北京建设成为全感知城市，形成体系完备、覆盖全面、响应及时的城市运行感知体系，构建城市运行“一网统管”的感知神经网络。增强城市治理灵敏感知、快速反应、协同处置能力，推动城市治理由被动处置型向主动发现型转变。
城市感知体系以物联网技术为基础，通过身份感知、位置感知、图像感知、环境感知、设施感知和安全感知等手段，提供对智慧城市的基础设施、环境、设备、人员等方面的识别、信息采集、监测和调控。城市感知体系是实现城市管理“自动感知、快速反应、科学决策”的关键基础设施，在智慧城市建设中具有不可替代的作用。感知体系为城市带来了敏锐的“视觉”（图像感知）、“听觉”（噪声监测）和“嗅觉”（大气监测），在全面提升城市品质、改善居住环境、增强应对风险的能力、全方位提升城市“韧性”方面发挥着重要作用。
《北京市“十四五”时期智慧城市发展行动纲要》提出，统筹感知体系，加快感知体系全面升级优化，支撑城市精细化管理和精准服务，推动城市运行“一网统管”。作为推进“一网统管”的先导工程和基础工程，城市运行感知体系建设为诊断城市运行体征、把握城市运行脉搏提供实时感知数据，为城市运行管理提供科技赋能，实现全市域智能调度、全领域高效协同、全链条精准管控，着力构建“一网统管全城、一网统领行业、一网统筹全域”城市运行管理新模式。
2021 年 7 月，北京市发布了《关于加快建设全球数字经济标杆城市的实施方案》，提出建设全感知城市，作为把北京市建设成为全球数字经济标杆城市的重要手段之一。同年 11 月，北京市大数据工作推进小组办公室印发了《北京新型智慧城市感知体系建设总体方案》，提出以城市治理、网络诉求、经济调控、文化旅游、物资供应、生活保障等专题应用建设为牵引，加快建立底账清晰、全域覆盖、网络通畅、数据共享、智慧共用的智慧城市感知体系。
一、国内外城市运行感知体系发展情况
美国爱荷华州迪比克市是世界第一个智慧城市。2009年 9 月，迪比克市政府与 IBM 合作，利用物联网技术将城市所有资源数字化并连接起来，含水、电、油、气、交通、公共服务等，通过感知、监测、分析、整合和展示各种数据，对整个城市资源使用情况一目了然，智能化响应市民需求，并降低城市能耗和成本，有效推动了政府行政效率和城市管理水平跃升。
日本是开展智慧城市建设较早的国家，在智能基础设施、智能社区等方面均取得了较好成效。日本的智慧城市建设实行了分步走战略，从“E-Japan”到“U-Japan”再到“I-Japan”计划，日本通过助推信息通信技术与相关产业融合发展，让数字信息技术融入生产生活的每个角落，有效推动了国家经济社会的再生与发展。
在中国，上海市利用大数据、云计算、物联网、人工智能等技术，推出了一套城市运行基本体征指标体系，整合接入全市多个部门的系统和应用。在感知体系建设方面，上海市以“一网统管”为抓手，注重实战应用，围绕具体应用场景，建设城市运行感知体系“神经元”，并初步实现了城市运行态势感知和趋势预判。在迎战台风“烟花”和强降雨天气应急处置中取得了成效。
合肥市以公共安全科技为支撑，融合物联网、云计算、大数据、移动互联、BIM/GIS 等现代信息技术，透彻感知桥梁、燃气、供水、排水、热力管网等城市生命线运行状况，分析生命线风险及耦合关系，深度挖掘城市生命线运行规律，打造合肥市智能化城市安全运行管理平台，形成了城市生命线系统风险的及时感知、早期预测预警和高效处置应对的“合肥模式”，通过“前端感知 - 风险定位 - 专业评估 - 预警联动”一体化，实现城市生命线工程安全运行和管控精细化治理。
二、北京市城市运行感知体系建设现状
城市运行是一个结构复杂、纵横交错、瞬息万变的庞大系统。城市运行感知体系由行业感知、城市感知和社会感知构成。北京市通过信息化建设和大数据行动计划实施，“入云”“上链”“汇数”“进仓”等核心任务取得实质进展，进入以全域应用场景开放为特征的“智慧城市 2.0 阶段”，感知体系建设取得长足进步和发展。
（一）能源运行感知
在电力行业运行方面，国网北京电力公司全面布设了感知设备和智能终端，对输电线、变电站、配电站室变压器运行状态进行监测监控，对施工工地实行视频监控。通过安装智能电力井盖，实现了井盖开合状态安全监测。智能电表也已实现全市普及，对 900 多万高低压用电客户实现了全采集、全覆盖。此外，国电、国华、华电等能源企业的运行数据汇集到国网北京市电力公司运行指挥中心，通过态势感知分析平台将各类安全数据进行关联分析，实现了对系统安全的整体展示、态势感知以及对潜在威胁的预警功能。
在燃气行业运行方面，北京燃气集团在天然气门站、调压站（箱）、加气站、闸井、管网等，部署了数千个物联感知设备，实时采集压力、流量、泄漏浓度、液位等燃气运行参数。市液化石油气公司建设了智能云平台，基本实现了对采购、储存、输配、灌装、配送、销售、服务等全产业链的数字化管理。
在供热行业运行方面，供热热源和热力站的智能化感知主要包括热源内介质温度、压力、流量等数据的监测。热网的智能化感知主要包括管线测漏、井室智能监测和井盖防盗报警监测等。热用户的智能化感知包括热力入口的供回水温度、压力、流量以及热用户室温数据的监测。随着智慧供热的推广应用，供热行业感知在不断加强。
（二）水务感知
在水资源监测方面，建成地表水文站 102 个、地下水水位监测站 1166 个、水质监测站 574 个、水库及闸坝流量监测站 88 个、水环境自动监测站 100 处、水生态监测站 66 处，覆盖全市主要水域的自然水循环监测体系已基本形成。在供水保障监管方面，开展水厂运行和供水监测，出水在线计量率为 100%。在水生态环境监测方面，对中心城区 27 座再生水厂水量、水质等基本实现自动监测，初步实现对 70 个污水管网干线关键节点和 86 个管网排河口流量的实时监测。
（三）交通感知
一是布设了县级以上普通公路的视频监控设备、交通流量调查设备，以超声波、微波、激光灯 3 类传感为主。二是建成图像大数据综合应用系统，实现了车辆数据应用及非现场执法设备管理。三是建成新一代交通行业大数据中心，整合接入静动态数据，全面支撑 TOCC（交通运行监测调度中心，Transportation Operations Coordination Center）的常态化综合交通运行监测、分析和服务工作。目前，全市在用的交通摄像头 13138 套，其中用于交通态势巡检等业务的视频监控设备 1549 套，用于非现场执法等业务的电子警察设备 11589 套。
（四）气象感知
已建成地面自动气象观测站 556 个，乡镇覆盖率达到 100%。全市不同波段的天气雷达 11 部，形成了高密度双偏振天气雷达观测网。已建成的北京气象综合显示系统（LDAD），包含综合探测、预报服务、数值模式、气候统计等多个业务功能。此外，北京地区短时临近天气监测预警一体化平台（VIPS）可为各委办局决策服务提供气象信息，能够完成短时临近预报所要求的监测、报警、预警等任务。
（五）应急感知
在安全生产领域，已建成的危险化学品安全生产风险监测预警系统，以及尾矿库安全生产风险监测预警系统，均已布设感知终端。应急管理视频监控平台已接入视频资源8268 路，包括加油站视频资源、油库视频资源、重大危险源企业视频资源、烟花爆竹库房视频资源、烟花爆竹零售点视频资源等。在自然灾害领域，对防汛应急指挥调度系统进行升级改造，接入森林火情自动识别监测系统。
（六）环卫感知
针对环卫车辆、渣土车辆、公共厕所、道路灰尘、环卫设施等管理目标，综合运用视频识别、北斗定位、物联网等技术开展了实时监测。目前，有 4233 辆环卫作业车实现定位监测，15517 辆渣土运输车辆实现定位监测和苫盖、举升监测。建设工地扬尘管控视频监控平台共有 2810 项工程、9616 路视频接入平台。12 座垃圾焚烧设施视频监控和卡口、计量称重设备已全部完成安装。
（七）市政设施感知
在市政设施管理方面，市城市管理委对 1000 多条道路的 20 余类共 8 万余个公共服务设施，实行了“二维码”管理。市照明中心和通州区城市管理委建立了智慧照明系统实时监控平台，中心城区和副中心路灯智能化控制覆盖率达 63%。同时，天安门广场和长安街沿线华灯全部安装单灯监测装置，实现了对每一基华灯、每一盏光源的监测。
（八）生态环境感知
市生态环境局已建成北京空气质量发布平台，每小时发布北京市城六区、西北部、东北部、东南部和西南部各个站点的环境空气质量指数（AQI）和首要污染物浓度，对北京市未来三天的空气质量进行预测预报。目前，北京市城市运行各行业感知体系虽初具规模，但仍存在一些不足：一是底账不清，感知终端基础台账不健全，缺少管理标准和编码规则 ；二是覆盖不够，感知设备和智能终端部署率还需提升；三是系统分散，存在感知盲区，市区、政企间数据感知链条尚未贯通，没有形成“感知一张网”“时空一张图”；四是指标不全，提取体征脉搏信息不充分，感知数据应用亟待深化。
三、北京市城市运行感知体系建设规划与展望
以北京市城市运行“一网统管”建设为契机，以城市安全运行和民生服务保障为重点，面向城市运行安全、应急、韧性、便民及“双碳”等多目标决策需求，整合现有感知基础，补齐短板弱项，加强基础感知和算力建设，统筹开展城市运行感知体系建设，夯实城市运行智慧应用基础。
（一）建设原则
一是统筹建设、集约共享。加强市级统筹，开展城市运行感知体系顶层设计，规范相关标准体系。按照“市级统筹、企业为主、政府补充，市、区、街（乡镇）共享共用”的原则，推进感知体系建设和数据共享。
二是重点推进、急用先行。按照“抓重点、补短板、保急需”的原则，优先保障城市运行安全可靠，加强城市运行风险识别和管控。优先开展中心城区、城市副中心等重点地区和风险等级较高、人员密集区域等重点地段的建设。
三是立足现有、逐步发展。立足行业、企业现有感知系统基础，充分发挥“雪亮工程”等基础感知网的作用，统一规划，分步实施，不断迭代完善。建立市、区、街乡镇及企业感知数据分级分层共享机制，明确感知信息和数据的传输途径，构建城市运“一网统管”数据基座，推动城市运行管理数字化转型。
（二）发展目标
将北京建设成为全感知城市，形成体系完备、覆盖全面、响应及时的城市运行感知体系，构建城市运行“一网统管”的感知神经网络。增强城市治理灵敏感知、快速反应、协同处置能力，推动城市治理由被动处置型向主动发现型转变。
（三）总体框架
智慧城市感知体系主要由信息获取层、信息传递层、信息服务标准层和应用服务层构成。城市运行感知网覆盖能源、水务、交通、应急等行业感知单元，由物联泛在感知接入平台，结合市政务资源大数据，形成城市运行大数据平台。由大数据平台进行数据处理和模型分析，通过城运中心工作台和领导驾驶舱的主题应用，为各行业把握体征脉搏，并开展分析预测和应急辅助，为城市运行指挥调度提供运行态势分析、风险预警和辅助决策（见图 3）。
（四）重点任务
全面梳理全市城市运行感知体系现状，摸清家底，建立基础台账，整合感知资源，将神经元和传感器统一在图层标注，分门别类制作 GIS 图层，形成“时空一张图”。制定管理标准和编码规则，共享感知数据，形成“感知一张网”。
在能源领域，为确保“供应安全”，开展天然气储备设施监测，并对后备电网、储能设施、尖峰锅炉等后备资源进行监测，对城市能源韧性进行动态评估 ；为确保“安全供应”，加强燃气管网和相邻地下空间可燃气体监测。实施“智慧供热”，对热力运行源、网、户进行监测。
在水务领域，开展物联网感知智慧水务 1.0 建设。在交通领域，建设新一代公安交管指挥中心。
在应急领域，建设危化品管理、自然灾害监测预警、安全生产风险监测预警等平台。在环卫领域，开展生活垃圾、建筑垃圾、厨余垃圾和粪便全流程感知，建设智慧环卫管理平台。
在市政设施领域，建设地下管线、路灯照明、大型户外广告、充电 / 氢站、井盖等城市部件的感知体系，整合“雪亮工程”等视频资源，开展市容环境秩序感知与管理。
在气象领域，建设典型场景气象感知体系、数据共享服务系统等。
“十四五”时期，随着感知终端纳入公共基础设施统一规划建设，感知体系将深度融入智慧城市建设。通过深化感知数据的应用，充分挖掘多源异构数据价值，实现从“仪表盘”到“驾驶舱”的跨越。
原文见《城乡建设》2022年第17期第16～19页
发表于 2023-2-8 00:04:38
