城市内涝安全监管与智慧监测平台

城市生命线工程涵盖燃气、供水、排水、桥梁等关键基础设施，其安全运行直接关系人民群众生命财产安全和城市稳定发展。根据国家《安委办〔2021〕6号》文件要求，南京市被列为全国18个城市安全风险综合监测预警体系建设试点之一。江苏省《苏生命线办发〔2022〕1号》文件进一步明确南京等7市开展省级试点，要求运用物联网、大数据等智慧技术提升城市本质安全水平。

在此背景下，南京市水务局聚焦城市内涝与供水爆管两大专项场景，依据三年行动计划（2022-2024年）部署，在智慧水务一期建设成果基础上，正式启动智慧水务二期—城市生命线安全工程试点建设工作，旨在构建符合南京实际、可推广的一体化城市安全风险防控体系。

1.建设思路

本项目立足南京实际，以业务需求为导向，充分依托大数据局资源与既有信息化基础，融合应用5G、大数据、物联网、GIS等先进技术，全面汇聚并分析河道、泵站、管网、污水处理厂及相关监测设备等多元数据，建成全市统一的“城市内涝安全监管与智慧监测平台”。平台以排水设施数据库为支撑，围绕“综合感知、预报预警、智能调度、应急处置”四大核心功能，构建覆盖“智慧监测—内涝防控”全流程的管理体系，实现设施运行数据动态采集、风险实时预警与调度协同处置，显著提升城市排水设施管理的智能化与科学化水平，为城市防汛与安全运行提供有力支撑。

聚焦城市内涝与供水爆管两大核心风险场景，在一期“一网、一图、两中心、四平台”总体架构基础上，以数据汇聚融合与业务功能深化为主线，全面扩展感知网络、升级业务应用、强化技术支撑。如图1所示，项目通过整合水务集团供水爆管数据与既有智慧水务数据，构建与市级监管平台实时对接的数据汇聚体系，并统筹推进调度管理、供水管理、排水管理、美丽河湖管理等业务系统功能升级，形成“数据全面、资源整合、业务协同、技术先进”的智慧水务新格局，推动水务管理从粗放向精细转型，以信息化赋能水务现代化，助力南京水务信息化建设迈入国内先进水平。

南京智慧水务建设项目（2020-2021年度）于2020年10月正式开工建设，2021年10月完工，通过一期项目建设，初步建成“一网、一图、两中心、四平台、五+N应用”的南京智慧水务总体架构，智慧水务二期项目（2023-2024年度），在一期建立的总体架构体系下，基于南京市智慧水务平台现有架构、信息化资源扩展，进一步补充完善感知体系、根据业务工作需要升级补充业务系统功能，并根据需要对应用支撑平台、数据中心等进行适当补充。

汇聚雨污水管网、泵站、水闸、截流设施、排口等排水设施，构建排水一张图，如图2所示；汇聚供水管网、水厂、增压站、阀门等供水设施，构建供水一张图。实现供排水设施资产的一图总览，满足供排水治理的精细化需求，提高供排水的数字化管理水平。

图2 排水一张图

构建供排水运营全环节感知网络体系，信息化感知供排水一体化信息，针对可燃气体积聚监测、易涝点积水监测、排污水质监测、井盖状态监测，实时监测各供排水运营环节，如图3所示，包括液位、流量、水质、报警类型数据，为综合预测分析和应急辅助决策提供数据支持。

图3 监测感知设备一网感知

以地理信息平台为支撑，把全市供/排水基础设施、危险源、防护目标、应急资源等各类基础信息、行业监管信息和监测预警结果等集成为一个界面，如图4所示，实现对全市供/排水行业的“一张图”监督管理，供南京市城市生命线综合监管平台页面调用。

图4 城市内涝场景一屏智管

针对城市生命线内涝场景应急调度、监测异常管理、供水管理、首页发布、水库监测等应用模块，提供基于手机端的移动应用软件（如图5所示），与BS端实时数据联动，为现场工作开展提供强有力的技术支撑，为工作人员提供及时准确的信息获取和沟通渠道，保证排水系统调度等管理工作便捷有效开展。

图5 南京智慧水务APP

构建事前事中事后的全线管理流程（如图6所示），建成覆盖“事前预警-事中调度-事后复盘”的全周期内涝治理闭环。通过融合气象、感知设备、模型、公安122、政务12345等多渠道源数据，实现动态预警与风险预控；依托智能监测与联动机制，支撑应急调度与现场指挥；并结合大数据复盘分析，形成“一点一案”长效治理策略，系统提升城市防汛智慧化水平。

图6 事前事中事后的全线管理流程

图7 AI视频识别

在5.8平方公里试点区域，构建涵盖隧道（如图8所示）、泵站、水闸、管线等三维数字孪生系统，实现设施运行状态的可视化呈现与动态模拟，为调度预演、方案优化与决策分析提供沉浸式支持，推动排水系统管理向精细化、智慧化演进。

图8 数字孪生平台-隧道

1.建立“感-知-控”一体化的智能驱动闭环

突破传统水务数据孤岛与流程割裂的局限，实现市级层面“感知-预警-决策-控制”完整闭环。通过“一网感知”监测网络与“一屏智管”指挥系统的无缝对接，基于实时数据与内涝模型预测结果，系统可自动生成并执行泵站、水闸等关键设施的调度方案，推动应急响应从依赖人工经验升级为数据与模型驱动的智能控制，大幅提升处置时效与科学性。

2.构建数据与机理双驱的内涝预报模型

针对行业普遍存在的内涝预报精度不足问题，创新融合海量历史积淹数据与城市水文水动力机理模型。模型集成降雨、管网、河道、泵闸等多维动态要素，并通过机器学习持续优化，实现了积水深度、影响范围和退水时间的量化预测，极大幅度提升了预警准确率，推动城市内涝管理从事后处置转向事前精准防控。

3.打造“AI感知+孪生决策”的虚实协同新模式

打造“视频AI识别+数字孪生仿真”协同应用新模式。一方面，通过深度学习技术将普通监控视频实时转化为结构化积水深度数据，显著拓展感知能力；另一方面，在试点区域构建涵盖泵站、水闸及管网的高保真数字孪生系统，实现三维可视化呈现与调度方案虚拟推演，形成“实景感知-虚拟预演-联动优化”的先进决策机制。

4.构建贯穿“事前-事中-事后”的智慧应急体系

构建覆盖“事前-事中-事后”全周期的智慧应急体系。事前通过模型预警与风险评估实现精准布防；事中依托多渠道险情收集与智能决策支持实现高效调度（如图9所示）；事后基于大数据复盘生成“一点一案”治理策略。推动城市防汛从被动响应向常态化风险管控转型，系统性提升城市水安全韧性。

图9 多源事件汇聚分拨