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资料解读：《智慧管廊建设核心之基础支撑层》
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智慧管廊作为现代城市地下空间集约化利用与智能化管理的核心载体，其建设理念正深刻改变着传统“重地上、轻地下”的城市发展模式与“重建设、轻维护”的市政管理惯性。本文基于某省市科学院激光研究所与某著名企业的联合研究成果，系统性地解读智慧管廊的基础支撑层技术体系，重点剖析以光纤传感为代表的先进感知技术如何为管廊的安全、绿色、智能运营提供坚实保障。
智慧管廊的本质，是通过集成计算机信息技术、网络通信技术、自动化控制技术、遥感技术、地理信息技术以及大数据分析技术，对管廊本体结构、内部管线以及消防、通风、排水、供配电、照明、安防、环境监控等附属设施进行全方位、实时化的监控与管理。其技术核心在于实现万物互联，即管廊内所有设备、管线与人之间的互联互通，从而构建一个从感知、传输、控制到大数据处理与指挥调度的一体化协同解决方案。其建设目标明确聚焦于安全、绿色与智能三大维度。
在安全层面，智慧管廊依赖一套多层次、多维度的防控体系。这包括入侵报警系统、环境监测系统、出入口控制系统、视频监控系统、火灾报警及消防联动控制系统、可视化巡检系统以及隐患管理系统。尤为关键的是人员定位技术，它能确保在事故发生时快速定位工作人员，提升应急救援效率。安全目标的实现，根基在于先进的传感技术，它能实时捕捉廊内环境与结构状态的细微变化，为风险预警提供第一手数据。
绿色目标主要体现在节能与环保方面。通过采用“人到灯亮、人走灯灭”的智能照明控制策略，结合高效的能耗管理系统，显著降低管廊运行能耗。此外，光纤照明等节能设备的应用，进一步减少了能源消耗。绿色理念贯穿于管廊运行的每一个环节，旨在实现对能源的精细节约化管理。
智能是智慧管廊的灵魂。智能照明系统可根据环境光线和人员活动自动调节；视频监控系统具备联动功能，一旦特定区域发生报警，可自动调取附近摄像头画面，实现快速响应与确认。智能报警系统能够对各类异常事件进行智能分析与分级预警，而辅助决策系统则为运营管理人员的指挥调度提供数据支持。所有这些智能应用都集成在一个统一的智能监控管廊平台上，实现扁平化、数字化的管理。
支撑上述三大目标的核心技术基础，是传感器技术，特别是光纤传感技术。光纤传感技术始于1977年，因其不带电、本质安全、抗电磁干扰、耐腐蚀、传输距离远、精度高等显著优点，非常适合管廊地下空间湿度大、电磁干扰强（尤其高压电缆附近）以及存在爆炸风险（如燃气舱）的特殊环境。
光纤传感技术体系丰富，主要包括以下几种类型及其在管廊中的应用：
光纤光栅类传感器：基于光纤光栅的反射波长随温度、应变等物理量变化的原理。这类传感器精度高（温度测量精度可达±0.2℃）、响应快（系统响应时间不超过60秒）、定位准确，广泛应用于管廊内的温度监测、积水坑水位检测、结构变形（如位移、收敛、沉降）监测以及应变监测。例如，采用光纤水位传感器替代传统的浮球液位仪，具有寿命长、不受水质影响、抗电磁干扰等优势。在管廊结构健康监测方面，通过安装锚杆计、位移计、土壤压力计及应力变形计等，可实时感知管廊顶板、底板及侧壁的变形与应力变化，分析其稳定性，预防结构性安全事故。
光纤气体传感器：基于近红外光谱吸收原理，通过检测特定气体对光吸收的程度来测定气体浓度。这种技术尤其适用于管廊中最危险的燃气舱，因为它本身不带电，是本质安全型设备，从根本上消除了传感器自身成为点火源的风险。激光甲烷传感器相比传统的催化燃烧式或非色散红外（NDIR）传感器，具有抗潮湿、抗中毒、免标校周期长（可达6个月）、寿命长（可达10年）以及精度高等优势。系统可实现多通道监测，实时采集甲烷浓度、风速等数据，并具备超限声光报警、断电/复电控制、数据存储查询、图形化显示及自诊断等功能。
分布式光纤测温系统：基于光纤拉曼散射效应和光时域反射（OTDR）技术，利用一条光纤即可实现长达数公里距离上的连续温度测量。该系统能够对整个管廊沿线的温度进行不间断监测，特别适合于电缆本体表面温度的在线监测，可早期发现过热隐患，实现火灾预警。与点式感温电缆或光纤光栅测温相比，分布式测温具有全分布式、无盲区、可恢复、误报率低等优点。
光纤振动传感器：用于监测管廊结构的低频振动以及周边环境的入侵行为。该系统通过分析振动信号的模式，能够有效判别非法入侵、外力破坏（如附近施工）、管道泄漏乃至偷盗等事件。其技术优势在于布设距离远（可达40km以上）、探测距离长、反应迅速、抗恶劣环境、前端无源本质安全，并能与视频监控系统联动，实现对管廊周界和内部安全的智能防护。此外，基于瑞利散射原理的光纤分布式声波传感（DAS）系统，更能实现对沿光纤的声波振动进行精细捕捉与定位，进一步提升安防水平。
除了先进的传感层，智慧管廊的基础支撑层还包括可靠的通信网络、环境与设备监控系统、视频监控系统、有线/无线通信系统、人员定位系统、门禁系统以及入侵报警系统等附属设施。工业以太网交换机构建了高可靠性的传输环网；ACU（区域控制单元）负责对防火分区内的环境参数（如温度、O2、CO2浓度、液位）进行采集与控制；高清网络摄像机（IPC）结合视频管理平台，实现对管廊内部的可视化监控；光纤电话和无线通信系统保障了廊内外的通信畅通；门禁和红外双鉴探测器则共同构筑了管廊出入口和投料口、通风口等关键部位的安全防线。
综上所述，智慧管廊的基础支撑层是一个深度融合了感知、传输、处理与控制技术的复杂系统。其中，以光纤传感为代表的先进感知技术，凭借其独特的优势，为解决管廊地下空间面临的安全、运维等挑战提供了强有力的技术手段，是实现管廊智慧化、精细化管理的基石。该技术体系背后是强大的研发实力支撑，包括某省市科学院激光研究所拥有的多个省级及以上研发平台、高素质的研发团队（含院士、千人计划专家等）、承担的大量国家级及省部级科研课题、取得的众多专利授权以及获得的多项科技进步奖励，这些都为光纤传感技术在智慧管廊中的成功应用与持续创新提供了保障。
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