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关于开展2025“物联网研发中心认证”的通知
「为深化智慧城市建设，推广城市数字化转型先进经验，推动物联网技术与城市发展深度融合，赋能北京城市高质量发展、高效能治理与高品质生活，北京物联网智能技术应用协会、中关村智慧城市产业技术创新战略联盟、北京测绘学会在2025年全球数字经济大会物联网与智慧城市论坛期间，联合开展2025物联网与智慧城市优秀案例征集评选活动。本次活动共征集200余个案例/成果，经评审筛选，最终发布60个优秀案例/成果，并将通过多渠道进行系列展示。诚邀各界开展合作交流，详情可咨询北物联李老师（联系电话：13521200337）。」
所属领域：基础建设领域
CASE OVERVIEW
随着城市化加速，地下管廊作为城市基础设施，其设备设施监控管理至关重要。但传统 PLC 监控方案存在造价高、功能配置受限、维护难、扩展性及安全性差等问题，需专业人员维护更新，难以灵活适应需求变化。尤其在管廊点位分散、环境复杂的场景下，难以满足实时监测与动态管理需求。为此，北京城建智控科技股份有限公司开发了一套智能化综合管廊无线物联关键技术及装备，旨在实现对管廊设备（如风机、水泵）、环境参数（温湿度、有害气体）的实时监测、远程控制以及故障预警，最终达成降低运维建设成本、提升管理效率、增强系统安全性的目标，以解决传统方案弊端。
该技术成果融合物联网、网络虚拟化、ZigBee无线部署、区域边缘计算及大数据分析等技术，采用软硬件分离设计，通过物联网管理软件平台与远端物联网耦合器、控制器、协调器协同工作，实现无线化部署、高扩展性、低延时数据处理、智能预警及泛在设备兼容，可降低建设运维成本并提升管廊智能化管理效率。
●技术融合性：整合物联网管理软件平台与物联网耦合器、控制器、协调器等硬件，形成 “云-边-端”协同架构。
● 无线化部署：采用ZigBee协议的Mesh组网技术，无需大量布线，施工周期缩短30%以上，故障点减少50%。
● 虚拟化网络设计：打破PLC固定硬件架构，通过软件定义网络实现资源动态调配，可根据环境监测、设备控制等场景实时适配需求。
● 智能化分析：通过边缘计算实现数据本地处理，响应延时降低 40%，结合大数据算法提前预判设备故障。
● 开放兼容性：支持Modbus、BACnet等主流协议，适配不同厂商设备，避免“信息孤岛”。
● 模块化硬件设计：采用标准化接口与即插即用架构，支持监测节点“热插拔”，无需复杂配置即可扩容。
INDUSTRY CHALLENGES
2.1需求现状
当前地下管廊建设规模持续扩大，以雄安新区为例，截至2023年已建成136公里管廊，行业对管廊监控的需求呈现智能化、集约化、全生命周期管理的特征。一方面，城市生命线系统（水、电、气等）的安全运行依赖管廊设备的实时监测；另一方面，政府与业主对降低运维成本、提升管理效率的需求迫切，推动行业向“无人值守、智能预警、数据驱动”方向升级。此外，智慧城市建设背景下，管廊监控需与其他城市管理系统（如交通、环境监测）数据互通，形成一体化管理体系。因此，行业亟需一套能适配复杂环境、支持灵活扩展的解决方案，以满足管廊全生命周期管理需求。
2.2面临挑战
环境复杂性：管廊内存在潮湿（湿度常超 90%）、电磁干扰（如电力线缆辐射）、密闭空间等极端条件，传统设备易出现故障。
协议碎片化：传感器、机电设备来自不同厂商，协议（如Modbus、CANopen）不统一，集成难度大，需重复开发适配接口。
成本与效率瓶颈：传统方案建设成本较无线方案高20%，且布线施工周期长；依赖人工巡检，效率低，存在“漏检、误检”风险，且设备升级需重新布线，二次成本占比超40%。
安全隐患突出：中心化监控架构下，单点故障可能导致系统瘫痪，无法满足管廊“不间断运行”要求。
SOLUTIONS AND SCENARIOS
3.1方案架构
该方案采用“云-边-端”协同架构，由物联网管理软件平台与硬件设备集群（物联网耦合器、控制器、协调器、网关等）组成。通过以下技术实现管廊智能化监控：
ZigBee无线 Mesh 组网：采用低功耗、自组网的ZigBee协议，构建多跳通信网络，支持节点自动路由与重传机制，网络覆盖范围扩大 50%，单点故障时数据可绕行传输，通信稳定性达 99.9%。
区域边缘计算：在网关控制器中嵌入边缘计算模块，本地处理 80% 常规数据（如温湿度、设备状态），减少云端负载，控制时延低于50ms，满足实时响应需求。
网络虚拟化技术：基于软件定义网络，将物理网络划分为多个逻辑子网，实现业务隔离与资源动态分配，网络利用率提升30%，支持灵活扩展。
大数据分析平台：集成时序数据库存储海量监测数据，通过算法识别设备异常（如振动、压力突变），提升预警准确率。
系统结构图
感知控制层：部署温湿度、气体浓度等传感器，实时采集环境参数，并联动控制风机、水泵等机电设备。
通信网络层：采用ZigBee无线传输加有线备份，支持多种通信方式，确保数据传输稳定。
平台服务层：通过物联网管理平台实现设备“管、控、营”一体化，提供设备远程配置、故障诊断、数据可视化等功能。
应用服务层：对接BIM 可视化平台、AI 分析工具，提供智能巡检、故障预警、能耗优化等应用服务。
3.2应用场景
地下综合管廊：实时监测管廊内水位、温湿度、有害气体、结构位移等参数，联动控制消防、风机、排水系统，实现自动预警和设备调节，提升管廊智能化管理效率，降低成本。
城市基础设施管理：可用于监测和管理城市的排水系统、供水系统、燃气管网、电力线缆等基础设施管网，提高管网运行效率和保障城市基础设施运行的安全性。
道路和交通管理：可以监控道路上的交通流量、车辆运行状态等信息，帮助城市交通管理部门进行交通规划和调度，提高道路交通效率和减少交通拥堵。
环境监测与保护：可以实时监测城市环境的空气质量、噪音水平等数据，帮助环保部门对环境进行监测和控制，保护城市环境和居民健康。
城市安全管理：可以帮助城市监测和管理城市内部的安全设施，如视频监控、消防设备等，提高城市的安全性和应急响应能力。
工业园区、矿山等特定区域管理：可用于监控和管理工业园区、矿山等特定区域中的管线系统、设备运行状态等。
3.3典型案例
截至 2023年9月，雄安新区已建成136公里地下综合管廊，其中40.89 公里采用城建智控物联网协调器、耦合器和控制器等设备超万套。系统通过物联网技术实时采集管廊温湿度、气体浓度等数据，依托数据分析平台智能识别设备异常，结合边缘计算实现本地数据快速处理与设备联动控制（如故障时自动启停风机）。该方案通过无线部署比传统方案减少布线量70%，大大提升了巡检效率和设备运行的可靠性，减少了建设和运维的成本投资，为管廊智能化监控管理提供了典型范例。
SUMMARY OF EFFECTIVENESS AND VALUE
该技术成果突破传统管廊监控方案瓶颈，采用无线部署技术，较传统PLC方案减少70% 布线量，建设成本可降低约20%，部署周期缩短 50%，设备故障率可降低30%。基于网络虚拟化技术支持多协议适配，解决传统方案 “协议碎片化” 难题，新增设备即插即用，扩展性提升 80%。ZigBee较LoRa 传输速率高3倍，较NB-IoT时延低70%，在管廊狭长空间中实现 99.9% 通信稳定性，单点故障时自动重路由保障数据不中断。
形成“云-边-端”协同的综合管廊物联网技术体系，为城市综合管廊智能化标准提供数据支撑，推动行业从“经验驱动”向“标准驱动”转型。目前，公司技术团队正在参与编制《城市综合管廊物联网边缘控制技术标准》，推动技术从项目实践迈向行业规范，不仅是对现有技术成果的权威认可，更有望成为全国性技术标准，引领地下空间智能化建设，进一步巩固技术领先地位，提升行业影响力。技术成果已纳入雄安新区智慧城市建设规范，成为国家级示范项目。
同时，该技术成果打破传统 SCADA+PLC方案垄断，构建“低成本、高可靠、易扩展”的新范式，在雄安管廊建设中成为首选方案。其“无线部署+边缘计算+数字运维”的技术路径，为工业园区、矿山等地下空间提供可复制模板，推动行业从“高投入低智能”向“轻量化智慧化”转型，为新型城镇化建设提供技术支撑，兼具产业升级与社会民生双重价值。
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