當城市地下綜合管廊被形象地稱為“城市的生命線”，如何守護這條看不見的“生命線”安全，成為智慧城市建設的必答題。面對傳統監測系統“靜態化缺陷”“數據孤島”“運維成本高”三大痛點，安徽理工大學一支由多學科學生組成的創新團隊——“生命守望”，基于數字孿生技術，成功研發出一套地下管廊監測預警系統，用硬核科技為城市安全運行注入青春力量。

　　圖為 團隊成員調試產品模塊

從“靜態”到“動態”：一場風險的算法革命

　　“現有系統多采用靜態閾值報警，就像給管廊設定一個固定的‘安全線’，但環境是動態變化的，這種做法極易導致誤報或漏報。”項目負責人王晨一針見血地指出行業痛點。

從“孤島”到“大陸”：一張孿生的可視藍圖

　　“各管線單位數據獨立，環境監測、安防、消防系統互不相通——這是管廊智能化的核心瓶頸。”團隊成員趙予韌介紹道。

數字孿生可視化平臺

　　團隊構建了“端—邊—云”三級協同架構，將多源數據統一接入、融合分析與協同聯動�；�于BIM+GIS融合技術，他們搭建了，通過WebGL/Three.js引擎構建管廊三維模型。運維人員可以“透視”墻體內部結構，實時查看風險熱力圖、傳感器數據和應急推演畫面。當風險等級超過閾值時，系統自動生成應急方案，并在數字孿生平臺上動態展示最佳疏散路線、通風調節策略和滅火資源調度建議，應急響應時間從分鐘級縮短至秒級。

　　圖為 產品數據化大屏

從“有線”到“無線”：一條本質安全的通信鏈路

　　管廊內部空間封閉、電磁環境復雜，傳統通信方式易中斷，且燃氣管線艙室對電氣設備有嚴格的安全要求。

低功耗光纖通信傳輸技術

　　“生命守望”團隊采用，將光纖同時作為通信介質與分布式傳感器，實現“一根光纖=通信+傳感+預警”的融合架構。光纖本身無源、無電火花風險，可安全敷設于燃氣艙室;通過分布式光纖傳感技術，單根光纖即可實時監測沿線溫度、振動、應變，實現米級精度的異常定位。即使在主干網中斷時，邊緣計算網關仍能維持本地預警與聯動控制，確保了極端工況下的通信可靠性。

從“單點”到“聯邦”：一種數據隱私的破解之道

　　不同城市管廊在地質、氣候、管線類型上差異巨大，模型遷移后預測精度往往下降。同時，管廊數據涉及基礎設施安全，各運營主體無法將原始數據集中共享，形成“數據孤島”。

輕量化聯邦遷移學習框架

　　團隊創新引入，各城市節點在本地利用自身數據訓練模型，僅將加密后的模型參數上傳聚合，實現“數據不動模型動”，原始數據不出本地，完全滿足安全合規要求。新部署管廊通過遷移學習，僅需20%本地數據量即可達到90%以上預測精度，模型成熟周期從1～2年縮短至3～6個月。

從“校園”到“市場”：一群青年的追夢征程

　　“生命守望”團隊來自安徽理工大學電氣工程、安全工程、計算機、經濟管理等多個專業，形成了跨學科協同創新的強大合力。在學校的支持下，團隊依托“安理智谷”科技創新產業功能區、大學生創新創業訓練計劃等平臺，完成了從需求調研、硬件開發、算法驗證到數字孿生平臺搭建的全鏈條研發。

　　目前，系統已完成多維度高標準測試：氣體檢測響應時間控制在10秒以內，端到端數據傳輸時延穩定低于500毫秒，單節點無線覆蓋距離達80～120米。團隊已申請發明專利3項、實用新型專利3項，發表相關論文，并與安徽邦普建設工程有限公司、安徽恒格泰建設工程有限公司、安徽省煤田地質局水文勘探隊達成合作意向。

　　項目商業模式采用“硬件集成+軟件授權+數據增值服務”多元化盈利結構，單公里管廊部署成本控制在行業平均水平的85%以內。預計未來五年營收年均復合增長率超過45%，第5年凈利潤可達810萬元。

　　產品硬件實物圖

　　“我們的目標，是讓每一寸地下管廊都‘可見、可測、可控’，讓城市生命線從‘被動搶修’走向‘主動預警’。”王晨表示，“生命守望”團隊將繼續深耕城市基礎設施安全監測領域，以數字技術之“智”，守護城市發展之“安”。

　　從實驗室到管廊現場，從算法模型到數字孿生，這群安理青年正用科技創新的筆觸，在“城市生命線”的安全底圖上，書寫著屬于新時代大學生的擔當與夢想。