數(shù)字泉城·建設(shè)賦能③｜“鐵軍”先行：“感知”城市脈動，同頻數(shù)字泉城建設(shè)
發(fā)布日期：2022-09-12 09:56:00 來源：濟南城市建設(shè)集團
編者按：
近年來，濟南城市建設(shè)集團按照市委、市政府工作部署，聚焦主責主業(yè)、結(jié)合自身實際，深入貫徹落實《濟南市“十四五”加快數(shù)字化高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃》《濟南市“十四五”數(shù)字泉城規(guī)劃》有關(guān)要求，助力濟南數(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，激勵集團干部職工在數(shù)字泉城建設(shè)中再建新功，集團宣傳平臺特推出“數(shù)字泉城·建設(shè)賦能”系列主題報道，圍繞集團相關(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、宣傳先進經(jīng)驗，推動集團數(shù)字化建設(shè)不斷取得新成績，助力集團高質(zhì)量發(fā)展，為數(shù)字泉城建設(shè)貢獻應(yīng)有力量。
現(xiàn)陸續(xù)推送建設(shè)集團所屬濟南城建集團有限公司相關(guān)報道，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，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，濟南市連續(xù)四年獲評中國領(lǐng)軍智慧城市。作為城市建設(shè)的主力軍，濟南城市建設(shè)集團所屬濟南城建集團公司（以下簡稱：城建集團公司），以市政建設(shè)為本，依托企業(yè)數(shù)字化發(fā)展優(yōu)勢，堅持“企業(yè)走在政府前面、技術(shù)走在管理前面、建設(shè)走在運營前面”發(fā)展理念，深化智能感知技術(shù)應(yīng)用，同頻濟南數(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)，城市運營管理也并發(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)化實施方案》中明確指出，要推進城市智慧化改造，推行城市運行一網(wǎng)統(tǒng)管，探索建設(shè)“數(shù)字孿生城市”，推進市政公用設(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)、云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)為核心，實現(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”，城建集團公司所屬山東匯成名智科技發(fā)展有限公司負責人劉鋒說：“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)對于‘后端’應(yīng)用來說可利用的價值不高，里面有很多無用信息，很難進行數(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、可識別的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以便“后端”應(yīng)用可以對這些結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行更高層次的碰撞、分析和利用，保證用于分析和判斷的資料更為豐富，更準確。
“智慧城市平臺中的物聯(lián)感知設(shè)備可以實時采集城市體征、對象行為、異常事件等內(nèi)容，幫助城市管理者高效、準確、直觀的開展城市管理工作”，劉鋒說：“監(jiān)測的數(shù)據(jù)一定要經(jīng)過計算和修正，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和理論驗證才能得到，我們結(jié)合理模型論推斷和大量試驗數(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)變測量數(shù)據(jù)的準確性。”
匯成名智科技公司成立以來，致力于基礎(chǔ)傳感器開發(fā)和平臺建設(shè)，從芯片級開始，開發(fā)了多種無線傳感器，并且協(xié)助城建集團公司建設(shè)落地了多項采用分布式傳感技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺。
從2015年開始，城建集團公司子公司檢測公司先后在二環(huán)南路高架項目、順河南延一期高架項目、二環(huán)西路高架鳳凰山立交局部橋梁結(jié)構(gòu)實施了基于點式傳感器的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)。2017年開始，在北園高架西延項目、濟南地鐵3號線分布式布里淵光纖監(jiān)測科研項目、濟南黃河鳳凰大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測項目、青島地鐵8號線大洋站至青島北站結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測項目、山西大同朔黃鐵路水泉灣隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測項目，實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)測系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)。
目前，除青島地鐵8號線大洋站至青島北站結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測項目處于施工驗收階段、山西大同朔黃鐵路水泉灣隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測項目處于準備施工階段外，其余系統(tǒng)一直處于運營狀態(tài)，實時監(jiān)控著結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化。
在濟南地鐵3號線，針對復雜環(huán)境下地鐵隧道監(jiān)測與狀態(tài)診斷的難題，項目建立了基于全分布式光纖測技術(shù)的長距離（20千米）地鐵隧道結(jié)構(gòu)運營安全監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)，打破了傳統(tǒng)點式傳感技術(shù)的局限性，實現(xiàn)對地下軌道交通網(wǎng)絡(luò)整體運營狀態(tài)的安全監(jiān)測。
該地鐵隧道結(jié)構(gòu)運營安全監(jiān)測與預(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)，實現(xiàn)對隧道結(jié)構(gòu)運營安全及突發(fā)事件（如隧道火災(zāi)）的智能監(jiān)測與快速預(yù)警。
項目研發(fā)基于結(jié)構(gòu)全域感知的地下基礎(chǔ)設(shè)施運營安全智能監(jiān)測技術(shù)，以光纖通信中的普通單模光纖作為傳感介質(zhì)，實現(xiàn)空間上的連續(xù)測量。借助雙頻激光掃描技術(shù)來提高測量距離，在實際工程應(yīng)用中測量距離達120千米。同時，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到2厘米，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)監(jiān)測的測點達百萬個、監(jiān)測距離長達百公里量級。
同樣，在濟南黃河鳳凰大橋也搭建了“橋梁集群結(jié)構(gòu)運營安全監(jiān)測與預(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)，利用點式傳感技術(shù)，監(jiān)測橋梁集群結(jié)構(gòu)響應(yīng)與環(huán)境荷載信息。
通過對上述兩方面技術(shù)采集的橋梁結(jié)構(gòu)響應(yīng)與環(huán)境荷載的海量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行深入挖掘與分析，準確診斷橋梁集群結(jié)構(gòu)運營狀態(tài)，推測橋梁結(jié)構(gòu)的潛在損傷，評價橋梁結(jié)構(gòu)運營安全，并快速準確地對潛在的結(jié)構(gòu)運營風險進行預(yù)警。
該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)全域監(jiān)測，感測網(wǎng)絡(luò)節(jié)點規(guī)?？蛇_105量級，并同時實現(xiàn)長度100km與20cm測點分辨率，有效剔除環(huán)境因素對橋梁結(jié)構(gòu)安全評價的干擾，評價結(jié)果準確，實現(xiàn)90%的結(jié)構(gòu)風險識別率，全套系統(tǒng)以光信號為主，不存在短路風險，光纖耐久性可達30年以上。
此外，城建集團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，結(jié)合無線傳感器數(shù)據(jù)云采集+傳輸技術(shù)、計算機視覺技術(shù)、傾斜攝影技術(shù)，還發(fā)了城市基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)安全智能感測系統(tǒng)、城市交通安全智能感測系統(tǒng)、密集場所公共安全智能感測系統(tǒng)、城市環(huán)境與空氣質(zhì)量智能感測系統(tǒng)等智慧城市前端感測系統(tǒng)，以及智慧城市終端管理平臺，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，實現(xiàn)更全面的智能感知、更主動的智能預(yù)警、更整合的信息資源、更科學的決策管理、更自動的安全控制。
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打造，實現(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)一定是一個系統(tǒng)的過程，這個過程不僅需要新技術(shù)的推動，同時也涉及到管理流程的升級和優(yōu)化。在實行過程中，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)需要走在運營前面。
城建集團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，為城建集團公司和濟南新城創(chuàng)展股權(quán)投資基金合伙企業(yè)共同投資創(chuàng)辦的有限責任公司。以企業(yè)BIM中心為基礎(chǔ)，致力于平臺軟件開發(fā)、信息系統(tǒng)集成服務(wù)和信息系統(tǒng)運行維護服務(wù)，推廣BIM技術(shù)和運維平臺的深度融合。
城建集團公司和哈爾濱工業(yè)大學長期合作，共同成立研究團隊，在此期間，依托哈爾濱工業(yè)大學交通運輸部“交通安全特種材料與智能化控制重點實驗室”、教育部“結(jié)構(gòu)工程災(zāi)變與控制教育部重點實驗室”、“可調(diào)諧激光技術(shù)國家級重點實驗室”以及美國Northeastern University“通信與數(shù)字信號處理中心”等試驗研究平臺，研究團隊在橋梁/隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域研究取得較為豐富的研究成果，獲得省部級獎項10項，發(fā)表SCI高水平論文141篇，授權(quán)專利81項，為橋梁/隧道等大型土木結(jié)構(gòu)的運營安全提供了堅實的技術(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“精細化”城市管理模式，增強城市的管理和服務(wù)能力，提升城市的資源利用能力和要素組織能力，擴展個人和企業(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，城建集團公司將聚焦《濟南市“十四五”數(shù)字泉城規(guī)劃》《濟南市“十四五”加快數(shù)字化高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃》要求，以主責主業(yè)為陣地，加強科技創(chuàng)新隊伍建設(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，推動智慧工地建設(shè)，完善智慧城市管理平臺，賦能數(shù)字泉城建設(shè)。
