一 问题的提出

城市地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是城市物质流、资源流、信息流的承载平台和传输系统，是城市发挥其功能，实现其经济、社会健康协调及可持续发展的重要物质基础。近年来，随着城市化进程的加速，城市地下管线建设发展非常迅猛，但随之而来的地下管线管理方面的问题也越来越多，各类城市地下管线事故时有发生，给人们的生产和生活带来了巨大的损失，城市地下管线的安全问题已成为城市发展中亟待解决的重点问题。北京、上海、广州等大城市，城市地下管线规模日趋庞大，隐患多，突发事件不断，成为城市分布范围最广的风险源。

近年来北京市相关政府部门及单位在管线安全与应急管理方面做了大量的工作，在一定程度上保障了管线的平稳运行，但由于管线领域某些历史遗留问题，以及地下管线系统自身的复杂性及其与整个城市运行系统相互关联的复杂程度决定了管线的安全与应急管理工作是一项长期而艰巨的任务。加强城市地下管线领域共性、关键性的安全技术的开发与创新和推动先进的适用性技术的应用是提升管理水平，保障管线安全运行的有效手段。

二 城市地下管线安全问题分析

结合城市地下管线的安全问题的实际情况进行安全管理工作是确保工作有效性的基本前提，也是开展关键技术研究的主要出发点。管线的安全问题主要来自管线系统本身、人为环境与自然环境三方面。其中管线系统本身的安全问题又可以分为单管线系统自身问题和不同类型管线之间的相互影响；人为环境既包括管线单位自己的管理维护人员工作不利带来的安全问题，又包括系统外部人的行为对管线安全的不利影响或破坏；自然环境是指自然条件对管线安全运行带来的影响，如雨雪冰冻灾害等极端天气对管线的影响。

对于不同的城市，居于主要地位的安全问题略有不同，对北京市来说影响管线安全的问题主要包括以下几方面：

（1）管网系统中存在部分管线使用年限过长，管道在质量上已不能满足安全的要求，是城市管网设施中主要的安全隐患之一。如北京市热力管线和燃气管道运行20年以上的分别占总长度的60%和27%，自来水管线30年以上的占30%，这些管线中的一部分目前已面临着“超期服役”，安全系数较低。

（2）目前地下管线基础数据资料存在严重不全面、不准确的现象，难以为有关部门提供施工、维修等工作所必需的信息；同时部分施工单位对管线安全的重视程度不足，未与管线单位进行有效的沟通或野蛮施工，致使由于第三方破坏而引发地下管线事故时有发生。

（3）随着城市规模的扩张和现代化服务功能的扩展，城市内的新管线数量不断增加，也增加了城市管网系统的复杂性。各类管线纵横交错，当某一管线发生严重事故时，极易以各种破坏形式作用于其他管线，使各种危险因素相互作用、叠加，甚至是相互助长，从而引发重大灾害事故。

（4）在造成地下管线运行事故的诸多原因中，还有较大一部分是由于管线的不利生存条件引起的。如地下资源开发、地下工程施工及地下水流失等都会形成一定范围内的地下开挖空间，破坏了地层中原有的应力平衡状态，致使开挖空间上覆岩层依次发生冒落、断裂或弯曲，并引起地面不均匀沉降。这样，极易导致修建于地面下的地下管线发生折断、破损等问题。

三 城市地下管线安全与应急管理关键技术需求分析

关键技术研发与应用的目标是通过共性、关键性重大安全技术的研发与应用，有效提升城市地下管线系统防范和应对各类灾害事故的能力。结合北京市地下管线运行安全的实际情况，拟从地下管线的安全运行监测、隐患与关键部位管理、应急决策等方面提出技术需求。

（一）安全运行监测技术

就像用体征表示人身体的健康状况一样，城市地下管线运行也有体征，如输送介质的量、管道压力、周边土体环境等。如果各种数据都是正常的，说明地下管线处于正常状态；如果某个指标出现了异常，说明在这个指标点，甚至更多的指标点上，地下管线可能存在隐患。科学分析各类地下管线运行中的信息，包括管线输送介质的信息，管线周边土体环境条件的信息等，基于数据挖掘和数据统计方法，提取可以反映管线运行状况的特征指标，分析影响这些特征指标的内部和外部影响因素，确定城市地下管线运行监测所需要监测、收集和分析的有用信息，建立城