扫一扫 分享悦读
时间：2026-04-10 关注：
来源：社会实践网
当城市地下综合管廊被形象地称为“城市的生命线”，如何守护这条看不见的“生命线”安全，成为智慧城市建设的必答题。面对传统监测系统“静态化缺陷”“数据孤岛”“运维成本高”三大痛点，安徽理工大学一支由多学科学生组成的创新团队——“生命守望”，基于数字孪生技术，成功研发出一套地下管廊监测预警系统，用硬核科技为城市安全运行注入青春力量。
图为 团队成员调试产品模块
从“静态”到“动态”：一场风险的算法革命
“现有系统多采用静态阈值报警，就像给管廊设定一个固定的‘安全线’，但环境是动态变化的，这种做法极易导致误报或漏报。”项目负责人王晨一针见血地指出行业痛点。
从“孤岛”到“大陆”：一张孪生的可视蓝图
“各管线单位数据独立，环境监测、安防、消防系统互不相通——这是管廊智能化的核心瓶颈。”团队成员赵予韧介绍道。
数字孪生可视化平台
团队构建了“端—边—云”三级协同架构，将多源数据统一接入、融合分析与协同联动。基于BIM+GIS融合技术，他们搭建了，通过WebGL/Three.js引擎构建管廊三维模型。运维人员可以“透视”墙体内部结构，实时查看风险热力图、传感器数据和应急推演画面。当风险等级超过阈值时，系统自动生成应急方案，并在数字孪生平台上动态展示最佳疏散路线、通风调节策略和灭火资源调度建议，应急响应时间从分钟级缩短至秒级。
图为 产品数据化大屏
从“有线”到“无线”：一条本质安全的通信链路
管廊内部空间封闭、电磁环境复杂，传统通信方式易中断，且燃气管线舱室对电气设备有严格的安全要求。
低功耗光纤通信传输技术
“生命守望”团队采用，将光纤同时作为通信介质与分布式传感器，实现“一根光纤=通信+传感+预警”的融合架构。光纤本身无源、无电火花风险，可安全敷设于燃气舱室;通过分布式光纤传感技术，单根光纤即可实时监测沿线温度、振动、应变，实现米级精度的异常定位。即使在主干网中断时，边缘计算网关仍能维持本地预警与联动控制，确保了极端工况下的通信可靠性。
从“单点”到“联邦”：一种数据隐私的破解之道
不同城市管廊在地质、气候、管线类型上差异巨大，模型迁移后预测精度往往下降。同时，管廊数据涉及基础设施安全，各运营主体无法将原始数据集中共享，形成“数据孤岛”。
轻量化联邦迁移学习框架
团队创新引入，各城市节点在本地利用自身数据训练模型，仅将加密后的模型参数上传聚合，实现“数据不动模型动”，原始数据不出本地，完全满足安全合规要求。新部署管廊通过迁移学习，仅需20%本地数据量即可达到90%以上预测精度，模型成熟周期从1～2年缩短至3～6个月。
从“校园”到“市场”：一群青年的追梦征程
“生命守望”团队来自安徽理工大学电气工程、安全工程、计算机、经济管理等多个专业，形成了跨学科协同创新的强大合力。在学校的支持下，团队依托“安理智谷”科技创新产业功能区、大学生创新创业训练计划等平台，完成了从需求调研、硬件开发、算法验证到数字孪生平台搭建的全链条研发。
目前，系统已完成多维度高标准测试：气体检测响应时间控制在10秒以内，端到端数据传输时延稳定低于500毫秒，单节点无线覆盖距离达80～120米。团队已申请发明专利3项、实用新型专利3项，发表相关论文，并与安徽邦普建设工程有限公司、安徽恒格泰建设工程有限公司、安徽省煤田地质局水文勘探队达成合作意向。
项目商业模式采用“硬件集成+软件授权+数据增值服务”多元化盈利结构，单公里管廊部署成本控制在行业平均水平的85%以内。预计未来五年营收年均复合增长率超过45%，第5年净利润可达810万元。
产品硬件实物图
“我们的目标，是让每一寸地下管廊都‘可见、可测、可控’，让城市生命线从‘被动抢修’走向‘主动预警’。”王晨表示，“生命守望”团队将继续深耕城市基础设施安全监测领域，以数字技术之“智”，守护城市发展之“安”。
从实验室到管廊现场，从算法模型到数字孪生，这群安理青年正用科技创新的笔触，在“城市生命线”的安全底图上，书写着属于新时代大学生的担当与梦想。