城市地下管网承载着供水、排水、燃气等各类功能被称为城市的“生命线”。“十五五”时期全国计划建设改造地下管网超过70万公里新增投资需求超过5万亿元。投资规模跃升的背后是城市治理理念的深刻转型各地正通过物联感知设备、人工智能算法和巡检机器人让地下管网从“看不见”走向“实时感知”从“被动抢修”转向“主动防控”。从湖北省的省市县三级智慧监管体系到青岛高新区的智慧排水平台一条以数据驱动的地下管网安全治理路径逐渐清晰。一、“十五五”新坐标70万公里改造与城市生命线工程“十五五”时期我国计划建设改造地下管网超过70万公里新增投资需求超过5万亿元。这不仅是基础设施投资规模的数字跃升更折射出城市发展理念的转型——管网安全不再是“坏了再修”的应急事务而是被纳入城市生命线安全的系统性工程。湖北的实践颇具代表性。当地建立起省、市、县三级联动的城市生命线智慧监管体系在省级指挥大厅的电子屏上全省地下管网的“健康体检报告”一目了然。这套体系汇聚了全省16.4万公里地下管网数据和6.7万多套物联感知设备信息通过人工智能辅助分析研判实现全省风险情况“一图总览、一网统管”。截至目前湖北已有17个市州、60个县完成平台部署累计预警处置各类风险事件2000余起。底数摸查是监测的前提。青岛市通过数据采集、生产、建库构建了地下管线数据库绘制出地下管线“一张图”蓝色代表自来水绿色代表通信褐色代表污水。工作人员点击任意一条管线埋深、管径、材料等信息一目了然。这类基础性工作为后续的智能监测和动态更新提供了数据底座。二、感知与算法管网风险如何被提前“看见”智慧监测系统的运行逻辑可以概括为“感知研判”。感知层布设的传感器负责收集压力、流量、水位、水质等关键参数研判层的算法平台则负责从海量数据中识别风险、计算等级。在感知层各地根据管线类型部署了不同的监测设备。武汉市汉阳区的水务部门使用人工智能电子听漏机查找供水管道漏水点算法将不必要的噪声信号屏蔽突出目标声音从而更精准地判断漏水位置。杭州富阳区在6条主干道布设多普勒超声波流量计和噪声预警仪流量计针对污水管道当进水端与出水端流量差值达到设定数额时自动传递预警噪声预警仪针对供水管道通过流体声音信号判断是否存在渗漏爆管并辅助定位具体点位。在研判层人工智能是真正的“智慧大脑”。以燃气监测为例平台综合管龄、压力、周边环境风险因子以及学校、医院等敏感目标信息结合历史运行数据计算出每一段管线的风险等级。高风险区域加密安装燃气泄漏传感器一旦浓度达到报警阈值系统立即发出声光警报。算法还能有效识别泄漏气体究竟是燃气本身还是地下沼气大幅减少误报和人工出动频次。供水场景中南京市建立了爆管感知定位模型对供水管网监测数据进行实时处理与分析。爆管发生时系统能够迅速定位并搜索出最佳关阀方案抢修人员可快速确认需要停水的小区和用户并预测各环节抢修时间。三、供水、排水与综合管廊专项场景下的精细治理不同管网的运行逻辑差异明显各地在专项场景上各有侧重。供水场景中南京在主城六区率先开展城市生命线安全工程供水专项建设。在原有417个供水管网在线监测设备的基础上分两批次新增213个监测设备具备管网在线压力监测、流量监测、浊度监测以及余氯监测等功能。与此同时GIS地图集中展示了4个水源地、7个水厂、1.2万公里供水管网、13个区域泵站、1900个二次供水泵房和1.9万个消防栓等关键信息599个监测设备数值实时上传实现供水基础设施时空信息和关键指标的全天候掌握。排水场景中青岛高新区构建的智慧排水监测平台集智慧监测中心、智能物联设备管理中心、排水设施管理中心、智能监测预警中心四大核心模块于一体配套管网运维工单系统和排水智能管理APP。平台24小时采集水位、流速、水质等核心数据数字孪生模型可精准模拟管网水流路径与压力分布水质指标波动时还能自动追溯污染源。运行期间平台多次提前预警污水水位异常、河道水质COD超标、绿藻入侵和污水井冒溢风险以在线评估替代人工巡查大幅提升应急响应效率。综合管廊方面四川德阳的城市地下综合管廊数字化运营体系已进入调试阶段。智慧运维平台作为管廊中枢系统通过传感器和自动化控制装置全面收集环境、温度、湿度以及有害气体报警等关键数据已安装支架桥架、强弱电系统、通风照明系统等10余个子系统实现对管廊的全方位监控。四、机器人下井精准诊疗与成本重构如果说数据平台是“最强大脑”机器人则是深入地下的“一线员工”。南宁某气源站引入当地首台燃气防爆巡检机器人。它每天按照既定路线巡查地下管线能够精准识别管道温度异常、气体泄漏等问题全过程无需人工介入可自主完成巡逻和充电。试运行以来机器人每天对生产区域内的33个巡检点开展巡查检测识别准确率和泄漏检测准确率均达到99%以上。在丹江口库区管道检测机器人正在为雨污管网做“体检”。过去检修人员只能依靠投诉线索盲目开挖一段40米的管道可能需要挖上一周甚至半个月还会带来交通拥堵、扬尘污染和塌方伤人风险。机器人下井后短时间内就能完成全线检测并将问题点精准定位到厘米级别。截至目前丹江口市已累计使用25台智能机器人对中心城区28平方公里范围内的雨污管网进行人工智能检测完成400公里排水管网探测和2508.6米修复。成本对比同样直观。传统人工开挖一公里管道造价约140万元采用机器人配合紫外光固化修复技术成本仅需40万元一公里。效率差距在人才端同样存在培养一名成熟检漏工需要3到5年经验丰富的老师傅需要10年以上而人工智能算法将老师傅耳朵里的“杂音经验”变成了可快速掌握的“智能判读”。五、数据共享与协同从“单兵作战”到“一网统管”地下管网安全治理正在从单个部门的“单兵作战”走向多部门协同的“一网统管”。青岛高新区智慧排水监测平台开放数据接口与气象、交通、应急等部门实现数据互联互通。暴雨来袭时各部门依托一套数据体系同步掌握全域排水运行状态和内涝风险点位形成协同作战、快速响应的防汛格局。湖北的省级生命线监管中枢同样具备跨区域联动能力通过建立全省“供水一张图”上游水质出现问题时系统可利用流域分析功能及时提醒下游水厂做好备用水源等应急准备实现风险事件的跨区域联动。这类“一网统管”的实践需要专业化的技术力量提供支撑。中科复兴以城市生命线安全工程为核心业务构建了覆盖燃气、供水、排水、热力、综合管廊、市政桥梁等场景的全栈式智能化解决方案业务已覆盖全国十余个省份。从承接河北省水利厅水利四预建设项目到打造行业标杆的邯郸燃气监管平台“软硬一体化”的应用路径与各地实践形成了呼应。六、迈向“主动防控”人工智能驱动的下一程面向“十五五”人工智能技术在地下管网安全监测中的应用将持续深化。湖北明确后续将把人工智能深度应用在燃气泄漏识别、内涝仿真预警、供水爆管预测等更多场景通过手机拍照自动识别风险点等级并生成处置建议也是平台正在落地的应用方向。青岛则计划借助智能传感和物联网技术让地下管线平台从静态展示走向动静结合——不仅展示位置、形态等静态信息还能实时掌握运行动态。这些探索指向同一个目标让城市安全治理从“人海战术”转向“智慧防范”让地下管网从“被动修”变为“主动防”。中科复兴以“为城市安全贡献科技力量”为使命在感知终端、数据平台与AI研判的融合路径上持续深耕为韧性城市建设提供着来自专业化企业的技术支撑。本文标签中科复兴、数字孪生、城市生命线、城市治理、燃气监管、供水管网参考资料“智慧大脑”研判机器人巡检 地下管网变得更“聪明” — 住房和城乡建设部化“隐形”为“可见”——“透视”城市地下生命线 — 住房和城乡建设部让地下管网“开口说话”青岛高新区CIM智慧排水守护汛期平安 — 青岛政务网
