城市韧性：利用CIM技术构建城市洪涝监测预警体系
近年来，我国各大城市每至雨季，均出现不同程度的内涝现象，对社会管理、城市运行、人民群众生产生活和生命财产安全造成了较大影响，可见洪涝灾害危害巨大。因此，城市排水防涝设施补短板对于筑牢防汛抢险救灾的铜墙铁壁意义重大。
面对极端天气频发，我们需要从城市灾害防御及应急管理的角度思考应对之策，解决脆弱空间的风险识别问题首当其冲。当然，还有信息科技时代带来的新机遇，助力我们更有想象力地面对不确定的未来。
眼下，随着人工智能技术不断在千行万业落地，释放深度赋能，AI科技正在一个又一个场景中生根，攻克城市治理的诸多痛点。以国地科技为代表的空间大数据综合服务商，正在思考如何用领先的智慧排水信息化解决方案帮助城市提升内涝应对能力。
深耕应用：精益研发城市防涝
国地科技基于综合运用物联网、大数据、水力模型、云计算、地理信息、系统集成等技术，研发出了一套城市内涝灾害风险推演平台。
该平台整合自身技术优势和行业实际问题，逐步形成了集“事件模拟、趋势推演、智能决策”于一体，主要通过对气象、水文信息的预报和监测，基于排水管网、河道、泵闸堰等水工构筑物构建城市智慧排水在线监测及预警预报体系，并采用地图可视化管理的方式整合排水管网及设施资源，利用智慧化手段提高城市排水设施养护管理水平和防汛应急响应速度，全面提升城市排水信息化水平和资源管理、运维养护、应急处置的能力，通过传感数据监测为涝情应急决策提供数据支持。
✍ 事件模拟——提供数字孪生CIM底座，集成城市内涝灾害推演过程所需的要素和变量，如地形地势、建筑高程、天气系统、土壤植被、管道分布、经济和人口等，由于该平台数据运算的复杂性和全面性，对CIM基础平台提出了更高的数据集成标准。
✍ 趋势推演——区别于传统的预警监测模式，该平台通过紧密结合推演要素进行基于数学模型的演算（即WCA2D耦合SWMM模型），由于数据量庞大且时空离散，往往需要结合高性能计算中的并行计算和分布式计算，根据推演模型和高性能计算平台得出相应的物理受灾范围。
✍ 智能决策——结合物理受灾范围和人口、行业、经济等社会数据自动计算出城市每一寸微小网格对应的内涝灾害推演情况和风险等级，为决策者在分配灾害应对的人力、设备等资源要素时提供科学的辅助依据。同时，该平台支持 “设计-验证-反馈-再设计”灾害整治闭环，通过反复推导验证不同内涝灾害整治方案的预期效果，辅助城市决策者以最小的经济成本与环境成本作出更为科学、合理的决策，提升城市内涝治理水平。
平台运用：助力廉江市智慧水务建设
在廉江新型智慧城市的建设过程中，国地科技将CIM基础平台作为数据与服务融合层的公共平台之一，实现城市从规划、建设到管理的全过程、全要素、全方位的数字化、智能化。
在廉江智慧水务管理平台建设过程中，国地科技通过卫星遥感、无人机航飞采集、物联感知监测站点等集空、天、地一体化的技术手段，对降雨量、河湖水位、流量、水质信息等进行实时监测及数据采集，构建覆盖廉江水资源与水生态环境的立体动态感知监测体系，并基于重点流域GIS数据和DEM数据，结合区域人口分布，建筑密度、经济水平等参数，运用大数据分析、先进算法建立模型，对溃坝、洪水淹没进行动态模拟预演，对灾害损失进行评估，辅助管理者进行全面、合理、可行的科学化决策。
同时，基于廉江CIM基础平台，通过与气象、城管、应急、住建等部门的数据对接和共享，结合城区重点区域的降雨量、地面产流、地下管网等数据，进行城市内涝分析推演，在城市内涝预防、智慧治理中提供重要的技术支撑。
近年来，伴随我国城市内涝灾害频频发生，城市内涝汛情应急决策管理已引起了社会广泛关注。国地科技依托自身信息化实践经验，以CIM基础平台为支撑，构建集“事件模拟、趋势推演、智能决策”于一体的城市内涝灾害推演平台，模拟推演内涝灾情态势，能够有效辅助决策者科学制定内涝灾害应对方案，提高地方政府顶层决策的科学性。
国地科技城市内涝灾害风险推演平台主要功能
✍ 1、内涝分析功能模块：能够快速推演得出相应降雨量下的内涝区域、溢流节点、动态淹没过程，结合推演结果与人口、行业、经济等社会数据，快速生成社会灾害风险等级图，直观展示受灾各区域的社会影响程度和应急优先级别，为分配人力，设备等资源要素时提供科学的依据。
✍ 2、预报功能模块：预报功能模块通过结合实时天气预测模块能够进行日常推演和实时水位监测，对突破重大风险警示阈值情况，能够实现从指挥中心到领导终端的实时自动汇报；对于高风险区域，能够提前通过移动端进行应急发布，对危险区域内的路面汽车、商铺、底层住宅发出紧急避险提示，这极大程度提升了灾情避险的特异性和准确性，更提高了人群采取避险措施的依从性。
✍ 3、管网治理功能模块：管网治理功能模块集成了“管网设计+方案推演”的独特模式，当形成了一个管网设计方案时，通过输入各种降雨量进行推演，能得出每一条管网在改变后，在相应降雨量下的溢流节点和内涝区域，为城市内涝中的重要因素管网整治提供“设计-验证-反馈-决策”的闭环，在不断的反复迭代过程中提升城市治理能力。该模式也广泛应用于宏观经济、各种地灾、行业社会等城市规划领域。
✍ 4、应急指挥调度功能模块：结合了CIM基础平台，能够全局、立体、实时地呈现智能化终端设备、建筑结构、地形植被、监控视频、应急车辆、医疗中心、人口车流、泵站标尺、河道水位、物资库存等数据信息，辅助决策者合理制定防汛调度、应急抢险等相应决策。此外，可以通过平台的实时语音通信、任务调度、记录回看、库存管理等场景功能，提升应急指挥能力。
✍ 5、数据处理功能模块：该平台是结合城市尺度的数据（管网数据、地形高程、降雨量等）通过高性能运行和分布式计算技术驱动水动力模型，精确演算出预测结果。
结 论
城市洪涝作为城市病，涉及气候、历史、规划、管理等多方面原因，因此建议城市洪涝防治应由专职管理部分协调各个方面进行高效管理，加强城市防涝意识，完善基础设施管理及监测监控，积极推动基于CIM的城市洪涝管理平台建立，促进新技术，新理念的研究与开发，适时推进防洪保险，才能有效地管理城市雨洪,控制城市洪涝。
结合城市洪涝灾害的实际需求，根据城市地质灾害防治部门提出的对洪水及早预防及时掌握的基本要求，以实现洪水实时预警为主要任务，以城市CIM数据以及水文资料数据为基础，分析河堤淹没条件，模拟水位上涨情况，构建基于CIM的城市洪涝预警平台。平台充分利用了城市的历史水位数据，深度挖掘CIM数据在洪涝预警方面的应用，可以辅助城市地质灾害防治工作，大量节约灾害巡查的人力物力，更有针对性地对重点区域重点监控，为抗洪、防洪相关部门提供更为科学、快速的服务。
未来，国地科技将充分发挥自主可控技术研发核心优势，基于CIM基础平台融合人工智能、大数据等信息技术，打造多场景智慧应用，助力新型智慧城市建设。
下期预告：《科技驱动，智慧育人：县域智慧教育平台的实践路径》
注释：[1] 廉江市新型智慧城市一期工程EPC总承包项目以顶层设计为指引，涵盖了方案设计、采购施工、运营维护全过程。一期工程建有智慧城市支撑平台、三维城市信息模型平台（CIM基础平台）、视频融合共享平台三大基础平台，以及智慧安防、智慧规划、智慧政务、智慧水务、智慧环保、智慧旅游、智慧城管、智慧教育、智慧交通等示范应用工程。
责任编辑：林冬娜、邓小云部门简介：
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