一、管廊运维的 “人工困境” 与升级必要性

地下综合管廊如同城市的 “血管”，承载着电力、通信、燃气、给排水等关键管线，其运维质量直接决定城市运行的稳定性。然而，长期以来，管廊运维依赖 “人工徒步巡检” 模式，陷入多重困境：

• 安全层面：管廊内空间密闭、通风差，易积聚甲烷、硫化氢等有毒气体，且电力管线存在高压触电风险，据统计，全国管廊巡检人员年均暴露于危险环境超 1200 小时，安全事故发生率是普通行业的 3 倍；

• 效率层面：人工巡检需携带沉重设备徒步作业，平均每小时仅能巡检 2 公里，一条 20 公里的管廊需 10 小时才能完成一次巡检，若遇复杂路段（如积水、狭窄区域），效率更低；

• 质量层面：巡检质量依赖人员经验，对于管线腐蚀、阀门渗漏等细微隐患，漏检率高达 20% 以上，且人工记录的数据滞后 1-2 天，无法及时触发隐患处理；

• 成本层面：人工巡检需配置专业团队，包含巡检员、安全员、数据录入员等，同时需承担安全培训、防护装备等费用，长期运维成本居高不下。

随着城市管廊规模从 “公里级” 向 “百公里级” 扩张，传统人工模式已无法满足 “安全、高效、精准” 的运维需求，引入机器人巡检、构建智能化运维体系，成为行业发展的必然选择，而 4G/5G 物联网技术则是机器人实现 “远程管控、实时互联” 的核心支撑。

二、机器人巡检系统的功能特点与技术逻辑

（一）四大功能特点，破解管廊运维难题

1. 无人化安全作业：机器人可替代人工进入管廊高危环境，无需人员现场操作，从根本上规避中毒、触电、坍塌等安全风险；同时配备应急保护装置，当检测到有害气体超标或设备故障时，自动停止作业并撤离至安全区域。

2.      高效化全覆盖巡检：机器人采用电动驱动，可连续作业 8-12 小时，单日巡检里程达 25-30 公里，是人工的 3-4 倍；支持多台机器人协同作业，通过分区巡检实现管廊全路段快速覆盖，巡检周期从 “天级” 缩短至 “小时级”。

3.      精准化多参数监测：搭载气体、红外、声学、高清摄像等多类型传感器，可实现 “环境 + 设备” 双维度监测：环境监测涵盖温湿度、有害气体浓度，设备监测包括管线温度、阀门密封性、支架状态，监测精度达行业领先水平，隐患识别准确率超 95%。

4.      智能化远程管控：通过 4G/5G 物联网网络，管理人员在地面控制中心即可实时查看机器人位置、巡检进度、监测数据与高清视频，远程下发控制指令（如调整速度、切换监测模式），实现 “足不出户，掌控管廊”。

（二）技术逻辑：4G/5G 物联网构建 “互联闭环”

机器人巡检系统的运行，本质是 “数据采集 - 传输 - 分析 - 决策 - 执行” 的闭环流程，其中 4G/5G 物联网方案（工业网关 + 4G/5G 物联网卡）是关键纽带：

1. 数据采集：机器人传感器捕捉管廊环境与设备数据，车载控制器对数据进行初步处理，剔除噪声、校准误差；

2.      数据传输：工业网关将处理后的数据转换为标准化格式，通过 4G/5G 物联网卡传输至云端平台，同时接收云端指令；这里的工业网关需适配管廊高湿度、强电磁环境，物联网卡需确保地下信号稳定；

3.      数据分析：云端平台通过 AI 算法分析数据，识别隐患并触发告警，生成可视化报告；

4.      决策执行：管理人员根据报告下发控制指令，机器人执行调整作业计划、重点复测等动作，形成闭环。

三、4G/5G 物联网方案的关键作用：工业网关与物联网卡的协同价值

（一）工业网关：管廊巡检的 “数据中枢”

工业网关在机器人巡检系统中扮演 “数据转换器” 与 “环境适配器” 的角色：

1. 多源数据融合：管廊机器人的传感器、摄像头、控制器接口各异，工业网关支持 RS485、以太网、CAN 总线等多接口，可将分散数据统一转换为云端可识别的格式，解决 “数据孤岛” 问题；

2.      复杂环境适配：FIFISIM 物联工业网关采用工业级设计，宽温工作范围达 - 40℃~85℃，防尘防水等级 IP67，抗电磁干扰能力符合工业标准，可在管廊高湿度、强辐射环境下稳定运行，故障率低于 3%；

3.      安全与效率兼顾：网关内置 AES 加密算法，保障数据传输安全；同时具备边缘计算功能，可在本地筛选关键数据（如超标参数、隐患图片），减少云端传输量，降低带宽占用。

（二）4G/5G 物联网卡：管廊通信的 “信号保障”

4G/5G 物联网卡在系统中承担 “稳定联网” 的核心作用：

1. 地下信号覆盖：通过运营商网络优化，物联网卡在地下 3-5 米深的管廊内信号覆盖率达 98% 以上，解决传统手机卡 “地下无信号” 的问题；

2.      低时延高带宽：4G 网络时延约 80ms，5G 网络时延低至 5ms，可满足高清视频（4K）实时回传与远程控制需求；5G 下行速率达 1Gbps，能快速传输机器人采集的大容量数据；

3.      精准管理：每张卡片对应唯一标识，支持流量实时监控、定向访问控制，运营商可根据机器人日均 200-500MB 的流量需求定制套餐，避免浪费；同时支持远程激活、暂停，管理灵活。

（三）方案整体效果：运维效率提升 4 倍，隐患漏检率降至 1%

采用 “工业网关 + 4G/5G 物联网卡” 方案后，管廊巡检效率提升 400%，隐患响应时间从 24 小时缩短至 2 小时；隐患漏检率从 20% 降至 1% 以下；设备出勤率从 80% 提升至 98%；人工成本降低 80%，为管廊运维带来 “安全、高效、精准” 的全方位提升。

四、案例：某一线城市管廊巡检智能化升级实践

某一线城市核心区建有 60 公里综合管廊，服务于市中心 100 余个商圈与住宅小区，传统巡检需 60 名运维人员，分 12 组作业，仍面临安全风险高、效率低的问题。2023 年，该市引入 20 台管廊巡检机器人，采用 FIFISIM 物联的 4G/5G 物联网方案，构建智能化巡检系统。

实施后成效显著：

1. 安全升级：机器人 100% 替代人工进廊，运维人员安全风险降为零；2024 年成功预警 3 次有害气体超标，机器人自动撤离并触发告警，避免事故；

2.      效率飞跃：20 台机器人分 5 个区域协同巡检，60 公里管廊仅需 48 小时完成全覆盖，较传统模式缩短 10 天；

3.      质量提升：AI 识别 + 多传感器监测，全年发现隐患 92 处，漏检率 0.6%，其中 15 处隐患通过提前处理，避免管线故障；

4.      管理优化：云端平台实时监控设备状态，故障远程诊断率达 80%，维修响应时间从 24 小时缩至 2 小时，设备出勤率 98%。

五、行业趋势与 FIFISIM 物联的使命

未来，管廊巡检将向 “全场景无人化、运维预测化、平台一体化” 发展：机器人将适配电力隧道、燃气管道等细分场景；通过大数据分析实现故障预测；构建市级统一运维平台，实现多管廊协同管理。

FIFISIM 物联作为物联网专业服务商，将持续优化工业网关的边缘计算与环境适应能力，联合运营商开发管廊专用物联网卡，为设备厂商、集成商提供全流程技术支持，助力管廊运维从 “人工主导” 向 “智能自主” 转型，守护城市 “地下生命线” 安全。