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科学研究

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广东省住房和城乡建设厅城市生命线工程安全韧性重点实验室

时间:2026.04.10

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战略定位:

1.国家城市韧性治理的科技支撑平台

城市生命线工程安全韧性重点实验室将紧密对接国家关于城市安全体系建设、城市更新行动与多灾种风险防控的重大需求,聚焦粤港澳大湾区台风、洪涝、火灾等灾害冲击下生命线系统的安全保障与韧性提升关键问题。实验室将以基础理论、核心技术、系统集成、工程示范四层结构构建完整技术链,填补我国在城市基础设施韧性构建中的系统性技术空白。通过联合高校、科研院所、龙头企业与政府主管单位,形成集研发、示范与政策支撑于一体的高水平科技平台,服务于城市群协同发展、数字化城市更新等国家重大战略,成为面向城市安全治理现代化的重要科技支撑力量。

2.面向全球的生命线工程韧性研究高地

城市生命线工程安全韧性重点实验室将积极对标欧美、日本等国家在城市基础设施韧性领域的先进体系与经验,重点聚焦多灾种风险评估、系统韧性设计、数智化平台建设、智能运维等方向,推动关键技术的自主突破与国际合作。通过构建面向全球开放的合作机制,联合国际顶级高校、科研机构与工程单位,开展合作研究与工程实践,实验室还将积极参与ISO、IEC等国际标准组织工作,推动我国城市生命线工程领域的技术成果创新,提升我国在全球基础设施韧性研究中的话语权与引领力,打造具有国际影响力的科研高地与技术输出中心。

3.融合创新的成果转化与产业孵化平台

城市生命线工程安全韧性重点实验室将搭建贯通基础研究、技术开发、示范验证、标准制定与产业应用的创新链条。通过聚合高校的科研优势、企业的工程经验、行业的实践需求和政府的监管力量,推动科技成果向现实生产力的转化。实验室还将构建以需求牵引、协同攻关、快速转化、规模应用为主线的协同创新机制,围绕监测感知、风险识别、韧性评估等核心领域,开展系统解决方案的中试验证与推广示范。实验室还将设立成果转化平台,推动形成以技术带动应用、以平台孵化企业的新型创新生态,助力粤港澳大湾区城市韧性产业链升级。

4.城市基础设施智能运维的技术策源地

城市生命线工程安全韧性重点实验室通过图片重点突破城市生命线设施的预测性维护、状态感知、远程调控与协同优化等核心环节,推动多源感知网络、高精度诊断模型、数智化平台与AI决策引擎深度融合。依托多源异构数据融合与智能分析技术,构建具备一网统管、一屏统览、一键响应能力的城市级生命线智能运维体系。通过典型示范工程的系统集成应用,探索可复制、可推广的智能化运维路径,为城市设施韧性运行提供核心解决方案和决策支撑,构建面向未来的安全高效、自主可控的基础设施智能治理范式。

研究方向:

1.城市生命线工程安全韧性基础理论研究

针对上述城市生命线工程安全韧性基础理论研究方面存在的问题,本实验室拟开展城市生命线工程安全韧性基础理论研究,重点攻关灾害耦合机理识别、系统韧性评价体系构建和灾后功能恢复建模三大核心方向:在灾害层面,聚焦以台风、洪涝、火灾等致灾源,及其引发的暴雨洪涝、城市火灾、滑坡等次生灾害情景,系统揭示多灾种链式作用机理与关键脆弱环节,构建覆盖复合灾害过程的城市生命线工程失效模式库;在恢复层面,聚焦灾后不同阶段的功能恢复过程,建立功能恢复动力学模型,结合智能优化算法提出差异化恢复路径与策略。通过上述研究,将形成一个集机理剖析、指标体系、恢复建模于一体的韧性理论框架,既能解释灾害作用下的失效机制,又能为风险识别、应急决策和灾后恢复提供量化依据。

2.智能感知与诊断技术研发

针对上述城市生命线工程智能感知与诊断技术研发存在的问题,本实验室通过重点攻关多尺度感知网络、多源异构数据融合和智慧运行诊断中枢系统构建三大核心方向:在感知层面,多层次构建多尺度感知网络,形成卫星遥感、地面传感与嵌入式监测相结合的分布式立体感知体系;在数据层面,开展跨模态、多维度的异构数据融合方法研究,建立具备自适应学习与误差修正能力的统一数据治理与融合平台;在分析层面,构建面向结构健康与系统状态的智能诊断干预中枢,嵌入阈值判据、深度学习识别与异常演化建模,实现风险点的精准识别、趋势预测与主动干预决策闭环,确保预警准确率稳定达到90–95%。

3.风险识别与智能决策

针对上述城市生命线工程安全风险识别与智能决策不足,重点实验室将通过整合多源感知数据、先进建模方法与智能风险诊断技术,构建风险识别与智能决策的系统性解决方案,形成风险识别、情景推演、智能调度的完整闭环。首先,在动态风险评估环节,构建覆盖灾前、灾中、灾后全过程的多灾风险时空演化建模方法,实现风险的阶段性动态更新与多尺度表征;其次,建立基于多目标优化的情景推演与决策平台,为不同灾害场景下的应对方案提供科学选择;最后,研发具备智能协同能力的响应调度算法,强化跨系统资源联动与最优分配机制,推动形成应急预案、资源配置、执行反馈的闭环优化体系,提升城市生命线多灾响应效率与系统韧性。通过上述研究,将推动城市生命线工程由静态评估向动态感知转变,由单系统评估向跨系统综合转变,由经验性调度向智能化决策转变,从而显著提升城市生命线系统多灾韧性。

4.韧性提升与加固修复新技术

针对当前城市生命线工程在结构抗灾能力不足、灾后修复效率低、系统协同韧性薄弱等方面的突出问题,重点实验室将围绕结构韧性设计、灾后高效修复、系统协同增韧三大核心方向开展系统攻关:在结构层面,研究多灾作用机制下的韧性导向设计理论与快速改造技术,构建多冗余、易恢复的结构构型;在修复层面,发展面向灾后高风险环境的智能修复材料与自动化技术体系,实现远程作业与高效恢复;在系统层面,提出跨系统协同增韧与应急功能切换策略,构建覆盖灾前部署、灾中响应与灾后恢复的全周期闭环提升路径。通过上述研究,形成涵盖结构、材料与系统三位一体的韧性提升技术体系,为我国城市基础设施的安全运行、快速恢复与功能保持提供关键技术支撑。


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