一、 背景
城市地下管网（供水、排水、燃气、热力）作为城市的"生命线"，随着运行年限增长，普遍存在由于地质沉降、地面超载、管材老化引发的结构变形、泄漏甚至爆管风险。传统的人工巡检模式存在监测盲区大、异常响应滞后、缺乏系统性分析等痛点。
为响应国家关于城市更新及地下管网"两重"建设的政策要求，四川合睿达自动化控制工程有限公司（简称"合睿达"）依托13年基础设施安全监测经验，提出"全域感知+演进预警+数字孪生"的改造升级解决方案，旨在将传统管网管理从"被动抢修"转向"主动预防"。
二、 解决方案总体设计
2.1 总体架构
方案采用"端-边-云"三层架构：
感知层（端）：部署高精度传感器（位移、应力、渗压、水位）及智能仪表，替代人工肉眼巡检。
传输层（边）：利用MCU系列数据采集模块和物联网网关，实现数据的高频采集、边缘计算与加密传输。
平台层（云）：依托合睿达智慧综合监测预警云平台，实现GIS可视化管理、智能预警与运维调度。
2.2 核心监测内容
三、 核心应用场景与改造升级方案
3.1 供水管网：漏损控制与爆管预警
现状痛点：供水管网漏损率高，微小泄漏难以发现，爆管往往突发。
升级方案：
DMA分区计量：在关键节点部署高精度流量计与压力变送器，实时监控夜间最小流量，精准锁定漏损区域。
管道位移监测：针对地质沉降高风险区（如软土层、地铁沿线），安装ELT-15D型倾斜位移计和振弦式应变计，实时感知管道本体因土体不均匀沉降产生的拉伸或压缩应力。
演进式预警：当系统识别到位移速率加快或应力累积超过安全阈值（如70%容许应力），提前发出预警，变"爆后抢修"为"爆前加固"。
3.2 排水防涝：管网通畅与河道防倒灌
现状痛点：淤积堵塞难以发现，雨天易内涝，污水溢流。
升级方案：
水位与流速联动：在关键检查井安装超声波/雷达水位计，在排放口监测流量。
井盖状态监测：安装智能井盖传感器，监测井盖异动、丢失及井下水位满溢状态。
城市下穿隧道监测：借鉴合睿达在道路积水监测项目的经验，整合雨量计与路面积水位传感器，通过LED屏和公众媒体发布预警，辅助交通管制。
3.3 燃气与热力管网：泄漏监测与防第三方破坏
现状痛点：微小泄漏易聚集引发燃爆，施工挖掘易破坏管线。
升级方案：
声-压耦合监测：利用HRA-007A型高精度采集仪，捕捉管道泄漏时产生的声波信号，结合压力变化率，实现泄漏点的精准定位（米级精度）。
智能巡检闭环：巡检人员配备手持终端，系统自动规划巡检路径；发现异常通过APP上报，后台派单处理。
四、 合睿达核心产品与优势
4.1 自主研发硬件体系
合睿达拥有先进的制造加工设备，核心传感器均具备自主知识产权：
智能传感器：包括振弦式渗压计、应变计、差阻式水位计等，具备高精度、IP68高防护等级，适应井下恶劣环境。
数据采集：MCU系列自动化数据采集单元，支持2G/4G/NB-IoT/北斗多种通讯方式，具备低功耗特点，支持太阳能供电，解决井下取电难问题。
4.2 智慧监测预警云平台
GIS一张图：将管网走向、设备状态、实时数据、风险点位叠加在城市地图上，实现一屏统管。
多阈值报警：支持变化速率预警、超限预警、趋势预警等多种模型，减少误报。
数字孪生应用：结合BIM建模，直观展示管廊内部结构受力与变形云图，辅助运维决策。
五、 工程实施与运维服务
5.1 改造实施流程
勘察与设计：利用管道机器人（CCTV）对老旧管道进行"体检"，摸清结构性缺陷与内部环境。
非开挖安装：优先采用井壁固定、抱箍安装等非开挖方式部署传感器，最大限度减少对地面的破坏和交通影响。
联调与上线：设备安装完毕后，进行通讯联调，接入合睿达云平台或第三方智慧城市大脑。
5.2 售后保障
服务网络：公司位于成都，辐射西南乃至全国，提供在线技术支持。
六、 预期效益
安全效益：通过演进式预警机制，将管网事故（如爆管、坍塌）的发现时间从"灾后"提前至"灾前"，有效避免次生灾害。
经济效益：供水管网漏损率可显著下降（参考行业实践，可降低2%以上），节约宝贵的水资源；同时减少因盲目开挖排查带来的人力和赔偿成本。
管理效益：建立管网数字资产库，实现全生命周期健康档案管理，辅助管理者进行精准的更新改造决策。