控是一个问题。如果是暴露在外面的管线,或者管井,可以在表面设置一些仪表,它本身的感知系统可能要比埋在土里面容易实现监控。埋在土里的这种管线,实现智慧化难度很大,目前通过高科技还不能够解决。
目前,只有通过管井才能实现节点式的监控,也有通过管井增加设施。我们现在能做的就是:第一,通过目前能实现的手段,做好监控。第二,在新建的管线上,想办法实现更换,实现可持续的使用、监控、测量和传递信息。
CEI:现在大家都在关注大数据、云计算、物联网等新兴技术,您认为这些尖端技术对建设智慧政务起到了什么作用?
祝文君:拥有了大数据,根据数据分析结果,对当前的管道系统就可以做出优化,对未来进行新的设施设计,也有所帮助。而且有了大数据、云计算、物联网,政府的执政就变得更简单、更公开、更公正。有了技术支撑,我相信政府能够做出更科学的决策。endprint
中国工业评论2014年12期