深圳市海绵城市智慧管理系统构建实践与展望
发布时间:2022-11-29 10:42:51 来源:本站原创 作者:本站编辑 浏览次数:

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基础设施高质量发展专题


2022年3月起

UPDIS市政规划院

结合专业经验与团队优势

推出“基础设施高质量发展”系列文章

基于市政规划的各个细分领域

思考与阐释高质量发展这个宏观命题

迄今已陆续推出三个系列文章共31篇

期【跨界引领发展】

Ⅱ期【跨区域一体发展】

Ⅲ期【跨领域协调发展】

这些心血之作,得到了业界的谆谆馈言

令我们团队备受鼓舞

此为收官【跨前沿技术融合发展】系列

满载诚意,请君斧正




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深圳市

海绵城市

智慧管理系统

构建实践与展望 


【跨前沿技术融合发展】

系列文章之②{总第33篇}

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摘要


智慧化管理系统能有效解决海绵城市管理中信息不通畅、评估工具缺失、公众交互少等问题。深圳市结合自身海绵城市管理体系,构建了“全过程监管、一张图管理、多业务协同、全社会参与”的深圳市海绵城市智慧管理系统,包含7大模块与10类用户角色。经过近3年运行,系统在深圳市业务管理、项目库管理、绩效评估、公众参与中发挥了重要作用,但仍存在一些不足。展望未来,智慧海绵系统在完善问题的同时将在数据获取智慧化、系统操作灵活化、服务功能丰富化方面开展积极探索。


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The

New infrastructure





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1

引言

Introduction

为解决快速城市化过程中产生的城市内涝频发、水环境污染、水生态破坏等问题,我国提出建设“自然存积、自然渗透、自然净化”的海绵城市。海绵城市是新型生态城市建设方式,通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,增加城市适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面的弹性[1-2]。海绵城市建设管理是一项长期的系统性工作,涉及城市规划、建设、管理的各个环节,系统性强,需要多专业融合,多部门合作。


深圳市是第二批国家海绵城市试点城市。自2016年申报成功以来,深圳市以国家试点为契机在全域推进海绵城市建设,通过建立联络员制度、年度任务分工与绩效考核、海绵城市方案设计事中事后审查、建设项目入库及巡查、海绵城市建设资金奖励、公众宣传及培训等多方措施形成了与大城市、特大城市规划建设管理方式相匹配的推进模式[3]。为了实现更智慧化、系统化、科学化、精细化的管理,深圳市搭建了“深圳市海绵城市智慧管理系统”(以下简称“深圳智慧海绵系统”),作为市内海绵城市全过程线上管理平台。该平台已于2020年6月上线试运行。


本文将结合深圳市海绵城市智慧管理系统实践情况,分析深圳智慧海绵系统的目标与定位、主要功能与实施现状,并探讨其未来发展方向,以期为全国海绵城市建设提供经验。


2

海绵城市管理困境与智慧化目标

Challenge and target

海绵城市建设任务多样、涉及对象多、建设条件差异大,需统筹协调建筑、道路、给排水、景观等多个专业,并结合城市规划、建设、管理的各个环节,在规划、设计、施工、竣工验收等各阶段中融合推进[4]。这不仅需要完善的技术标准提供支持,更需要有效的管理手段保障落实。


2.1

传统管理困境

在现行管理体制下,城市层面的海绵城市管理主要面临以下困境:


一是信息不通畅[5-6]深圳市通过建立海绵城市领导小组、设置市区两级海绵办、建立法制化长效机制、开展任务分工和实绩考评等方式,一定程度上破解了部门条块分割的难题。但是海绵城市建设涉及部门多,沟通成本大的问题仍存在,尤其是建设项目信息的同步、环境监测数据的共享等方面。各部门受限于自身数据平台数据,形成“信息孤岛”[7],各自为政,把落实海绵城市理解为源头设施的建设或分散问题的解决而未注重城市综合问题的梳理和把握,管理呈现碎片化。


二是评估工具缺失。为掌握海绵城市建设效果,定期开展绩效评价工作是十分有必要的。但是海绵城市绩效评估尚未有专业的评估工具,政府缺少专业人员,委托评估可能会有成本高、周期长的问题,难以满足决策支持需求。另一方面,评估对环境监测数据、地理空间数据等需求大,无论是新开展监测与勘察还是既有数据收集整理,根据现有机制难以实现长期、高效、经济的数据更新与保存。


三是公众交互少。目前国内海绵城市建设以政府引领为主。为鼓励全社会共同参与,加强共建、共享,深圳市通过媒体宣传教育、激励奖励政策、专业技术培训等多种途径引导社会公众、企业了解并参与海绵城市建设,获得了一定成效。但海绵城市是多学科、多领域交叉产物,因此其建设需要政府、企业、科研机构、市民等多元主体参与进行协同治理[8]。深圳市目前尚未形成海绵城市专门的宣传窗口,公众、企业等社会主体参与途径少,没有专业、系统的学习交流平台,也没有相关情况的沟通反馈渠道。



2.2

智慧海绵系统目标

智慧海绵城市是智慧城市(Smart city)的重要组成部分,通过借助物联网、大数据、云计算等为核心的现代化信息技术来感知、监测、分析和整合各项城市信息,从而对海绵城市所涉及的社会服务资源、社会经济与综合管理进行全面统筹、有效分配和充分利用,提高管理运作效率 [9]


深圳智慧海绵系统以提升深圳海绵城市建设管理工作效率和海绵城市精细化管理水平为宗旨,结合深圳市海绵城市管理机制及现状困境,致力实现“全过程监管、一张图管理、多业务协同、全社会参与”四大目标,为海绵城市建设过程及后期运营考核业务管理提供有效支撑。


(1)全过程监管:实现全市、区各级海绵办、市直部门、区相关各部门对深圳市海绵城市建设全过程的电子化实时监督管理,包括政府年度任务制定、过程跟踪及实绩考评全过程,以及建设项目入库、过程管理及专家认定全过程。


(2)一张图管理:基于空间地理位置信息进行海绵达标片区、建设项目等进行全面管理和展示。


(3)多业务协同:包括全市总览、项目统筹管理、项目督查管理、项目模型评估、部门日常业务管理、绩效考核管理、公众参与互动、海绵学院及个人工作台等。


(4)全社会参与:针对重点示范项目完成海绵建设建模分析,利用全市、行政分区(汇水分区)、项目各层级的海绵信息,形成与公众的交互式海绵知识普及;运用已发布的相关海绵政策资料、海绵活动讲座资料等,搭建行业专家与专业技术人员的知识库,实现互动问答交流学习。



2.3

国内其他城市海绵城市智慧化建设情况

国内对智慧海绵系统的研究和探讨主要集中在智慧化在海绵城市规划建设、运行管理、绩效评价3个环节的应用[10-12]


大部分城市的智慧海绵系统主要用于监测、绩效评估和成果展示,如深圳市光明区、上海世博园区[13]、厦门市[14]、萍乡市西门片区[15]、镇江市[16]、西宁市[17]等。


部分城市智慧海绵系统还结合城市管理的需求,增加了业务管理模块,如北京市建立了为北京市海绵城市常设管理部门服务的海绵城市智慧管控体系[18]。其智慧管控以支撑年度任务达标为首要目标,通过信息采集、分析处理、业务应用3个部分,实现海绵城市资产及信息管理、绩效评估、计划制定和运维管理等4个主要功能。池州市也开展了结合监测、预警、信息共享、设施管理、绩效评估为一体的智慧化海绵城市建设路径探讨[19]



3

深圳市智慧海绵管理系统建设

System structure

3.1

整体架构

深圳智慧海绵系统深度结合深圳市海绵城市推进机制,分析主要业务对应的系统功能需求及不同用户角色需求。根据总体业务情况,智慧海绵系统包含7大功能(详见图1);系统用户角色包括市海绵办、区(新区)政府(区海绵办)、市直成员单位、国有企业、项目承建单位、第三方机构、奖励申报主体、专家、公众、管理员等10大类,不同用户角色使用需求详见表1。


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图1 深圳市智慧海绵管理系统功能建设



表1 深圳市智慧海绵系统用户角色需求表

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3.2

数据库建设

深圳智慧海绵系统数据需求涵盖气象、水文及监测、地形及地貌、地勘、排水分区、排水管网、地表水系、水工设施、海绵城市数据、模型参数、模拟结果、项目证照信息等12类数据。数据可按是否需要从外部数据库接入,分为内部数据和外部数据,所有数据共同组成“深圳智慧海绵数据库”。


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图2 深圳市智慧海绵系统数据库情况




3.3

系统建设

智慧海绵系统包括全市总览、项目管理、绩效评估、奖励申报、业务管理、海绵学院、公众参与等7大模块。


(1)全市总览模块

该模块形成市级-区级-项目级“三级”总览,包含海绵项目、流域、用地规划、水系、黑臭水体、易涝点、气象站、水文站8个图层,以及海绵监测及巡查信息等内容,可以全面掌控海绵建设情况。


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图3 全市总览模块环境展示


(2)项目统筹管理模块

项目统筹管理模块包括项目库管理、方案设计事中事后管理、项目巡查3个子模块。


1)项目库管理模块

项目库管理模块可以提供项目导入(单个、批量)、项目导入记录、项目确认、项目更新、项目终止、项目信息概览等功能。


2)方案设计事中事后管理模块

项目库管理模块可以实现海绵城市方案设计项目资料的自动获取、事中抽查项目的自动抽签、事中事后审查电子化管理、审查意见的反馈、审查结果的处理处置及记录等功能。


3)项目巡查模块

项目巡查模块可以进行线上的任务发布、任务审批、巡查计划制定、巡查结果记录、巡查审核、问题推送、问题整改上报、问题整改审核、巡查统计分析以及巡查一张图。此外,为方便巡查人员现场使用与记录,还开发了项目巡查小程序。可以通过手机小程序进行问题的现场记录、拍照,问题的上报、统计分析等。


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图4 项目统筹管理模块环境展示


(3)业务管理模块

业务管理模块主要围绕海绵城市建设,对各成员单位海绵城市建设日常工作进行信息化管理,主要包括成员单位管理、年度任务分工管理及月报、宣传培训管理及月报、委托项目管理、政府实绩考评、通知通报管理、档案管理七个部分的内容。


(4)绩效评估模块

绩效评估模块构建目标是根据海绵城市相关考核内容,结合深圳市海绵城市建设目标和具体量化指标的要求,制定出一套深圳市海绵城市建设评估体系的主要考核指标及考核方法,并通过实时采集相关主要数据,结合人工填报巡检、考核结果,最终实现建设效果的科学化、智能化评估。


绩效评估模块接入了在线监测数据、填报数据、系统集成数据,通过绩效评估计算引擎,可实现项目方案、项目实施、片区等多层级海绵城市建设效果评估,评估方法包括容积法、模型法和监测法。最终评估结果可在线上进行对比分析及可视化展示。


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图5 绩效评估模块环境展示



(5)奖励申报模块

奖励申报模块包括奖励申报任务管理、申报须知、奖励申报记录、方案确认申报记录、过程文件管理、奖励情况总览、奖励申报审批、方案确认申报审批、意见及异议受理等内容和功能。


(6)公众参与模块

公众参与模块主要面向社会公众,结合地理信息技术为市民提供“了解身边海绵设施”、“海绵DIY秀”等趣味互动科普内容。模块还设置了“海绵设施问题随手拍”和“海绵建设满意度调查”两大反馈功能,提高公众参与感。


(7)海绵学院

海绵学院模块充分利用互联网技术,将技术培训和交流等内容迁移到线上,实现培训相关材料的内容管理和呈现、培训课程的在线点播、现场培训的实时直播等。


4

系统实施情况

System application

深圳市智慧海绵管理系统系统已运行3年,初步实现了深圳市海绵城市建设台账、管理、绩效评估、公众参与的数字化、智能化。


系统打通了政务服务平台获取项目立项材料、海绵规划条件,重点设置方案文件第三方技术审查,建设期运维期巡查监管模块,实现项目海绵设施设计、施工、运维全过程的智慧监管。截止2021年底,系统在库管理的海绵城市建设项目达5000余项,累计在线完成项目方案设计技术服务近500项次,结合线上线下完成项目现场巡查超过7000项次。


系统融合了海绵建设片区绩效监测、水系分布、易涝点情况、水体水质等数据,形成了“海绵建设一张图”。可视化的通过“市-区-片区-项目”四级总览,从年份、类型、建设状态等不同维度,直观、全面掌控海绵建设情况。


系统实现了跨部门、跨区域海绵工作的协同在线即时办理,可实现在线通知、收文、反馈,可实时管理责权范围的海绵城市建设工作,并在2020年、2021年实现了海绵城市政府实绩考评全过程无纸化、电子化的资料提交、审查与专家考核,减少了工作冗余,极大提升了管理水平。


面对海绵城市建设项目成效难以评估的难题,项目创新开发了适用于规划设计和运行监测两个不同阶段的绩效评估模块,并整合十三五期间深圳市海绵城市监测初步提出的本地化参数,为全市各方评估海绵成效提供开放式的工具。


海绵学院、公众参与模块增强了公众对海绵城市建设的了解,并提供手机端小程序为公众参与提供便捷工具,激发公众参与热情。


总体而言,深圳市智慧海绵管理系统深度结合深圳海绵城市管理体系,实现了“海绵城市建设全过程监管、海绵城市建设一张图管理、市区成员单位业务同步协同、全社会一个平台共建”,并创新开发了符合深圳本地化需求的“海绵绩效在线评估”的实用工具。相较目前其他城市已开发的智慧海绵系统,深圳智慧海绵系统具有业务种类更丰富、功能涵盖更齐全、用户角色更多元、数据类型更多样、公众参与更全面的特点。


运行以来,智慧海绵系统基于大量时间经验和数据素材进行了多轮修改和迭代,但仍存在一些问题尚需完善。一方面,部门间数据共享渠道尚未完全打通,部分数据无法实现自动抓取或推送。另一方面,信息安全与数据共享需求有冲突,如为了实现准备模型评估需要高精度的数据(如地形图、管网等涉密数据),其中信息安全的要求与在线共享数据的需求间的冲突难以解决。此外,海绵城市理念尚在发展完善阶段,部分海绵城市政策文件、标准规范等仍不成熟,如奖励申报模块对应的深圳市海绵城市资金奖励政策仍在试用阶段,信息化、智慧化的条件不成熟,因此线上申报功能尚未对公众开放;同时,海绵城市管理体制机制也在不断变化和拓展,现有系统功能建设基于深圳市现状海绵城市管理机制搭建,未来可能面临改造难度大、维护费用高的问题。



5

未来展望

Future outlook

结合智慧海绵系统建设目标和现状问题,近期其发展应围绕“智慧化、系统化、科学化、精细化”的原则,在数据获取、系统操作、服务功能方面继续探索,开拓应用边界:


(1)数据获取智慧化:进一步打通完善数据获取渠道,尽早实现监测数据实时更新、项目信息全网同步、通知通报精准传达,减少信息录入、沟通带来的人工成本和错误风险。


(2)系统操作灵活化:拓展系统的使用场景,开发掌上办公功能,提升手机端、平板端操作体验,实现多端操作。


(3)服务功能丰富化:整合完善运维管理、项目服务、决策支持方面的功能[12,20]。包括通过监测数据分析、智能模拟评估,对城市洪涝、排水安全、面源污染、海绵设施故障等海绵城市相关情况进行预警通报,并为响应方案的制定提供技术支撑;借助信息化手段,为海绵城市资源配置、人力部署、工作管理流程制定提供决策支持等。


远期,智慧海绵系统将配合海绵城市理论的发展,着眼于城市涉水系统的综合协调,助力城市水系统各个环节的融合推进、协同发展。




结语


深圳市通过数据库建设和系统建设,构建了包含7大功能模块和10类用户角色的深圳市海绵城市智慧管理系统。实践证明,系统有效提高了海绵城市过程监管、业务管理、绩效评价、社会参与等工作的系统性、科学性、精细化。未来,智慧海绵系统将在数据获取、系统操作、服务功能方面继续探索,开拓应用边界,并随着海绵城市理论的完善不断丰富自身功能。


智慧型海绵城市是未来城市建设的重要趋势。智慧海绵系统的建设要以务实的态度,充分结合城市管理需求,让信息技术的应用切实帮助海绵城市建设实现感知更全面、服务更主动、管理更协调、决策更科学。





参考文献

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孔露霆

UPDIS市政规划研究院

海绵城市规划研究中心

主创工程师

浙江金华人,2017年毕业于英国帝国理工学院。重点参与海绵城市、水污染治理、非常规水资源等专业领域项目30余项,涵盖政策研究咨询、标准指引编制、规划设计、智慧管理系统设计、技术服务等多个层面。参与3部专著编写,发表学术论文4篇。



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