城市管廊综合解决方案及技术架构
一、方案概述
城市管廊综合解决方案旨在通过整合多种技术手段，对城市地
下综合管廊进行全方位的监控、管理与运维，确保管廊内各类管线
的安全稳定运行，提高城市基础设施的可靠性与可持续性，同时实
现智能化的运营管理与高效的应急响应能力。
二、业务需求分析
1. 管廊设施实时监控需求：对管廊本体结构（如 沉降 、变形、
渗漏等）以及内部的电力、通信、给排水、燃气等管线设施（如温
度、压力、流量、燃气泄漏等）进行 24 小时不间断监测，及时发
现安全隐患与故障信息，保障管廊设施正常运行。
2. 环境监测与调控需求：实时监测管廊内的环境参数，包括温
度、湿度、氧气含量、有害气体浓度（如硫化氢、甲烷等）等，当
环境参数超出正常范围时，能够自动启动通风、排水、除湿等设备
进行调控，确保管廊内环境适宜且安全。
3. 人员定位与安全管理需求：对进入管廊的巡检人员、施工人
员等进行实时定位跟踪，记录其行动轨迹，在发生紧急情况时能够
快速确定人员位置并实施救援。同时，对人员的出入权限进行严格
管理，防止未经授权人员进入管廊。
4. 运维管理与应急响应需求：建立完善的管廊运维管理系统，
实现对管廊设施的巡检计划制定与执行、设备维护保养管理、故障
报修处理等功能的数字化与智能化。在突发事件（如火灾、爆炸、
管线泄漏等）发生时，能够迅速启动应急预案，进行应急指挥与调
度，最大限度降低损失。
5. 数据管理与分析需求：对管廊运行过程中产生的海量数据
（如监测数据、运维数据、人员数据等）进行有效存储、管理与深
度分析，挖掘数据价值，为管廊设施的优化设计、运维策略调整、
风险预测评估等提供数据支持。
三、技术架构
（一）感知层
1. 管廊设施监测传感器：在管廊内安装各类传感器，针对管廊
本体结构，部署沉降传感器、位移传感器、 裂缝 传感器、渗漏传感
器等， 用于 监测管廊的结构 健康状 况 ； 对 于 管线设施，安装温度传
感器、压力传感器、流量传感器、燃气泄漏 探 测器等，实时 采集 管
线运行参数与安全 状态 信息。 例 如，压力传感器可 精 确监测供水管
道 的压力变化，当压力 异 常 波 动时及时发出预 警 ，防止管 道破裂 泄
漏。
2. 环境监测传感器：设置温湿度传感器、氧气传感器、有害气
体传感器等，对管廊内环境进行全 面 监测。如在燃气管 道附近重点
监测甲烷浓度，一 旦 发生泄漏可迅速检测 到 并报 警 ，保障管廊内 空
气 质 量与人员安全。
3. 人员定位设备：为进入管廊的人员 配 备定位 标签 （如基 于蓝
牙 、 UWB 等技术），结合管廊内的定位基 站 ，实现人员位置的 精 确
追 踪与轨迹记录。同时，在管廊入 口 处设置 门禁 系统，通过人 脸识
别 、指 纹识别或 智能 卡识别 等方 式 ，对人员出入进行授权管理与 身
份验证 。
4. 视频 监控设备：安装高 清摄像头 ，对管廊内的 关键区域 （如
管线 连接 处、设备 机房 等）进行全方位监控。 视频 监控不 仅 可 用于
实时 查看 现 场 情况， 还 可结合 图像识别 技术，对 异 常情况（如火灾
火 焰 、人员 违规操作 等）进行智能分析与报 警 。
（二）传 输 层
1. 有线 网络 ： 利用 管廊内 铺 设的 光纤网络 ， 将固 定位置的监测
设备（如传感器、 视频 监控 摄像头 等）与管廊监控中 心连接 ， 采用
工业以 太网协议 ，确保数据传 输 的高速、稳定与可靠。对 于 对传 输
延迟要 求 极 高的控制信 号 （如设备的紧急 关停 指 令 ） 和 大量监测数
据的传 输 ，有线 网络是主要 的传 输 方 式 。
2. 无 线 网络 ： 采用 Wi-Fi 或 4G/5G 无 线 网络 技术， 作 为有线
网络 的 补充 ，为移动设备（如巡检人员的手持 终端 ） 和 一 些难 以 布
线的 区域 （如 临 时 增 设的监测 点 ）提供数据传 输 通 道 。 例 如，巡检
人员在管廊内 使用 手持 终端 进行巡检数据录入与 上 传，可通过 Wi-
Fi 网络 实时 将 数据传 输至 监控中 心 。
（三）数据层
1. 数 据 存 储 ： 采 用 混 合 存 储 架 构 ， 关 系 型 数 据 库 （ 如
MySQL 、 Oracle ） 用于 存储结构化的管廊基础数据（如管廊设计 图
纸 、管线 档 案、人员信息等） 和 业务数据（如监测数据记录、运维
工 单 记录、报 警 记录等）， 便于 数据的 精 确 查询 与事务处理 ；非关
系 型 数据 库 （如 MongoDB 、 Redis ） 用于 存储 非 结构化 和半 结构化
数据，如 视频图像 数据、实时监测的传感器数据流等，以应对海量
数据的快速 读写 需求。同时， 利用 数据 仓库 （如 Hive ）对 历史 数据
进行整合与分析，为数据挖掘与决策支持提供数据基础。
2. 数 据 处 理 与 分 析 ： 基 于 大 数 据 处 理 平 台 （ 如
Hadoop 、 Spark ）对 采集到 的海量管廊数据进行 清洗 、 转换 、分析
和 挖掘。运 用机 器 学习算法 构建管廊设施故障预测 模型 ， 例 如通过
分析管线压力、温度 历史 数据以及环境数据，预测管线故障发生的
时间与位置 ；利用 数据挖掘技术分析管廊内环境参数变化 规律 ，为
环境调控设备的优化运行提供 依 据。
（ 四 ） 平台 层
1. 管廊监控 平台 ：实现对管廊设施、环境、人员等的 集 中监控
与管理功能。实时 显示 管廊内各类传感器 采集 的数据、 视频 监控 画
面 ，对 异 常情况进行报 警 提 示 ，并提供数据报 表 生 成 、 历史 数据 查
