Page 79 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第6期

第 50 卷第 6 期 袁宏永等：城市生命线安全工程发展现状与趋势 1101

城 市 生 命 线 工 程 是 指 维 系 城 市 正 常 运 行 、 运营标准体系、应用实践等方面进行阐述，提出
满 足 群 众 生 产 生 活 需 要 的 重 要 基 础 工 程 ，涵 盖 发展趋势，为城市生命线安全工程的科技创新和
燃 气 、桥 梁 、供 水 、排 水 、热 力 、电 力 等 系 统 和 设 推广应用提供参考。
施 ［1-5］ 。随着城镇化的加快，2023 年中国城镇化
1 城市生命线安全工程理论体系
［6］
率 已 达 到 66.16% ，同 时 城 市 生 命 线 工 程 规 模
加 速 提 升 ，其 安 全 事 故 多 发 频 发 。 如 2019 年 无
1.1 综合监测理论
锡“10·10”312 国 道 桥 面 侧 翻 事 故 ，造 成 3 人 死
在构建人本化城市安全空间和完善公共安
亡，事故直接经济损失 820 多万元；2021 年十堰
全体系的过程中，针对城市生命线相互耦合、相
“6·13”重大燃气爆炸事故，造成 26 人死亡，直接
互关联的复杂性特征和风险难以辨识的问题，提
经济损失 5 300 多万元。这些事故均造成了严重
出综合考虑物理、网络、地理和逻辑相关性的物
的后果，因此预防城市生命线事故尤为重要。 ［10］
理脆弱性分析方法 ，以及城市安全运行耦合风
对城市生命线工程相关事故的诱因进行分
险的动态评估方法。旨在通过物理-社会相结合、
析发现，其运行风险存在隐蔽性、复杂性、脆弱性
点-线-面-网多维结构数据融合，量化城市生命线
［7］
和信息封闭性的特点 ，具体表现为因建设年代 多维度风险，并揭示其对城市社会经济运行的影
久 远 、历 史 及 技 术 原 因 造 成 的 事 故 隐 患 难 以 排
响规律，建立城市生命线重特大突发事件的次生
查，因难以掌握事故现场情况、不能及时干预造 衍生演化模型，以应对隐蔽和耦合风险。
成的事故演化趋势难以把控，因各类生命线工程 为满足城市高风险空间致灾因子的实时动
设施相互交错依赖、易引发交叉耦合事故造成事 态监测、综合预警防控和处置决策支持的技术需
故难以准确预警和快速协同处置，因部门间存在 求，提出时域、空域、能域新型风险的监测预警体
信息壁垒造成的相关数据资源难以共享等，亟需 系框架 ［10］ 。构建全链条城市生命线安全监测预

建设城市生命线安全工程，实时监测城市生命线 警工程技术体系架构，如图 1 所示，包括风险评
运行状态，动态体检运行异常，对运行风险进行 估、物联网感知、多网融合传输、大数据分析、专
早期预警和高效处置 ［8-9］ 。本文从城市生命线安 业模型预测和事件预警联动等，实现城市安全空
全工程的理论体系、代表性监测预警技术、监测 间风险源头治理和分级防控。

图 1 城市生命线安全监测预警技术架构
Fig. 1 Technical Framework for Monitoring and Early Warning of Urban Lifeline Safety

1.2 平台技术架构 风 险 进 行 联 动 处 置 。 平 台 遵 循“ 感 、传 、知 、用 ”
城 市 生 命 线 安 全 工 程 依 托 监 测 预 警 平 台 的 架 构 设 计 ［11］ ，如 图 2 所 示 ，其 中 前 端 感 知 层
感 知 、分 析 、研 判 城 市 生 命 线 运 行 风 险 ，进 而 对 作 为 信 息 收 集 的 基 础 ，汇 聚 各 行 业 监 测 感 知