借助新兴技术打造城市地下管网安全运行、可复制的“永川模式”
□ 芮 鸣 李 文
前不久，重庆在全国率先制定出台了《重庆市城市精细化管理标准》。这份全面的城市精细化管理操作指南，涵盖了城市管理涉及的市容环境卫生、市政设施、城市供排水、智慧城市等九个方面。这意味着重庆将打破传统粗放式的城市管理模式，用“工匠精神”实施现代精细化管理。
3月3日~15日，近半个月的“两会时间”里，习近平总书记讲话中多次以“绣花”为喻，强调各项工作都要精准施策，抓准、做细。
习近平总书记还强调，要强化智能化管理，提高城市管理标准，更多运用互联网、大数据等信息技术手段，提高城市科学化、精细化、智能化管理水平；要加快补齐短板，聚焦影响城市安全、制约发展、群众反映强烈的突出问题，加强综合整治，形成常态长效管理机制，努力让城市更有序、更安全、更干净；要发挥社会各方面作用，激发全社会活力，群众的事同群众多商量，大家的事人人参与。
重庆市作为我国西南地区超大型城市，目前拥有人口3000多万，预计到2020年，人口将达3400万。作为超大型城市，重庆也面临着一个世界性的难题，那就是城市管理和社会治理。
在一些城市，“面子”工程治理尚且复杂，作为城市的“里子”工程，号称城市“生命线”的地下管网建设鲜有成效。然而，近些年，重庆市在城市管理和治理中，既重“面子”工程又重“里子”工程，先行先试，在辖下的永川区安装了下水道及化粪池安全监控智能处置系统，成功运行8年来，有效保障了地下排污管线、通信管线及油气管线等地下空间基础设施的安全，取得了巨大的社会效益和经济效益，彻底消除了过去经常发生的地下管网及化粪池中毒爆炸事故，对全市智慧城市建设及“平安中国”建设起到了良好的促进作用。
“里子”痼疾难除
“面子”寝食难安
我国地下管网错综复杂，处于各自建设、各自管理的零乱局面，安全问题日益增多。地下管线涉及燃气、供水、电力、通信等8大类20多种，权属关系复杂，隶属30多个职能部门。由于各种管线错综复杂、重叠交错，各大城市至今没能实现对地下管线的统一管理。
一些地方由于地下管网管理水平和技术手段相对滞后，导致供水、排水、燃气、热力管线泄漏等安全事故时有发生，直接影响百姓生命财产和城市运行安全。
对此，一位不愿具名的市政官员说，大多数官员都喜欢搞“面子”工程，看得见，摸得着，出政绩，上级部门来检查，也大多是看市政建设的“面子”工程，而非扒开地下管网对那些不易看见、难度较大的实实在在的“里子”工程细细地查看。
谈起地下管网“里子”工程的建设和管理，这位市政官员坦言：“我们的历史欠账太多，是时候认真反思和修复了。”
一位学者型的官员则表示，越是老旧小区，地下管网的安全问题越突出。一线城市在这方面的投入相对较大些，但与“面子”工程的投入相比，仍远远不够。二三线甚至四线城市，更是不愿意在老旧小区上进行较大的投入，一是资金成本太高，二是有些面临城市改造、拆迁等问题。
尤其是能源输送管道、下水道及化粪池，这些管道的安全时时危及城市公共安全。能源泄露、生活污物输送过程中产生的有毒易爆类气体，就像埋在地下的“隐形炸弹”，威胁着城市、人民的生命安全。
目前，我国污水管网达到12余万公里，化粪池有近500万个。受到管道超负荷运行、未定时清通等因素影响，易燃易爆气体往往不能及时排出，存在巨大的安全隐患。
易燃易爆气体是城市下水道的主要隐患之一。城镇下水道、化粪池在发酵过程中，会产生一种易燃易爆气体——甲烷。当甲烷浓度达到5%~15%时，遇到定量的氧气或者明火，就会发生爆炸。
“在没有安装地下管线安全综合管理系统前，每逢重大节日都要加派人力，不间断地在地下管网及化粪池附近巡查，即使如此，仍不能完全避免事故的发生。”重庆市永川区环境卫生管理所所长张晋对此深有体会。
全国各地由甲烷引发的爆炸伤人事件层出不穷。除了甲烷外，还有另一种致命气体，就是硫化氢。这种气体存在于下水管道的底部，无色、剧毒，吸入少量高浓度硫化氢就可在短时间内毙命。市政工作人员在维修、清掏下水道、化粪池时，时常会出现硫化氢中毒事故。每年因硫化氢中毒甚或去世的环卫工人，并没有一个准确的数字，但这个数字相当巨大，因为隐蔽性比较大，不容易为媒体或者公众所知，并未引起人们的关注。
根据重庆市政部门的规定，每年每个化粪池必须清掏两次。永川有1936个化粪池，每个化粪池的容量大约250立方米。按每立方米70元的清掏标准，每个化粪池每年需支付清掏费用3.5万元（最低标准）。
所幸，地下管线的安全问题已经引起了国家层面的高度重视，国家正在从海绵城市及地下智慧管廊顶层设计方面开展大规模的培训交流，借鉴先进理念、凝聚专家智慧，指导高水平试点建设。
由于特殊的自然环境，重庆的安全现状不容乐观。据悉，在城市公共安全保障及灾害防范方面，重庆是全国八个重灾区之一，位列倒数第二，在个别年份甚至排到了全国倒数第一。
为此，国家也试图以重庆为突破口，以其先行先试的经验在全国进行推广。2009年，国家安全生产监督管理总局将重庆列为全国唯一一个安全保障示范城市，希望在全国抓出安全城市的示范样板。
人防+技防
彻底治愈“里子”顽疾
一处燃气管道发生泄漏，在地下安装的探头及监测仪表能在第一时间将相关数据传输到监控平台，工作人员准确定位事故发生的具体点位；部分窨井盖上方安装扩音器及监控摄像机，井盖内嵌入可无线传输信号的倾角传感器，在井盖丢失后第一时间，信息会反馈到智能监控平台上，以提醒管理人员及时增补。
“我们可以在极短的时间里，同步了解到地下管网及化粪池的最新运营情况。每个节点呈现红色时，便是处于警报状态；若是呈现绿色，说明运营正常。”永川区市政局数字化指挥中心主任张子奇指着大屏幕上的各个点说。
张子奇随便点开一个节点，这个节点的运营状况、节点负责人、联系方式、工作状态等所有的信息都一目了然。
张子奇说：“自这套监控系统研发成功后，完全替代了过去人防的缺陷。过去人防不仅战线拉得长，遇到重大节日重点巡查时，人手严重不够。有了这套系统后，24小时不间断巡查，易燃易爆、有毒有害气体达到临界点时，系统会自动抽取，自行处理，将有害气体转化成自然气体后，直排到空气中。”
自2009年，永川采用了万基泰集团旗下的全资子公司高新技术企业——重庆市荣冠科技有限公司独立研发的下水道及化粪池气体监控系统后，再也没有发生过爆炸事件和硫化氢伤人事件。
这套系统不仅实现了对地下管网和化粪池的信息化管理，还对环卫人员的工作进行了精细量化。每天环卫人员的工作量、工作时间是否达到既定的要求和标准，在大屏幕上可以清晰地看到；环卫车的运行轨迹、用油量等均可实时监控。
“这套系统的辅助功能让我们每年也省了许多油。过去，环卫司机常常私自从油箱里抽取柴油自用，几十辆车每个月大概会抽取几百升，一年下来就是一笔非常大的开销。苦于没有精准的检测手段，只能是口头警告。如今，每辆车油箱的用油与运行轨迹相结合，可以精确地计算出用油量。水平线以下，波浪线剧烈下滑，就是非正常用油。水平线以上，波浪线直线上升或下滑，则是环卫车辆在正常工作。”张晋说。
目前，永川区有1936个监控终端点，其中地下污水管网监控点705个，实现城区350公里污水管网的监控；化粪池监控点1231个，实现了城区公共厕所、农贸市场、学校、广场及物业小区全面覆盖监控。
“下水道及化粪池安全监控智能处置系统在永川运行8年来，共采集数据近5亿条，报警并自动处理5000余万次，相当于消除了5000余万次安全隐患，未发生一次气体爆炸和中毒事故。同时，节约了政府的管网维护清掏费用，每年为每个化粪池（每公里污水管网）节约清掏维护费用近3.5万元，产生了巨大的社会效益与经济效益。”张晋说。
这项技术标本兼治，监控预警和自动抽排毒害气体一并解决，边监控边抽排，最后经转化器处理后排出来的气体无毒无害无味；同时也减少了每年的清掏次数，两年甚至三年清掏一次。
据重庆市有关负责人介绍，重庆市内凡是安装地下管网及化粪池气体监控系统的下水道，基本上没有发生安全事故。目前零星发生的事故，都是在废弃的厂房、老旧的小区内。这些地方，工厂迁走，但地下管道和化粪池还在运行。部分老旧小区，因为费用的承担方牵扯到多家单位，迟迟没有安装监控设施。
2010年，永川的下水道及化粪池安全智能监控项目被评为国家住房和城乡建设部科技示范工程，获得了全国第五届安全生产成果奖、重庆市建设科技创新奖及永川区科技成果转化奖。在项目承担期间，万基泰科工集团主编的《下水道及化粪池气体监测技术要求》国家标准获批实施，填补了全国下水道及化粪池气体监测行业的空白；在此后的3年中，万基泰科工集团承担了国家科技部“十二五”科技支撑计划、重庆市重点新产品、国家科技创新基金资助项目、国家第一批安全科技“四个一批”项目、国家住房和城乡建设部市政公用科技示范工程等项目。
该套系统是物联网框架下的典型多传感融合感知实时联动系统，通过可视化技术和传感网的创新集成应用，解决了过去报警处置信息来源单一、警情不直观等不足，通过信息处理节点的智慧前置和网格化部署，建成了地下管线实时监测综合处置的“神经”网络。在技术领域的集成应用方面，符合国家自“十二五”以来智慧城市、公共安全防范体系、城市综合管廊的建设趋势，有力保障了城市公共安全。
作为住房和城乡建设部“污水管网、化粪池安全监控预警系统”国家标准示范工程所在地，永川区借助自动化技术、物联网等新兴技术，基本解决了城市下水道化粪池难以防范、难以控制的难题，打造出了城市管线智能安全运行的“永川模式”。
重庆市有关负责人表示，这种智能化的城市地下管线综合管理模式，目前已在渝中区、巴南区、黔江区开始试点，今后将逐步推广至全市范围。
信息共享
铸就城市地下安全墙
城市管理在于精细，也在于现代。时下，现代科学技术被越来越多地运用于城市管理。因此，推进城市精细化管理，还要大幅度提高运营管理的专业能力和科技含量，运用好互联网、大数据等信息技术手段。城市管理唯有下足“绣花功”，才能提升城市颜值，打造特色鲜明、环境优美、功能完善、秩序井然、宜人宜居的“美丽山水城市”，让城市成为人民群众追求美好生活的有力依托。
国家城镇给水排水标准化技术委员会主任张大群认为，重庆市建设地下管网及化粪池安全监控智能处置系统工程，贯彻执行了国家标准，运行之后效果很好，具有推广性、可复制性。该系统的研制和实施对下水道及化粪池安全监测与自动控制智能系统所具有的设计新颖、创新性强、技术先进、性能稳定、反应灵敏、安全可靠得到了充分验证，其技术水平达到国际先进。
张大群称赞万基泰科工集团是一家具有高度安全责任感的国家高新技术企业，其自主研发的地下管网及化粪池安全监控智能处置系统，为保护人民生命财产安全做出了卓越贡献。
作为《下水道及化粪池气体监测技术要求》国家标准的评审专家，张大群认为，该国家标准的编制十分必要，填补了国内该领域标准的空白，政府应加大投入，确保技术推广应用。该标准的实施不仅将对行业的健康、有序发展产生积极影响，也将对推动相关监测设备的投入使用和下水道、化粪池防毒、防爆新型技术的推广应用起到非常重要的促进作用。
据了解，重庆将不断完善信息系统，推动管线行业主管部门、其他有关部门和管线单位实现信息共享，统筹行业主管部门，要求地下管线必须先规划后建设。
地下管网所涉及的部门非常多，“永川模式”之所以创新成功，离不开多部门的信息协作。此次重庆在全国率先制定出台《重庆市城市精细化管理标准》，意味着“永川模式”的创新正在为重庆制定精细化管理标准、细化城市管理责任、精确定位管理对象、高效率处理管理问题等提供丰富的运营经验。
重庆正在用先行先试的“匠人精神”，对城市安全做到全行业覆盖、全时空监控、全流程控制、全手段运用等高效能管理，以实现城市在有效管理中的协调运行。