數(shù)字泉城·建設(shè)賦能③｜“鐵軍”先行：“感知”城市脈動(dòng)，同頻數(shù)字泉城建設(shè)
發(fā)布日期：2022-09-12 09:56:00 來源：濟(jì)南城市建設(shè)集團(tuán)
編者按：
近年來，濟(jì)南城市建設(shè)集團(tuán)按照市委、市政府工作部署，聚焦主責(zé)主業(yè)、結(jié)合自身實(shí)際，深入貫徹落實(shí)《濟(jì)南市“十四五”加快數(shù)字化高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃》《濟(jì)南市“十四五”數(shù)字泉城規(guī)劃》有關(guān)要求，助力濟(jì)南數(shù)字化建設(shè)發(fā)展，并在相關(guān)領(lǐng)域取得積極成效。為展示建設(shè)成果，激勵(lì)集團(tuán)干部職工在數(shù)字泉城建設(shè)中再建新功，集團(tuán)宣傳平臺(tái)特推出“數(shù)字泉城·建設(shè)賦能”系列主題報(bào)道，圍繞集團(tuán)相關(guān)單位在數(shù)字化研發(fā)創(chuàng)新及推廣應(yīng)用等方面取得的成果，挖掘典型案例、宣傳先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)集團(tuán)數(shù)字化建設(shè)不斷取得新成績(jī)，助力集團(tuán)高質(zhì)量發(fā)展，為數(shù)字泉城建設(shè)貢獻(xiàn)應(yīng)有力量。
現(xiàn)陸續(xù)推送建設(shè)集團(tuán)所屬濟(jì)南城建集團(tuán)有限公司相關(guān)報(bào)道，聚焦該公司在企業(yè)數(shù)字化管理、智慧建造、智慧城市等方面的探索和成果。
隨著新一代信息技術(shù)與城市現(xiàn)代化深度融合、迭代演進(jìn)，智慧城市建設(shè)的重要性也愈發(fā)凸顯。近年來，在從數(shù)字城市到智慧城市的不斷迭代中，城市治理水平得到了顯著的提升，濟(jì)南市連續(xù)四年獲評(píng)中國領(lǐng)軍智慧城市。作為城市建設(shè)的主力軍，濟(jì)南城市建設(shè)集團(tuán)所屬濟(jì)南城建集團(tuán)公司（以下簡(jiǎn)稱：城建集團(tuán)公司），以市政建設(shè)為本，依托企業(yè)數(shù)字化發(fā)展優(yōu)勢(shì)，堅(jiān)持“企業(yè)走在政府前面、技術(shù)走在管理前面、建設(shè)走在運(yùn)營(yíng)前面”發(fā)展理念，深化智能感知技術(shù)應(yīng)用，同頻濟(jì)南數(shù)字泉城和智慧城市建設(shè)。
隨著交通擁堵、環(huán)境污染等“城市病”的出現(xiàn)，城市運(yùn)營(yíng)管理也并發(fā)了“發(fā)現(xiàn)難”、“查找難”、“參與難”、“管理難”等問題。
《“十四五”新型城鎮(zhèn)化實(shí)施方案》中明確指出，要推進(jìn)城市智慧化改造，推行城市運(yùn)行一網(wǎng)統(tǒng)管，探索建設(shè)“數(shù)字孿生城市”，推進(jìn)市政公用設(shè)施及建筑等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、智能化改造，部署智能交通、智能電網(wǎng)、智能水務(wù)等感知終端。
“智慧城市建設(shè)與發(fā)展應(yīng)該解決‘端到端’的問題，目前智慧城市主要以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)‘后端—智慧城市共享服務(wù)設(shè)施’的信息數(shù)據(jù)融合互聯(lián)和共享應(yīng)用”，城建集團(tuán)公司所屬山東匯成名智科技發(fā)展有限公司負(fù)責(zé)人劉鋒說：“而目前大部分‘前端—智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施’僅僅能提供原始的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)對(duì)于‘后端’應(yīng)用來說可利用的價(jià)值不高，里面有很多無用信息，很難進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析和應(yīng)用。”
智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施迫切需要采用具備智能感知技術(shù)的終端采集設(shè)備，為“后端”應(yīng)用積累原始的、可識(shí)別的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以便“后端”應(yīng)用可以對(duì)這些結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行更高層次的碰撞、分析和利用，保證用于分析和判斷的資料更為豐富，更準(zhǔn)確。
“智慧城市平臺(tái)中的物聯(lián)感知設(shè)備可以實(shí)時(shí)采集城市體征、對(duì)象行為、異常事件等內(nèi)容，幫助城市管理者高效、準(zhǔn)確、直觀的開展城市管理工作”，劉鋒說：“監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)一定要經(jīng)過計(jì)算和修正，不然數(shù)據(jù)就只是數(shù)字沒有意義，修正算法是靠大量的試驗(yàn)和理論驗(yàn)證才能得到，我們結(jié)合理模型論推斷和大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究解決了分布式布里淵光纖的應(yīng)力傳遞率問題，提升了應(yīng)變測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。”
匯成名智科技公司成立以來，致力于基礎(chǔ)傳感器開發(fā)和平臺(tái)建設(shè)，從芯片級(jí)開始，開發(fā)了多種無線傳感器，并且協(xié)助城建集團(tuán)公司建設(shè)落地了多項(xiàng)采用分布式傳感技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)。
從2015年開始，城建集團(tuán)公司子公司檢測(cè)公司先后在二環(huán)南路高架項(xiàng)目、順河南延一期高架項(xiàng)目、二環(huán)西路高架鳳凰山立交局部橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)施了基于點(diǎn)式傳感器的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)。2017年開始，在北園高架西延項(xiàng)目、濟(jì)南地鐵3號(hào)線分布式布里淵光纖監(jiān)測(cè)科研項(xiàng)目、濟(jì)南黃河鳳凰大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、青島地鐵8號(hào)線大洋站至青島北站結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、山西大同朔黃鐵路水泉灣隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，實(shí)施了基于分布式布里淵光纖傳感器的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)。
目前，除青島地鐵8號(hào)線大洋站至青島北站結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目處于施工驗(yàn)收階段、山西大同朔黃鐵路水泉灣隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目處于準(zhǔn)備施工階段外，其余系統(tǒng)一直處于運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)控著結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化。
在濟(jì)南地鐵3號(hào)線，針對(duì)復(fù)雜環(huán)境下地鐵隧道監(jiān)測(cè)與狀態(tài)診斷的難題，項(xiàng)目建立了基于全分布式光纖測(cè)技術(shù)的長(zhǎng)距離（20千米）地鐵隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，打破了傳統(tǒng)點(diǎn)式傳感技術(shù)的局限性，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下軌道交通網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的安全監(jiān)測(cè)。
該地鐵隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)以基于布里淵散射的全分布式布里淵光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)為核心，通過建立超大規(guī)模、高空間分辨率的光纖傳感網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全及突發(fā)事件（如隧道火災(zāi)）的智能監(jiān)測(cè)與快速預(yù)警。
項(xiàng)目研發(fā)基于結(jié)構(gòu)全域感知的地下基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)安全智能監(jiān)測(cè)技術(shù)，以光纖通信中的普通單模光纖作為傳感介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)空間上的連續(xù)測(cè)量。借助雙頻激光掃描技術(shù)來提高測(cè)量距離，在實(shí)際工程應(yīng)用中測(cè)量距離達(dá)120千米。同時(shí)，用差分脈沖技術(shù)來提高空間定位精度，使最高空間定位精度達(dá)到2厘米，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的測(cè)點(diǎn)達(dá)百萬個(gè)、監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)達(dá)百公里量級(jí)。
同樣，在濟(jì)南黃河鳳凰大橋也搭建了“橋梁集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)”，利用分布式布里淵光纖傳感技術(shù)，建立橋梁集群結(jié)構(gòu)應(yīng)變傳感網(wǎng)絡(luò)，利用點(diǎn)式傳感技術(shù)，監(jiān)測(cè)橋梁集群結(jié)構(gòu)響應(yīng)與環(huán)境荷載信息。
通過對(duì)上述兩方面技術(shù)采集的橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)與環(huán)境荷載的海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘與分析，準(zhǔn)確診斷橋梁集群結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，推測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的潛在損傷，評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全，并快速準(zhǔn)確地對(duì)潛在的結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警。
該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)全域監(jiān)測(cè)，感測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)規(guī)?？蛇_(dá)105量級(jí)，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度100km與20cm測(cè)點(diǎn)分辨率，有效剔除環(huán)境因素對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)的干擾，評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)90%的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別率，全套系統(tǒng)以光信號(hào)為主，不存在短路風(fēng)險(xiǎn)，光纖耐久性可達(dá)30年以上。
此外，城建集團(tuán)公司基于在道路橋梁、市政設(shè)施配套等方面積累的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合無線傳感器數(shù)據(jù)云采集+傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、傾斜攝影技術(shù)，還發(fā)了城市基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)安全智能感測(cè)系統(tǒng)、城市交通安全智能感測(cè)系統(tǒng)、密集場(chǎng)所公共安全智能感測(cè)系統(tǒng)、城市環(huán)境與空氣質(zhì)量智能感測(cè)系統(tǒng)等智慧城市前端感測(cè)系統(tǒng)，以及智慧城市終端管理平臺(tái)，筑牢智慧城市建設(shè)底座，全面提升城市管理的效率和效能，實(shí)現(xiàn)更全面的智能感知、更主動(dòng)的智能預(yù)警、更整合的信息資源、更科學(xué)的決策管理、更自動(dòng)的安全控制。
從信息化到智能化再到智慧化，是建設(shè)智慧城市的必由之路。城建集團(tuán)公司從自身信息化改革到智慧建造應(yīng)用再到智慧城市平臺(tái)打造，實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身數(shù)字化建設(shè)與智慧城市建設(shè)同頻同步。
智慧城市的建設(shè)一定是一個(gè)系統(tǒng)的過程，這個(gè)過程不僅需要新技術(shù)的推動(dòng)，同時(shí)也涉及到管理流程的升級(jí)和優(yōu)化。在實(shí)行過程中，企業(yè)需要走在政府前面、技術(shù)需要走在管理前面、建設(shè)需要走在運(yùn)營(yíng)前面。
城建集團(tuán)公司一直是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主力軍，而且作為市政行業(yè)的國企龍頭企業(yè)，近幾年在城市基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)方面做出了很多有益的探索。
2022年新成立的“山東匯成名智”子公司，為城建集團(tuán)公司和濟(jì)南新城創(chuàng)展股權(quán)投資基金合伙企業(yè)共同投資創(chuàng)辦的有限責(zé)任公司。以企業(yè)BIM中心為基礎(chǔ)，致力于平臺(tái)軟件開發(fā)、信息系統(tǒng)集成服務(wù)和信息系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)服務(wù)，推廣BIM技術(shù)和運(yùn)維平臺(tái)的深度融合。
城建集團(tuán)公司和哈爾濱工業(yè)大學(xué)長(zhǎng)期合作，共同成立研究團(tuán)隊(duì)，在此期間，依托哈爾濱工業(yè)大學(xué)交通運(yùn)輸部“交通安全特種材料與智能化控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、教育部“結(jié)構(gòu)工程災(zāi)變與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、“可調(diào)諧激光技術(shù)國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”以及美國Northeastern University“通信與數(shù)字信號(hào)處理中心”等試驗(yàn)研究平臺(tái)，研究團(tuán)隊(duì)在橋梁/隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域研究取得較為豐富的研究成果，獲得省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)10項(xiàng)，發(fā)表SCI高水平論文141篇，授權(quán)專利81項(xiàng)，為橋梁/隧道等大型土木結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)安全提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。
智慧城市是城市提升的新引擎，能將“粗放型”城市發(fā)展模式調(diào)整為“精細(xì)化”城市管理模式，增強(qiáng)城市的管理和服務(wù)能力，提升城市的資源利用能力和要素組織能力，擴(kuò)展個(gè)人和企業(yè)的信息資源空間，并為城市提供內(nèi)涵式、集約化、可持續(xù)的發(fā)展模式。
未來，城建集團(tuán)公司將聚焦《濟(jì)南市“十四五”數(shù)字泉城規(guī)劃》《濟(jì)南市“十四五”加快數(shù)字化高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃》要求，以主責(zé)主業(yè)為陣地，加強(qiáng)科技創(chuàng)新隊(duì)伍建設(shè)，完善科技創(chuàng)新體系，創(chuàng)建綠色建造科技示范工程，深化BIM技術(shù)應(yīng)用，推動(dòng)智慧工地建設(shè)，完善智慧城市管理平臺(tái)，賦能數(shù)字泉城建設(shè)。
