一、项目背景
随着城市经济快速发展，地下综合管廊作为承载电力、通讯、燃气、供热、给排水等各种工程管线的“城市生命线”，其运行安全直接关系城市运行秩序与人民群众生命财产安全。国家发改委明确提出，未来五年需改造燃气、供排水、供热等各类管网近60万公里，总投资需求约4万亿元，智慧管网已成为城市管网改造和建设的重要发展方向。
然而，当前我国大部分城市地下管廊仍存在管理粗放、信息孤岛严重等突出问题：传统巡检方式效率低下，难以发现潜在隐患；缺乏统一数据平台，各部门信息交流不畅，应急响应速度慢，事故处理能力不足。
但近年来部分城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件，暴露出管廊运行监测手段与城市安全发展要求之间的结构性失衡。这种“重建设、轻运营”的局面，成为城市基础设施从传统管理向智慧化运营转型的核心障碍。
二、痛点解析
其一，人工巡检效率低。地下管廊空间狭长、环境封闭，依赖人工巡检不仅劳动强度大、覆盖频次有限，而且难以实时掌握温湿度、气体浓度等环境参数的动态变化，隐患发现往往滞后。
其二，故障响应能力差。缺乏有效的预警联动机制，可燃气体超标、有毒有害气体泄漏、消防异常、泵站故障等问题发现不及时，面对突发状况的响应能力较差，难以形成高效可靠的应急处置机制。
其三，数据集成应用少。环境、设备、电力、消防等数据分散于各子系统，缺乏统一平台支撑，跨部门信息共享不畅，运行策略与运维决策迟迟得不到数据优化，安全风险与运维成本居高不下。
三、项目调研
现场调研确认以下关键条件：
设备方面，地下综合管廊内分布通风设备、排水提升泵、照明设备、消防设备及供配电设施，各设备控制柜以PLC为核心，可输出设备运行状态与运行参数、环境温湿度、气体浓度、电力电压电流温度、泵站运行状态、故障报警等参数。
需采集的核心点位包括：管廊内温湿度瞬时值、可燃类气体/有毒有害气体/氧气浓度、烟雾与火焰传感器状态、各供配电室电压电流与温度、提升泵运行/停止状态与频率、通风与照明设备启停状态、消防设备状态、故障报警字。
网络环境方面，管廊为地下封闭空间，部分区段有线接入不便，要求网关支持5G/4G无线联网能力，并具备断网本地缓存、恢复后补传能力，避免网络波动造成数据断档。
平台接入方面，数据经网关解析后上报至统一管理平台，实现环境监控、自动告警、远程控制、视频巡检、能耗管理与数据分析等功能，并支持手机端、电脑端远程访问。
四、解决方案
针对地下管廊“空间封闭分散、环境与设备数据需关联、远程监控要求高”的特点，方案采用工业智能网关作为边缘采集节点，搭配统一管理平台构建物联网系统。
南向采集层：现场使用工业智能网关WG593与管廊内各设备控制柜PLC通过网口/串口连接，网关内置主流PLC协议驱动，按项目配置点位模板，采集温湿度、气体浓度、消防状态、电力参数、泵站状态、故障报警等字段，并在边缘侧完成数据清洗与单位换算，减少无效流量。
北向汇聚层：网关采用5G/4G/以太网（光纤）等方式上网，将数据以MQTT等方式上报至监控中心统一管理平台，平台按管廊—区段—设备层级组织资产，支撑组态大屏、报警管理与数据分析。网关本地具备断点续传能力，网络恢复后自动补传缓存数据。
双向应用层：一条链路用于上传数据——实现24小时不间断监测管廊环境与设备实时数据，动态显示温湿度、气体浓度与泵站运行状态，结合GIS地理信息系统还原管廊空间布局；另一条链路用于下发控制指令——在权限管控前提下支持对PLC进行远程读写，实现风机、排水泵、消防设备的远程联动控制。两条通道共用同一套网关与网络，不增加现场改造。
五、参数特点
硬件形态：工业智能网关WG593，安装于管廊设备控制柜内，适应地下潮湿封闭环境，具有三个网口、一个串口和多路AI/AO/DI/DO，支持采集PLC、仪器仪表、传感器等设备数据。
联网功能：支持5G RedCap/4G/WIFI/以太网/LORA等多种网络接入方式，适应管廊有线接入与分散区段无线接入两类场景。
采集能力：内嵌各种工业协议和边缘计算功能，支持点位模板化配置，可在网关侧完成浓度变化趋势、电力负荷等预处理。
平台适配：支持通过MQTT/MODBUS TCP/OPC UA/IEC 104/HTTP等协议对接各种工业互联网平台和上位机软件，按管廊—区段—设备层级组织设备资产，实现实时数据、历史数据、报警数据监控，通过云组态、报表与大屏实现可视化应用。
远程维护：配套远程维护通道，支持串口转发、数据透传、远程配置管理及数据加密，为工程师建立通往远端PLC的安全数据通道，支持远程配置、远程诊断与程序升级，操作留痕可审计。
六、实现功能
远程监控：通过采集管廊内各设备控制柜PLC并将数据发送至统一管理平台，实现对地下综合管廊的远程监控，管理人员可通过手机或电脑远程访问整个系统，24小时掌握管廊环境与设备运行实时数据。
组态展示：基于云组态功能还原管廊空间布局与工艺流程，快速查询温湿度、气体浓度、供配电、提升泵、消防等设备状态与工艺参数，结合GIS地理信息系统与运维管理信息化系统协同工作，实现对地下管廊的可视化管理。
自动告警：在发生异常或故障时及时向操作人员发送报警信号，支持声光、短信、微信、邮件等通知方式，并记录报警—响应—闭环全过程，便于快速采取适当措施处理问题。
远程控制：可根据实时环境参数与运行状态，智能调整风机、排水泵、照明及消防设备的运行参数，实现气体超标自动排风、积水自动排水、火情联动消防，确保管廊运行安全有序，控制操作全程留痕。
能耗管理：通过合理调整通风设备、排水泵、照明设备的开关与运行状态，确保管廊环境稳定，实现生产范围内的能耗成本控制与节能管理，并支持故障自动停机切换。
数据分析：基于多维度数据信息，将环境数据与设备数据关联分析，输出环境合规性分析（温湿度达标率、气体浓度偏差）与维保建议，为优化管廊运行性能、减少能耗成本提供可靠数据支持，支撑预测性维护与科学决策，有效提升城市基础设施的管理效率和安全性。
