城市生命线运维方案及概算

合肥市城市生命线工程安全运行监测系统

项目（一期）2018年运维方案及概算

清华大学合肥公共安全研究院

合肥市城市生命线工程安全运行监测中心

合肥泽众城市智能科技有限公司

2018年8月

目录

第一章总述......................................................1

1.1项目名称.....................................................1

1.2服务对象.....................................................1

1.3服务内容.....................................................1

1.4服务规模.....................................................1

1.5概算投资.....................................................3

第二章必要性分析................................................4

2.1项目背景.....................................................4

2.2服务目标....................................................5

2.3必要性分析...................................................6

第三章运维方案.................................................8

3.1监测值守服务.................................................8

3.2数据分析挖掘服务.............................................8

3.2.1城市生命线综合安全分析数据服务........................8

3.2.2桥梁运行安全监测数据服务..............................9

3.2.3燃气相邻地下空间安全运行数据服务.....................14

3.2.4供水管网安全运行数据服务.............................18

3.3数据中心IT运维服务.........................................21

3.3.1运维流程建设.........................................22

3.3.2运维管理服务.........................................24

3.3.3租用硬件设备维修.....................................36

3.3.4备品备件更换服务.....................................36

3.3.5数据中心动力费.......................................37

3.3.6资产管理及重点保障服务...............................37

3.3.7监测值班室实时监控服务...............................38

3.4前端感知系统运维服务........................................38

3.4.1前端设施运维服务.....................................38

3.4.2前端设施动力环境.....................................38

3.5网络租赁服务................................................39

3.6安全管理服务................................................39

3.6.1脆弱性管理...........................................39

3.6.2安全事件管理.........................................40

3.6.3安全告警管理.........................................40

3.6.4安全告警规则设置.....................................40

3.6.5安全响应管理.........................................42

3.6.6安全对象管理.........................................42

3.6.7安全预警管理.........................................42

3.6.8知识库安全管理.......................................42

3.6.9报表统计管理.........................................43

3.6.10安全作业管理.........................................44

3.6.11安全策略管理.........................................44

3.6.12安全任务管理.........................................44

3.6.13系统自身管理.........................................44

3.7基础数据更新服务............................................47

3.7.1基础地理信息数据的维护更新...........................47

3.7.2管网及附属设施数据的维护更新.........................52

3.7.3历史维修数据的维护...................................53

3.7.4生命线突发事件预案、案例、知识库的维护更新...........53

3.7.5危险源及防护目标数据维护更新.........................54

3.7.6传感器运行监测与建库服务.............................55

3.7.7安全监测数据、模型管理服务...........................55

3.8综合管理服务................................................57

第四章服务对象................................................59

4.1合肥市城乡建设委员会........................................59

4.2合肥市市政工程管理处........................................59

4.3合肥市交通运输局............................................59

4.4合肥市公路管理局............................................60

4.5合肥市燃气集团..............................................60

4.6合肥供水集团................................................60

第五章项目运维机制............................................61

5.1运维理念....................................................61

5.2系统运营方式................................................61

5.2.1常规运营.............................................61

5.2.2特定情况运营.........................................63

5.3系统管理模式................................................63

5.3.1日常系统管理.........................................63

5.3.2在线评估管理.........................................64

5.3.3数据维护.............................................67

5.3.4运营养护管理.........................................68

5.4运维组织架构................................................69

5.5运维流程....................................................70

5.5.1预警管理业务流程.....................................70

5.5.2预警审核业务流程.....................................70

5.5.3网络系统管理运营养护流程.............................72

5.5.4监测系统运营养护流程.................................73

5.5.5监测系统故障处理流程.................................74

5.5.6设备故障处理流程图...................................75

5.5.7系统设备巡检记录.....................................75

第六章运维手册及报告..........................................76

6.1操作与维护手册.............................................76

6.2监测系统维护报告...........................................78

6.2.1桥梁监测系统维护报告................................78

6.2.2燃气管网相邻地下空间监测系统维护报告................79

6.2.3供水管网安全运行监测系统维护报告.....................81

6.3安全监测系统数据分析及养护建议报告..........................82

6.3.1桥梁安全监测系统数据分析及养护建议报告...............82

6.3.2燃气管网安全监测系统数据分析及养护建议报告...........87

6.3.3供水管网安全监测系统数据分析及养护建议报告...........89

第七章运维估算及资金筹措......................................94

7,1运维费用估算................................................94

7.1.1费用估算依据...........................................94

7.1.2费用估算...............................................94

7.1.17.1.3详细费用分析表.....................................98

7.1.27.1.4人/天单价费用分析表..............................123

7.2资金筹措方窠...............................................125

第八章效益分析................................................126

第九章结论....................................................127

合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

第一章总述

1.1项目名称

合肥市城市生命线工程安全运行监测系统项目（一期）运维项目（以

下简称“一期运维项目”或“本项目”）

1.2服务对象

合肥市城乡建设委员会、合肥市市政工程管理处、合肥市交通运输局、

合肥市公路管理局、合肥燃气集团有限公司、合肥供水集团有限公司等。

13服务内容

针对合肥城市生命线工程安全运行监测系统项目（一期）涵盖的五座

试点桥梁（环巢湖南娜河大桥、环巢湖派河大桥、G206汤口路互通立交桥、

繁华大道跨南漉河大桥、金寨路高架桥），西一环2.5公里长的燃气管网

相邻地下空间以及北城区17.4公里的供水管网等范围，服务内容包括：监

测值守服务、数据分析挖掘服务、数据中心IT运维、前端感知系统运维服

务、网络租赁服务、安全管理服务、基础数据更新服务以及综合管理服务

等。

1.4服务规模

本项目是为合肥城市生命线工程安全运行监测中心平台系统（以下简

称“监测中心”）和一期桥梁、燃气相邻地下空间和供水管网物联网前端安

全监测系统提供数据分析和运维支撑服务。其中：

（1）监测值守服务：提供监测系统7*24小时值守服务。

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

（2）数据分析挖掘服务：主要为市政府、合肥市城乡建设委员会、合

肥市市政工程管理处、合肥市交通运输局、合肥市公路管理局、合肥燃气

集团有限公司、合肥供水集团有限公司等提供城市生命线实时监测、预测

预警、风险分析、安全评估、以及突发事件的辅助决策支持。包括实时的

预测预警服务、定期的安全评估报告服务（月报、季报、年报）、突发事

件的决策辅助支撑服务等。

（3）数据中心IT运维服务：涵盖监测中心服务器32台、存储50T、

网络设备25台、监测电摘20台、显示大屏48块等硬件及配套供配电系统

运维服务；操作系统、数据库、应用服务支撑系统等系统软件运维服务。

（4）前端感知系统运维服务：涵盖传感器及附属设施的维护、维修、

标定及供电等服务。具体规模如下：

A5座试点桥梁（环巢湖南观河大桥、环巢湖派河大桥、G206汤口路

互通立交桥、繁华大道跨南观河大桥、金寨路高架桥），共计部署了包括

倾角仪、位移计、应变仪、动态称重系统、温度仪、风速仪等感知设备，

共计792套。

＞燃气专项系统在合肥市西一环，从长江西路交口点至滩溪路交口

点，全长2.5公里的燃气管网及其相邻地下空间部署了甲烷、乙烷、一氧

化碳和硫化氢等前端感知设备，共计240套。

＞供水专项系统在北城区全长17.4公里供水管网上部署压力计、高频

压力计、流量计和声波监测仪等感知设备，共计110套。

（5）网络租赁服务:桥梁前端租用4条20MMSTP链路,7条5MMSTP

链路，供水及燃气管网前端租用GSM通讯终端72套，监测中心与业主单

位租用6条100M光纤专线。

（6）安全管理服务：根据各专项系统的监测数据和系统要求，提供脆

弱性管理、安全事件管理、安全告警管理、安全响应管理、安全对象管理、

安全预警管理、知识库管理、报表统计管理、安全作业管理、安全策略管

理、安全任务管理、系统自身管理、管理服务等内容。

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

（7）基础数据更新服务：地理信息数据的维护更新，管网及附属设施

数据的维护更新，历史维修数据的维护（桥梁、燃气、供水），生命线突

发事件预案、案例，知识库的维护，危险源及防护目标数据维护更新，传

感器运行监测与建库服务，安全监测数据、模型管理服务等。

（8）综合管理服务:综合管理服务包括定期组织相关部门用户的培训I、

咨询和技术支持服务以及其他综合系统服务等。

1.5概算投资

本项目2018年度总投资运行维护费为920万元。

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第二章必要性分析

2.1项目背景

城市生命线系统是确保城市居民生活正常运转、维系现代城市功能与

区域经济功能的重要基础设施，其中任何环节破坏都可能影响整个城市系

统的功能，甚至导致整个城市瘫痪。但是，目前大多数城市的"生命线''缺

乏自我保障能力，抗灾应变能力脆弱。为此，合肥市政府为有效降低城市

生命线安全事故和经济损失，提升城市生命线主动式安全保障能力，开创

性、针对性、系统性地建立城市生命线工程安全运行监测系统，通过公共

安全科技与物联网、云计算、数据等现代信息技术的融合应用实现对城市

生命线系统风险识别评估、运行状况实时感知，安全隐患及时发现和突发

事件快速响应。

2015年5月22日合肥市政府办公厅发布《关于成立合肥市城市生命

线工程安全运行工作领导小组的通知》。根据市委办公厅会议纪要（第二十

二期）及市政府领导相关批示的精神，由合肥市建设投发控股（集团）有限

公司与清华在合肥企业安徽泽众安全科技有限公司合资成立合肥泽众城市

智能科技有限公司作为项目建设、实施、运维主体。通过统筹规划、试点

先行逐步建立起合肥城市生命线工程安全运行监测系统。2015年10月合

肥市政府针对城乡建委《关于合肥市城市生命线工程安全运行监测系统建

设有关问题的请示》合建【2015】111号给予批示：城市生命线项目一期

建成后第一年运营维护费估算700万元，其后三年每年的运行维护费估算

为1450万元/年，其年度运营维护费纳入桥梁及管线产权单位年度财政预算,

由市财政统一安排资金。

本项目主要是针对合肥城市生命线工程安全运行监测系统项目（一期）

试点系统提供数据和运维服务。合肥城市生命线工程安全运行监测系统一

期试点任务是依托清华大学公共安全研究院的云平台数据中心构建合肥市

城市生命线工程安全运行监测系统。前端感知监测范围包括五座试点桥梁

合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

（环巢湖南观河大桥、环巢湖派河大桥、G206汤口路互通立交桥、繁华大

道跨南观河大桥、金寨路高架桥），2.5公里长的燃气管网相邻地下空间以

及17.4公里的供水管网，

通过一期试点开展全要素、多情况、高密度的前端监测示范，在试点

中突破关键技术问题，完成各个环节的优化，降低后续项目建设总体成本,

为合肥市整个城市生命线安全监测系统的全面展开奠定坚实的基础；同时,

本项目实施可确保生命线系统安全可靠不间断运行，充分挖掘试点系统采

集的桥梁、燃气相邻地下空间和供水管网物联网运行感知数据运行规律，

探索生命线物联网前端监测优化方案，不断提升生命线系统数据分析的准

确性、可靠性。

2.2服务目标

本项目的服务目标主要体现在以下四个方面：

1、构建监测值守标准规范体系，实现监测值守要求及管理服务标准规

范化。

2、基于实时监测和数据分析挖掘，研究并提出科学有效的风险隐患预

警的技术方法，与业主单位构建完整的服务沟通对接机制，提高城市生命

线安全评估的时效性、准确性和可靠性，为城市生命线工程健康安全运行

提供支撑，确保合肥市城市生命线工程的主动式安全保障。

3、加强监测设备巡检力度、提升系统软硬设备及附属设备的维护质量,

构建标准化的运维规范及管理体系，确保监测系统安全可靠、不间断运行,

为数据存储和分析挖掘提供优质、稳定、高效的数据分析服务，为前端感

知信息的准确获取提供支持。

4、实现资源共享、从整体上降低城市生命线系统运营维护成本；加强

城市生命线基础设施风险防控能力，提升城市政府相关部门、业主单位等

对城市生命线工程安全运行监测系统的价值认可度。

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

2.3必要性分析

1、城市生命线工程安全运行监测系统数据量大。城市生命线工程安全

运行监测系统涉及桥梁、供水管网及燃气相邻地下空间等专项监测系统，

布设传感器、移动终端、GPS、云计算平台等多种设备系统，数据量、数

据增长速率等数据规模不断扩大。

2、城市生命线工程安全运行监测系统数据类型繁多、关联性强。城市

生命线工程安全运行监测系统涉及公共安全、物联网、云计算、数据、移

动互联、BIM/GIS,有限元分析、结构建模及计算、计算机辅助工程等多

学科，多系统，数据类型繁多。海量的、不同来源、不同形式、包含不同

信息的数据存在较强的相关性。这些跨专业、多类型、关联性强的信息对

数据的处理能力提出了更高要求。如何从大量的、不完全的、有噪声的、

模糊的、随机的、及部分关联的实际数据中，提取潜在有用的信息和知识,

对把握整个城市的整体安全有重要意义。

3、城市生命线工程安全运行监测系统数据密度低、挖掘难度大：桥梁、

燃气管网相邻地下空间和供水管网等监测系统采集的数据价值大，关联性

强，但密度低、挖掘难度大。如何通过运用新系统、新工具、新模型的挖

掘，获得具有洞察力和新价值的信息，及时获取城市生命线的安全状况和

运行态势，深入了解城市的运行脉搏，从而完成数据的价值“提取”是目前

城市生命线T程安全运行监测系统亟待解决的难题.

4、城市生命线工程安全运行监测系统数据处理要求高、可视化分析难:

监测系统实时采集的结构、环境、载荷等信息以及由其产生的各种档案、

评估报告、记录、日志等随时间快速增长。数据分析的效率决定价值，更

低的延迟、更准确的分析是城市生命线系统迫切需要解决的问题。如何发

现数据及其结构关系，找出大量、复杂和多维数据中隐含的现象，帮助用

户理解大量的数据信息，越来越为重要。

5、城市生命线工程安全运行监测系统专业程度高、模型复杂：桥梁安

全监测诊断系统涵盖桥梁结构有限元建模、传感港优化布设、损伤诊断、

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多源信息融合分析及反演等技术；燃气管网相邻地下空间安全监测系统涵

盖地下空间风险识别、爆炸防护理论、气体化学分析、预测预警及安全评

估等技术；供水管网安全监测系统涵盖监测数据质量控制、管线漏水预警、

管网运行实时模拟及次生灾害预警等技术；城市生命线综合耦合分析和基

于BIM/GIS的城市生命线信息综合管理应用等技术。基于以上技术构筑的

各种模型具有多因素、多变量、多层次等特点，在运维过程中结合采集的

数据不断优化，亟需培养和造就一支专业性强、懂技术、懂管理的数据专

业队伍，提高对跨领域、多学科数据的“加工能力”，实现数据的“增值

6、城市生命线工程安全运行监测IT系统复杂：随着城市生命线工程

安全运行监测系统及数据中心信息系统规模的不断扩大，业务应用的持续

增加，IT基础架构已经变得越来越复杂。亟需完整的IT运维管理帮助监

测及数据中心完成系统的运营和维护，做到信息系统故障早发现、早解决,

确保计算机系统、网络和应用的连续、可靠、安全运行，降低发生故障的

可能性，提高数据中心的系统运行管理水平和服务保障能力，为相关业务

工作提供高效服务。

7、解决城市生命线工程安全运行监测系统数据共享难题，打破信息孤

岛。现在城市生命线基础设施管理的许多方面仍然停留在传统经验阶段，

各级政府及各部门之间的信息网络自成体系，相互割裂，相互之间的数据

难以实现互通和共享。本系统将打破生命线各行业信息壁垒，构筑城市生

命线统一安全运行监测平台，实现资源共享，为实现生命线运行耦合综合

分析，掌握生命线整体安全运行规律提供支撑。

因此，必须构建“一体化、可视化、实时化、智能化、远程化”的城市

生命线工程安全监测数据及运维服务体系，确保整个系统连续不间断运行,

充分挖掘合肥城市生命线工程安全监测系统汇聚的海量数据价值，为合肥

市城市生命线安全、健康运行保驾护航。

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

第三章运维方案

运维方案涵盖合肥城市生命线工程安全运行监测的监测值守服务、数

据分析挖掘服务、数据中心IT运维服务、前端感知系统运维服务、网络租

赁服务、安全管理服务、基础数据更新服务、综合管理服务等。

3.1监测值守服务

提供监测系统7*24小时值守服务，实行三班制，桥梁、燃气和供水各

专项每班负责人1人、值守人3人，值守服务总工1人。

3.2数据分析挖掘服务

数据分析挖掘服务主要包括城市生命线综合安全分析数据服务、桥梁

运行安全监测数据服务、燃气相邻地下空间安全运行数据服务和供水管网

安全运行数据服务。

3.2.1城市生命线综合安全分析数据服务

3.2.1.1城市生命线次生衍生灾害综合预测服务

根据桥梁、供水管网、或燃气相邻地下空间安全监测的预警信息，并

结合管网周围建筑及重点防护目标等信息，分析事件次生衍生及处置过程

中将会影响到的范围和用户，提供事件灾害综合预测分析服务。

3.2.1.2城市生命线综合安全健康指标分析服务

基于桥梁、燃气、供水实时动态监测数据，通过科学建模、多源信息

融合分析与大数据挖掘，实现对桥梁、供水管网、燃气管网城市生命线系

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

统运行健康安全状况进行综合耦合分析与评价，为生命线的规划、建设、

日常运营以及突发事件处置辅助决策提供科学依据。

3.2.1.3城市生命线综合应急处置分析服务

针对恶劣天气、事故灾难和人为破坏等突发事件可能造成的城市生命

线整体破坏以及可能产生的次生衍生灾害进行综合应对与处置，并实现与

合肥市应急平台的互联互通与协同处置。

3.2.1.4城市生命线脆弱性安全评估分析服务

基于桥梁、燃气、供水等生命线系统产生的预警信息，并结合城市生

命线基础地理信息数据，绘制城市生命线风险等级图，对城市生命线的高

风险区域进行脆弱性评估。

3.2.2桥梁运行安全监测数据服务

3.2.2.1桥梁安全运行阈值指标的分析、优化

（1）首先对结构进行详细有限元仿真分析，根据结构在各种外荷载作

用下的响应，并结合现场测试，设定监测指标阈值。

（2）进行动态阈值算法的研究，通过对历史数据和报警记录的分析,

计算实时监测的数据提供动态报警阈值，可以更好地贴合由温度引起的相

应变化，对微小的异常进行判断，避免以往固定预警值可能引起的漏报和

误报现象，提供更为严谨精确的报警阈值。

（3）通过大量数据的积累、数据挖掘及关联性分析，不断优化阈值,

提高报警准确度，降低漏报、误报概率。

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

3.2.2.2桥梁日常安全运行分析报告

根据对桥梁的日常数据实时监测，对异常数据进行分析研判，根据数

值分析模型分析结构的运行状态，根据长期数据趋势提供基于大数据统计

技术的桥梁可靠度分析和概率性分析，并将分析结果及时向业主单位反馈,

定期提供桥梁监测月报、年报，以及突发事件分析和预警，提供监测时间

内桥梁的安全运行状况和建议。

（1）月报：系统每月从安全性角度出发，统计分析各监测指标（例如:

应变、挠度、位移、倾角、加速度、车辆载荷等）的监测数据，根据分析

结果对该区段的结构安全进行总体评价，并分析各月在线评估分值的变化

趋势：

（2）年报：通过对评价指标的无量纲化处理，将实时监测、定期检测

及人工检查等不同类型的数据进行综合，提供桥梁可靠度分析以及桥梁运

行状态分析，实现对桥梁安全状态进行综合评估。

3.2.23桥梁突发事件预测研判分析服务

通过监测诊断系统获得的一次监测信息和二次分析信息，进行数据挖

掘，对可能发生的结构异常情况（如形变、超限超载等）进行识别与定位,

系统可以根据风险识别的不同结果输出不同的预警信号，并及时发送给相

关部门和人员。以便提示监管部门针对可能存在或已经存在的病害损伤进

行详细检查和相应的无损检测。

3.2.2.4桥梁突发事件综合评估服务

对桥梁突发事件发生前后相应荷载源和结构响应进行综合性评估，真

实反映突发事件前后结构的正常工作状态;提供专业的桥梁安全分析服务,

通过综合桥梁信息，设备历史维修信息，桥梁历史报警信息，实时监测数

据，环境影响、视频信息，结合桥梁分析人员自身的专业素养，提供包括

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桥梁模态分析、桥梁整体安全评估和报警设备所在构件评估在内的专业分

析服务。

3.2.2.5桥梁突发事件处置、辅助、支持服务

根据桥梁突发事件的预警类型及预警等级分析等，给出事故处置中的

注意事项、存在的不安全因素和相关的处理方法等，为事故决策与处理提

供依据。开发桥梁手机报警App,主要功能包含桥梁报警统计、报警数据

分类查看、报警详细信息查看、报警反馈、报警处置、安全评估报告查看

等。在产生突发事故报警信息后，通过桥梁监测报警的叩p和系统推送服

务，及时的把监测到的报警信息在第一时间发送到业主单位和相关业务人

员手中，能够迅速地对报警信息进行分析和处理；根据桥梁突发事件的预

警类型及预警等级分析等，给出事故处置中的注意事项、存在的不安全因

素和相关的处理方法，并建立桥梁相关事件档案，完善桥梁事件处置信息

库，若有相同类型的突发事故再次发生，大数据平台将推送相关案例给数

据分析以及现场处置人员。

3.2.2.6桥梁安全监测报警关联分析服务

根据监测系统提供的报警信息和历史记录，并参考桥梁以往的数据运

行趋势和数据波动范围，人工分析不同桥梁结构报警指标的差异，建立桥

梁结构类型与报警指标的对应关系数据库。

3.2.2.7桥梁运行数据处理模型优化服务

（1）预处理，具体包括：

>基于历史监测数据，进行大数据概率性分析，对实测传感器数

据的可信度进行评估；

>监测数据的清洗，对异常监测数据进行剔除，然后进行插补；

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>统计运算，计算设定时段内的最大最小值、均值、方差、标准

差、变化幅值等，计算结果作为初级预警的输入，并用以判定信号是否正常;

>桥梁特征量与环境因素之间的相关性分析等。对受温度影响较

大的属性，如挠度、加速度等剔除温度因素的影响。

（2）数据的二次处理：包括数据的幅域分析显示，频域分析显示、时

域分析、时频域分析、频度计数分析显示、Fourier分析、非线性非平稳数

据分析等。以便判别结构监测数据的发展趋势及变化特征值，作为评估结构

性能的依据。

3.2.2.8桥梁安全评估模型优化服务

随着时间的变化并结合监测数据，修正有限元模型，细化有限元模型;

并通过修正后的模型对突发事件进行模拟分析，与实测数据进行比对，提

高结构分析的精确程度，并对突发事件后结构的后续响应和健康状况进行

预测；基于现有桥梁健康评估的基础，细化完善健康评估算法，并展开构

件级别的健康评估工作与运营安全研究,保障桥梁在运营期间的健康状态。

3.2.2.9桥梁模态分析服务

根据桥梁监测的数据并结合有限元建模，分析桥梁结构的模态参数（固

有频率，模态振型和模态阻尼），并生成模态动画。系统中也可对实时数据

进行分析，计算结构的工作模态和频谱，为结构系统的振动特性分析、振

动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。

3.2.2.10桥梁综合运行趋势分析服务

分析环境与外部载荷（风向风速、温度、交通荷载）、结构动态响应

（加速度、模态参数等）、结构静态响应（整体沉降、局部形变、截面内

应力、索力等）等各监测指标的最大值、均值等统计特征数随时间变化的

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趋势；提供结构的实时线型分析，了解不同载荷、温度情况下结构特征指

标的变化趋势，建立环境及载荷对结构特征指标的影响规律。

3.2.2.11桥梁动态风险分析评估服务

系统将基于前端在线监测的体征指数，并结合反演分析技术，实时监

控桥梁可能带来风险的因素的变动趋势，如沉降、形变等超过规定阈值，

或者桥梁发生局部破坏、超限超载等。当传感器在一定时间段内的均值与

事先设定的数值相比出现异常时，且持续某一设定时间，则预警程序自动

启动。

3.2.2.12桥梁安全运行综合指标分析服务

根据桥梁维修历史数据和监测结果，对监测数据进行深度挖掘，进行

结构安全性能的深入分析和研究，提供桥梁损伤识别分析，预判桥梁预应

力损失、桥梁损伤和刚度退化趋势，提供科学判断依据和具体分析结果。

同时进行结构的材料性质与桥梁的病害机理研究，探究桥梁在运营期间的

结构性能变化。

3.2.2.13桥梁监测布点规范服务

基于响应面法优化桥梁整体结构有限元分析模型，从而建立使得模型

计算结果与实测结果之间误差最小的响应面模型。进行结构受力分析与计

算，建立结构分析数据库，确定监测部位、监测参数、进行传感器系统的

测点分布设计，基于遗传算法，完成对桥梁监测测点的优化布置，兼顾经

济性的同时，用尽可能少的传感器反映最全面最真实的结构响应，并且在

复杂环境变化下具有较强的鲁棒性，并建立桥梁结构类型与监测指标的对

应关系数据库。

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3.2.2.14养护维修指导建议服务

根据评估项目及评估分值的不同分别给出每一项评估内容的养护维修

指导建议。如某一监测项目结论为恶劣，重点给出其具体劣化结果描述，

以便管养人员重点关注，并进一步采取必要的维护措施。提供巡检养护协

助支撑服务，通过积累的大量数据和分析报告的基础上，提供桥梁巡检养

护辅助决策服务，提供包括巡检养护历史数据记录查询、桥梁重点巡查部

位建议、桥梁易损伤部位建议、桥梁历史报警部位统计数据查询等服务。

3.2.3燃气相邻地下空间安全运行数据服务

3.2.3.1燃气管网安全运行阈值指标的分析、优化

根据监测系统一段时间内报警准确度，分析系统报警阈值与燃气泄漏

事故规模、泄漏类型之间的关系，系统可以优化报警阈值，为保证燃气各

监测指标的数据准确性，提供数据失真异常的识别修正服务:建立数据异常

识别算法，提供异常数据识别、过滤服务和前端设备异常报警诊断服务，

提高报警准确度，降低漏报、误报概率，逐渐实现通过监测数据准确预报

管道泄漏事故规模、泄漏时间、泄漏类型等信息，提供燃气管网相邻地下

空间安全监测运行阈值指标的优化服务。

3.23.2燃气管网相邻地下空间监测评估分析服务

通过燃气管线的使用年限、材质、历史泄漏事故等信息分析管线泄漏

概率，获取燃气管线邻近地下空间信息、地上建构筑物情况、人车流量信

息等，计算邻近地下空间爆炸TNT当量、人员伤亡范围、建筑破坏程度等,

得到燃气管网相邻地下空间爆炸风险，提供燃气管网相邻地下空间监测评

估分析等服务，并可以根据爆炸风险提出邻近地下空间监测点布置方案。

根据不同报警原因，为不同窖井的权属部门提供监测分析报告，如小区排

水井，向住建局提供预警研判报告，汇报相关情况，提出辅助决策建议

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3.2.33燃气管网相邻地下空间动态分析安全评估服务

通过对相邻地下空间可燃气体浓度监测，根据监测结果评估燃气管线

邻近地下空间的安全性，对于安全性持续降低的地下空间分析其原因，对

浓度达到报警阈值的地下空间提供报警服务。基于燃气管网相邻地下空间

监测数据，实现动态评估。

3.23.4燃气管网泄漏溯源分析服务

通过各测点数据，结合燃气管线上部路面覆盖物情况，估算燃气泄漏

扩散半径，在泄漏管道溯源的基础上，逐渐向泄漏点过渡，通过邻近测点

可燃气体浓度上升速率，预测泄漏规模，基于监测数据、维修记录、管网

基础信息、泄漏溯源模型及现场排查等资料分析泄漏原因，如压力过高、

压力和流量突变、外力破坏、管道过快腐蚀、地震等，系统可以根据风险

识别的不同结果输出不同的预警信号，并提示可能存在的风险并提出相应

的解决办法。为燃气管道的抢修开挖提供更加精确的辅助支持。

3・2.3・5燃气管网泄漏扩散分析服务

根据测点数据分析可能的泄漏点位置.，再分析可能泄漏点位置邻近的

地下空间连通性，结合燃气在土壤中的扩散半径，分析燃气在邻近地下空

间的扩散情况，得到燃气可能的扩散范围、聚集位置，并进行报警，系统

将结合日常监测的数据对管网的泄漏扩散模型进行优化，使模型更接近于

真实的数据情况，提供燃气管网泄漏扩散的分析服务。

3・2.3・6燃气管网泄漏爆炸最佳处置时间预测服务

根据各测点监测数据，计算各测点燃气增长速率，结合燃气爆炸下限,

计算可燃气体达到爆炸浓度所需要的时间，优化燃气管网泄漏爆炸最佳处

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

置时间预测模型，从而得到爆炸事故最佳处置的时间、可用于人员疏散的

时间等，向维修部门提供燃气管网泄漏爆炸最佳处置时间预测等服务。

3.2.3・7燃气管网突发事件处置、辅助支持服务

根据泄漏溯源分析、扩散范围分析、处置时间分析结果，给出事故处

置中的注意事项、存在的不安全因素和相关的处理方法，给出人员疏散范

围和时间、警戒区域，综合各类管网安全监测指标数据、管网属性信息、

地质情况及周边其他生命线工程、危险源、防护目标等信息，构建次生事

件预警模型，提供可能发生此生事件的地理位置，预警可能产生次生事件

区域，为事故决策与处理提供依据。结合燃气监测报警的app服务，及时的

把监测到的报警信息在第一时间发送到业主单位和相关业务人员手中，能

够迅速地对报警信息进行分析和处理；并建立燃气相关事件档案，完善燃

气事件处置信息库，若有相同类型的突发事故再次发生，大数据平台将推

送相关案例给数据分析以及现场处置人员。

3・2.3・8燃气管网相邻地下空间监测布点规范服务

通过日常的监测分析，总结监测点的位置优化方法和编制相应的指南

和准则；主要包括相邻地下空间危险性分析数据采集标准、数据输入标准、

计算基本流程、危险性分级标准、测点优化基本原则与基本流程、测点选

择标准、扩散区域计算流程与判断标准。基于监测数据，设备维修数据，

风险评估结果等因素，对监测点进行优化调整，使监测数据更加真实准确

反应燃气地下相邻空间安全状态。

3.23.9燃气管网爆炸影响分析服务

根据监测运行情况，选取典型案例场景，采用数值模拟软件研究分析

燃气管网扩散范围、爆炸过程，分析爆炸超压分布、人员伤害范围、建筑

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受到的超压大小，并结合典型案例发生点周边人流、车流密度、周边重要

防护目标，危险源等，提供燃气管网爆炸影响分析服务。

3.2.3.10燃气管网健康运行综合指标分析服务

根据燃气管网维修历史数据和监测结果，结合燃气管网基础数据，采

用大数据分析方法，获得燃气管线泄漏概率与管线基础数据、燃气泄漏监

测结果间的关系，通过管线使用年限、材质、埋深、检修记录、监测结果

等指标，得出燃气管网健康状态，通过日常运行数据的积累，优化燃气管

网健康运行综合指标分析，研究自动实现对监测数据的任何异常，包括设

备移动、设备断电、设备浸水、网络故障等各方面导致的非正常状态进行

智能诊断，形成完整的闭环管理。通过构建数据智能诊断算法模型，结合

检修记录，监测数据，泄漏原因等信息为突发事件的处置提供辅助决策支

持，提供燃气管网健康运行综合指标分析服务。

3.2.3.11巡查与养护建议服务

对全市范围内的燃气管网采用年限、材质、埋深、检修记录、监测结

果等信息进行燃气泄漏概率分析，建立全市燃气管线泄漏概率云图，根据

泄漏概率大小，有针对性的提出对每段管线的巡查和养护频次建议，根据

区域划分，给出每个区域巡查与养护工作量建议。研究报警趋势统计，每

月报警按区域、道路等进行统计分析，并基于维修、事件的统计信息分析

识别风险等级较高，燃气管线失效概率较高的事故易发区域，为相关燃气

调度、管理和管网改造设计提供辅助咨询服务，并可以根据泄漏概率，给

出管线更换建议。

3.2.3.12泄漏频次增长趋势预判服务

泄漏频次增长趋势预判服务需要开发基于大数据或机器学习等相关技

术来预测分析。根据一段时间内的对一个区域泄漏事故次数统计分析，给

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出该区域事故增加趋势变化曲线和云图，结合管线实际情况分析趋势变化

原因，提出燃气管网巡检养护建议，提供泄漏频次增长分析报告服务。

3.2.4供水管网安全运行数据服务

3.2.4.1供水管网监测安全运行阈值指标的分析、优化

供水管网安全状态与管网的运行参数，如压力、流量、应力、漏失等

存在一定的关系，但引起管网压力、流量等监测指标的变化因素非常多。

通过日常监测积累的管网运行数据，挖掘压力、流量、应力、漏失、腐蚀

等监测指标的变化与管网运行状况的关系与规律，在2017年服务基础上,

提供异常数据的识别、修正模型，研究基于机器学习的方法来真实判断供

水运行异常报警，不断优化和完善数据相关算法并最终实现智能自动化方

式识别和判断报警的真实性，管网监测安全运行阈值指标的专业分析与优

化。例如压力指标采用实时监测动态阈值；流量指标采用算法对异常波动

进行修正或报警。

3・2.4.2供水管网常态监测评估报告分析服务

依据管网运行动态模拟和水力学模型，结合供水管网日常运行的监测

数据以及现场勘察，对供水管网安全运行状态进行实时监测和预警，对流

量、压力、漏失等指标发生的运行异常情况进行综合研判分析，并将分析

结果按时向相关部门反馈（每月递交监测分析报告、突发事件以函文件和

系统信息立即推送）

3.2.43供水管网风险识别服务

在监测系统2017年全年采集的历史监测数据以及实时监测数据的基

础上，结合管线自身结构情况、土壤、交通、城市防护目标，重要危险源

等大量基础信息，提供生命线供水管网风险分布，动态识别风险变化趋势,

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

为相关部门巡检养护提供支撑。动态风险包括压力过高、压力和流量突变、

旧漏点定位、新漏点识别、应力持续增大、腐蚀程度加深等，系统可以根

据风险识别的不同结果输出不同的预警信号，并提示可能存在的风险服务。

3.2.4.4供水运行数据处理优化服务

供水运行数据处理优化，通过实时监测，预警预测，综合研判，数据

分析，安全评估，辅助决策等流程提供一体化数据分析服务。包括可信度

评估、提供数据失真异常的识别修正和毛刺清洗归一处理服务、统计计算、

供水特征量与环境因素之间的相关性分析等，通过数据状态对前端设备异

常进行实时报警诊断服务。

3.2.4.5供水管网漏水预警分级服务

系统将基于前端仪表在线和非在线监测数据（比如帕玛劳、Sebalog.

SmartBall等），结合矢量分析算法，对供水管线上的己存在漏点进行识别

与定位，结合漏水点位周围地下管网信息、地上生产环境、危险源和防护

目标等，综合分析提供漏水风险等级标准预设值对管线上的判定漏水风险

点进行分级报警预警服务。

324.6管网次生、衍生灾害识别服务

系统将综合各类管网安全监测指标数据、管网属性信息、历史漏损信息、

周边地质情况等，构建次生事件预警模型，提供疑似漏点或爆管的地理位

置、预估漏损水量规模、预警可能产生次生事件范围、影响区域等服务，

包括地下空洞形成机理、大小以及风险大小，路面塌陷次生灾害的风险识

别。

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

3.2.4.7供水管网突发事件处置、辅助支持服务

根据对管网疑似泄漏的识别、定位以及可能产生的次生、衍生灾害分

析，系统将生成对此次突发事件处置的建议，包括抢修紧急程度、维修处

置方式等建议。

3.2.4.8供水管网运行模型的优化服务

水在管网中的运行遵循水力学的运行规律，但又受用户用水、外界环

境扰动等因素的影响增加了管网运行的复杂程度。通过日常运行数据的积

累，总结供水管网运行规律，包括各类运行异常总结，综合分析管网不同

位置的风险大小，对供水管网的水力模型进行优化，系统将结合日常监测

的数据对管网的水力模型进行优化，使模型模拟数据更接近于管网运行实

际数据。

3.2.4.9供水管网拓扑关系的优化服务

基于管网模型，对管网运行状态进行分析，针对管网运行中存在的问

题进行优化，提出管网拓扑结构和管道属性的优化方案，最终实现管网运

行状态的改善，为供水调度管理和管网改造等提供技术支撑服务。

3.2.4.10供水管网安全事件严重度分析服务

系统根据管网泄漏位置的定位和泄漏量大小的分析，并结合管网上各

阀门的位置和管网的拓扑关系等信息，分析此次事件及处置过程中将会影

响到的用水范围和用户，提供事件影响范围分析服务。除此，利用生命线

管网相关资源信息，结合其他专项（燃气、排水等）耦合分析衍生灾害大

小，最终确认供水管网安全事件的严重程度。

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

3.2.4.11泄漏频次增长趋势预判服务

根据一段时间内的对一个区域泄漏事故次数统计分析，给出该区域事

故增加趋势变化曲线和云图，结合管线实际情况分析趋势变化原因，提供

泄漏频次增长分析报告服务，预测供水管网泄漏位置及泄漏概率，提前做

好预防措施，加强巡检或尽早消除隐患。

3.2.4.12供水管网健康运行综合评估指标分析服务

依据管网的运行参数、管网的周围环境参数、威胁管网的安全因素等数

据，系统将对管网的安全状况和健康运行状态进行综合分析，提供确定综

合评估指标等服务。

3.2.4.13巡查与养护建议服务

根据管网发生事件的概率、历史事件发生的次数等因素，给出每段管

线的巡查与养护建议，包括巡查频率、是否需要更换管线等建议服务。结

合巡检养护业务需求，开发相应巡检运维叩p作为建议手段。

3.3数据中心IT运维服务

大数据中心是城市生命线运行监测系统的IT基础支撑系统，其安全、

可靠、平稳的运行保证了城市生命线系统的生命力。城市生命线系统随着

运行时间的增长，其海量数据需要采用信息技术来支撑其数据服务能力。

对于具有海量数据的云计算中心，其面临的技术挑战和问题也会比较多，

需要我们结合项目自身特点对整个生命线数据中心进行高效管理与监控，

提升整个数据中心的运行效率、减少故障的发生，从而为整个项目的运维

工作奠定坚实的基础。

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

大数据中心IT运维服务涵盖监测中心服务器32台、存储50T、网络

设备25台、监测电脑20台、显示大屏48块等硬件及配套供配电系统的运

维服务；32套windowsserver2012服务器操作系统、Oracle数据库、应用

服务支撑系统等系统软件运维服务（设备清单详见附件）。

大数据中心IT运维服务内容包括运维流程建设、运维管理服务、数据

中心硬件维修、备品备件更换服务、数据中心动力费、资产管理及重点保

障服务等。

3.3.1运维流程建设

3.3.1.1运维服务流程建设

2017年初启动生命线工程安全监测系统以来，己经初步实现监测系统

与各业主单位的对接机制。自2018年开始，将以IT服务管理的最佳实践

指南ITIL为指导，推进IT流程化管理，逐步形成客观、严谨、可量化的

IT运维标准和规范，对运维服务质量进行持续改进。

（1）参照1TILV3运维体系，编写云计算中心运维服务管理流程，经

评审后后加以实施；

（2）输出服务水平SLA、关键绩效指标KPIs测量方法和阶段改进目

标，与业主达成一致，并在项目服务期内对运维服务质量进行持续改进。

在ITIL相关规范的框架内，通过梳理生命线各专项工程安全监测业务

的关键环节，建立企业级的运维服务流程标准化体系，形成以“帮助台”中

心的事件管理和故障管理机制。

服务内容：

（1）运维流程标准规范体系的构建与贯彻。根据生命线各专项工程监

测服务的特点，遵照ITIL所定义的目标、主要活动、输入和输出，进行运

维服务流程主体结构设计，确保各流程实现其应有的功能并能与其他流程

相协调。同时，在不与这些主体流程设计内容造成冲突的情况下，充分考

虑到各专项自身特点，进行个性化的定制，符合或贴近各专项实际工作需

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合肥市城市生命线工程安全运行监测系统（•期）2018年度运维方案及概算

要。流程经业主单位批准后加以实施，并在项目服务期内对运维服务质量

进行持续改进。

（2）面向服务改进的流程优化与迭代。随着生命线服务模式不断更新,

服务流程也需要不断优化。流程工程师定期负责对涉及的各服务系统不同

层次的用户进行回访，广泛收集需求和建议，汇总分析，对各服务流程进

行改进，确保流程的实用性和合理性。

3.3.1.2知识库管理

包括日常管理和维护管理，管理常用的一些知识文档、图纸、视频和

音频等信息内容，帮助各级支持人员提高技能水平，简化IT服务任务。

33.1.2.1知识库日常管理

（1）提供支持人员提交经验和知识的输入接口或界面。

（2）提供知识库内容的审查功能。

（3）提供知识库的分类整理，易于扩展、调整。

（4）支持Word/Excel/TXT等格式文档作为附件的输入。

3.3.1.2.2知识库维护管理

（1）建立运维报告制度，输出项目日报、周报和月报模板；