姜浩峰+高捷

新的工業(yè)革命，總的趨勢就是智能化，就是把智慧融入到物理系統(tǒng)里面去，這個和我們現(xiàn)在的傳感器技術(shù)、云計算、各種信息技術(shù)的發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)，一直到我們智慧城市的建設(shè)，是密切分不開的。

一位在上海內(nèi)環(huán)工作的白領(lǐng)，每周會收到App推送，提前知道本周上班路線和主要道路上是否有施工養(yǎng)護計劃；超載車輛凌晨違規(guī)駛上大橋，橋梁會自動報警并通知管養(yǎng)單位……這些看上去挺“科幻”的技術(shù)，正隨著上海智慧城市建設(shè)腳步的加快，一步步走向現(xiàn)實。

在11月17日于上海召開的“世界城市日”及“第十八屆中國國際工業(yè)博覽會科技論壇”系列活動——2016中國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與管理國際大會上，隧道股份公布了一批智慧城市的前瞻技術(shù)和落地項目，將著力解決城市建設(shè)和發(fā)展過程中產(chǎn)生的諸多“城市病”，分享新技術(shù)、新模式以及“互聯(lián)網(wǎng)+”等新產(chǎn)業(yè)，將給城市帶來新的變化及機遇。

其中，既有一次性解決“馬路拉鏈”痼疾的實例——臨港北島西路綜合管廊，又有軌道交通建設(shè)的大數(shù)據(jù)管理。而在大會“智慧城市建設(shè)與管理”論壇上，隧道股份所做報告——《城市基礎(chǔ)設(shè)施BIM信息化建運管理探索與實踐》，引起了中外專家的熱議。原因是——App推送路況施工計劃、橋梁自動報警等的實現(xiàn)，都基于上海交通基礎(chǔ)設(shè)施智能運維管理平臺，這一平臺將在年內(nèi)逐步上線。

高架也能數(shù)字化

“城市市政基礎(chǔ)設(shè)施智能運維管理平臺，是集GIS與BIM技術(shù)、設(shè)施設(shè)備自動化監(jiān)測、快速檢測技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)和大數(shù)據(jù)挖掘于一體，是城市交通基礎(chǔ)設(shè)施全壽命周期管理與決策的技術(shù)支持平臺?！彼淼拦煞莸叵略O(shè)計總院工程技術(shù)研究院院長段創(chuàng)峰在位于光復(fù)西路的上?？鐕少徶行恼搲F(xiàn)場介紹。

所謂GIS技術(shù)，亦即地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System），是在計算機硬、軟件支持下，對城市交通基礎(chǔ)設(shè)施有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

所謂BIM技術(shù)，亦即建筑信息模型（Building Information Modeling），則是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立起三維的全信息建筑模型，通過數(shù)字信息仿真建筑物所具有的真實信息。

如果割裂來看，兩者完全是兩個學(xué)科，然而，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘等支持下，兩者已經(jīng)變得密不可分，還使得城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建運管養(yǎng)變得智慧起來。

今年年內(nèi)，由隧道股份城建設(shè)計總院、地下設(shè)計總院等單位聯(lián)合打造的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施智能運維管理平臺在上海部分交通設(shè)施上開始“試運行”。通過物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測感知技術(shù)，該系統(tǒng)把上海大量設(shè)施設(shè)備數(shù)據(jù)串聯(lián)在一起，讓城市交通基礎(chǔ)設(shè)施變得更加安全、智慧與快捷。

據(jù)隧道股份方面介紹，智能運維管理平臺的作用涉及到城市交通的方方面面。單以高架橋梁監(jiān)測為例，上海有近百公里高架橋梁，傳統(tǒng)人工養(yǎng)護管理模式不但工作量巨大，監(jiān)測頻率和效率也較低。現(xiàn)在，隧道股份將基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化管理模式應(yīng)用于高架和橋梁管理，通過在交通設(shè)施中安裝帶有信號發(fā)射功能的各類型自動監(jiān)測傳感器，實時監(jiān)測每一座設(shè)施的健康狀態(tài)及運作狀況。

目前，這項技術(shù)已經(jīng)在大連路隧道、延安東路隧道、虹梅南路隧道、松江辰塔大橋等項目中投入運行。以辰塔大橋為例，大橋中植入了至少181個不同種類傳感設(shè)備——設(shè)置在塔頂?shù)腉PS測量站可以監(jiān)測并預(yù)警橋梁的結(jié)構(gòu)變形問題；設(shè)置在路面下的動態(tài)承重儀則可監(jiān)控車輛荷載，車輛超載與否，更可準(zhǔn)確判斷。這些微觀監(jiān)測數(shù)據(jù)，亦將實時首先發(fā)送到技術(shù)人員的終端上，同時匯總到隧道股份的智能化運維平臺。數(shù)據(jù)不但為單個項目的養(yǎng)護提供依據(jù)，隧道股份還將通過數(shù)據(jù)的深度分析挖掘，輔助相關(guān)決策機構(gòu)在宏觀層面分析布局整個城市的交通系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計與運營管理。

施工管理養(yǎng)護好幫手

“我們希望通過這個平臺的建設(shè)，能夠把上海市本地的基礎(chǔ)設(shè)施基本的信息納入到一個系統(tǒng)架構(gòu)上面來，我們集團下面有三家養(yǎng)護公司負(fù)責(zé)基礎(chǔ)設(shè)施的養(yǎng)護，基于這樣一個特殊資源的優(yōu)勢，我們在一點一點梳理整個上海市所有路網(wǎng)的基本數(shù)據(jù)?！彼淼拦煞莩墙ㄔO(shè)計總院總工程師周良說，“比如上海的內(nèi)環(huán)線、南北高架，都是早些年建成的。當(dāng)時圖紙都是手繪的，即使保存很好，也是非常靜態(tài)的資料。我們把數(shù)據(jù)輸入智能運維管理平臺，當(dāng)年設(shè)計過程中的資料和我們養(yǎng)護的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)就能整合在一個平臺上面?！敝芰颊J(rèn)為，這一舉措，未來能使智能運維管理平臺成為施工管理養(yǎng)護好幫手。

不僅隧道股份以及下屬單位需要這一智能平臺，其實這一技術(shù)可以運用到許多領(lǐng)域。中科院院士、上海市政府參事褚君浩說：“比如說我們造了好多的大橋和建筑，現(xiàn)在沒有問題，30年以后水泥的原形畢露了，好的水泥沒有問題，不好的水泥毛病出來了，這個時候非常需要對技術(shù)方面加傳感器，提早獲悉水泥何時會出問題。我們城市管理要在信息化方面加強這方面的工作?！?/p>

除了綜合平臺以外，隧道股份還做了不少有關(guān)養(yǎng)護的單體項目智能健康監(jiān)測平臺和系統(tǒng)，把這些數(shù)據(jù)監(jiān)控起來，通過大數(shù)據(jù)的挖掘，可以對隧道的健康狀態(tài)做評估，以此提前預(yù)警發(fā)現(xiàn)一些問題。

原本，隧道股份有一個監(jiān)控中心，工作時監(jiān)控中心里坐一排人看視頻，以此來發(fā)現(xiàn)各處是否有問題。盡管已經(jīng)將信息視屏納入一個房間，但監(jiān)控手段還是要靠肉眼識別。而通過智能平臺的云視頻分析技術(shù)，則能建立統(tǒng)一視頻平臺，實現(xiàn)項目部、子公司以及集團逐級視頻監(jiān)控及智能分析報警。

除此之外，隧道股份還為管廊開發(fā)無人巡檢技術(shù)，自動檢測各種管道運作狀況。在管廊頂部設(shè)有軌道巡檢機器人，搭載多種精密傳感器，可以第一時間發(fā)現(xiàn)險情；同時，為燃?xì)夤艿懒可矶ㄖ迫細(xì)馀撌?，減輕工程施工及地質(zhì)災(zāi)害對燃?xì)夤艿赖钠茐?，并安裝燃?xì)鉂舛忍綔y儀，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)測燃?xì)夤艿赖男孤⑵茡p等情況。

隧道股份城建設(shè)計總院周良表示，上海是中國綜合管廊發(fā)展的先驅(qū)，從建成中國第一條現(xiàn)代化綜合管廊工程——張楊路綜合管廊，到建成今天的臨港綜合管廊。通過有效利用地下空間，綜合管廊平均能夠為城市節(jié)省約60%的維護成本，平均每百公里管線僅需要不到10名技術(shù)人員進行保養(yǎng)。而未來，綜合管廊+數(shù)字化管理+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，更將幫助運維人員方實現(xiàn)工作效率最大化。

目前，隧道股份在上海、合肥、天津、廈門等13省18個城市正開展綜合管廊的建設(shè)工作，已建總線長達500多公里。在上海綜合管廊項目建設(shè)過程中，隧道股份將把BIM等數(shù)字化技術(shù)等先進技術(shù)，應(yīng)用于管廊設(shè)計、施工、運維全壽命過程，提供更多增值服務(wù)。

點云掃描、高清圖像識別監(jiān)測技術(shù)、VR等等，也都集納于智能養(yǎng)護平臺中。

插上新工業(yè)革命的翅膀

智能運維管理平臺的相關(guān)技術(shù)，也跨界應(yīng)用在其他領(lǐng)域。譬如，在本輪上海交通大整治中，基于物聯(lián)網(wǎng)的路網(wǎng)車輛狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，就為交通部門提供了區(qū)域整治的決策依據(jù)；基于圖像識別處理技術(shù)的停車監(jiān)測系統(tǒng)，則讓車輛違停無處可躲……

當(dāng)然，數(shù)據(jù)分享看似簡單，實則，在技術(shù)整合初期，工作是非常復(fù)雜的。譬如BIM，在許多非專業(yè)人士看來是非常令人頭疼的技術(shù)，其模型非常大，一般只能在服務(wù)器上面用，其他地方用不了?！盀榱私鉀Q這個問題，隧道股份地下設(shè)計總院和相關(guān)企業(yè)聯(lián)手，共同打造了一個BIM云平臺，達到了可以把所有的BIM模型放在云平臺上，人們可以實時下載到手機或者iPad上面。這樣的話，不僅專業(yè)人士可以享用此數(shù)據(jù)，即使普通人也可以由此知道道路設(shè)施運養(yǎng)信息等與生活息息相關(guān)的內(nèi)容。

目前，智能運維管理平臺的相關(guān)功能模塊已經(jīng)逐步上線。未來，隨著更多新興技術(shù)融入整合進該平臺，引領(lǐng)城市交通設(shè)施管理全面進入更高一級的現(xiàn)代化、信息化、智能化的“智慧城市”時代。段創(chuàng)峰透露，隧道股份除了在重點橋隧上部署了自動化的智能監(jiān)測系統(tǒng)外，集團旗下的所有養(yǎng)護車輛上加了GPS模塊和移動視頻巡檢監(jiān)控儀器，另外，上海市交通基礎(chǔ)設(shè)施的三維BIM模型亦開始在逐步建立過程中。通過這些基礎(chǔ)工作的不斷深化，人們不久將可看到一個基于三維GIS+BIM的智能運維管理平臺，段創(chuàng)峰說。

褚君浩院士在論壇上指出：“我們現(xiàn)在是處在信息化時代的下半期——智能化、新一次工業(yè)革命開始的時候。新的工業(yè)革命，總的趨勢就是智能化，就是把智慧融入到物理系統(tǒng)里面去，這個和我們現(xiàn)在的傳感器技術(shù)、云計算、各種信息技術(shù)的發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)，一直到我們智慧城市的建設(shè)，是密切分不開的?！?/p>

褚君浩院士認(rèn)為，現(xiàn)在新的工業(yè)革命有一些特征和態(tài)勢——首先信息時代還在發(fā)展，信息時代的水平還在提高，發(fā)現(xiàn)和發(fā)明多軌并行、交叉推動。同時，信息技術(shù)和多領(lǐng)域技術(shù)深度融合發(fā)展，和各個方面都深度融合。

把所有的物品通過信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來，進行智能化識別和管理，亦即物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為我們展示了生活中任何物品都可以變得“有感覺、有思想”，由此形成智慧城市和“感知中國”。

褚君浩院士總結(jié)智慧城市建設(shè)具有三大特征——

“第一個特征以信息技術(shù)應(yīng)用為主線，以傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)和大數(shù)據(jù)等新興熱點技術(shù)為核心和代表。

第二個特征，智慧城市是一個復(fù)雜的，相互作用的系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，信息獲取、傳輸、處理、識別和決策，構(gòu)成城市各領(lǐng)域智慧運行機制。

第三個特征是，智慧城市是城市發(fā)展的新興模式。智慧城市的服務(wù)對象面向城市主體——政府、企業(yè)和個人，它的結(jié)果是城市生產(chǎn)、生活方式的變革、提升和完善，終極表現(xiàn)為人類擁有更美好的城市生活。綜上所述，智慧城市的本質(zhì)在于信息化與城市化的高度融合，是城市信息化向更高階段發(fā)展的表現(xiàn)?！倍淼拦煞?，恰恰在這智慧城市建設(shè)過程中，從宏觀到微觀全程參與，以此讓城市空間智慧起來。

當(dāng)然，所謂智慧城市，也并非一味追求在所有領(lǐng)域技術(shù)高大全，理念上更應(yīng)該從生活便利性角度出發(fā)。日本豐田都市交通研究所部長安藤良輔在論壇舉例：“日本豐田市是個小城市，有些郊外地區(qū)存在公交服務(wù)的空白點。我們于是想出辦法——提供小汽車服務(wù)。四五人坐一輛小汽車，100日元就能拉你到最近的公交車站，這樣保證生活的最基本質(zhì)量?！痹谶@一計劃反對實施過程中，安藤良輔發(fā)現(xiàn)手機App無法解決所有問題。安藤良輔說：“最開始我們開發(fā)軟件，直接用手機預(yù)約系統(tǒng)，但是老人用不了這些東西，最終我們用電話提供服務(wù)，所以有的時候智慧城市不是說高技術(shù)一定是好的東西，你要真正貼切老百姓真正的生活?！?