物联网&智慧城市创新实践｜伊金霍洛旗市政养护及数智化城市安全生命线建设

  

「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）。」

申报单位：伊金霍洛旗市政公用事业中心

　　　　　成都圭目数智交通科技有限公司

所属领域：基层治理领域
  

一、案例概述

　CASE OVERVIEW

　　在全球气候变暖与城市化进程加快的背景下，伊金霍洛旗面临着城市内涝频发、道路安全隐患隐蔽、市政管理效率低下等多重挑战。为提升城市治理现代化水平，伊金霍洛旗市政公用事业中心整合多项前沿技术，构建了伊金霍洛旗城市生命线安全运行监测系统，其中包含“城市道路地下空间安全检测系统”“智慧城市内涝监测预警系统”、“伊旗市政管护数字化平台”、“智慧管网信息管理系统”等多个子模块，形成了覆盖城市基础设施安全检测、内涝预警及市政管理等全方位智慧城市解决方案。

　　其中立体化城市内涝积水监测预警系统以“立体监测、及时预警、系统联动”为核心理念，在城市易积水点、低洼路段等风险区域布设4台一体化雨量自动监测站和50台井盖式内涝积水监测终端，通过物联网、大数据技术实现水位、降雨量等数据的实时采集与传输，依托监测预警平台实现从数据采集到预警处置的全流程闭环管理。

　　“伊旗市政管护”数字化平台聚焦市政基础设施管理效率低下、市民参与度不足等问题，以微信小程序为载体，构建了“全员+实时”的市政管护体系，实现了市政问题从上报、审核到维修、反馈的全流程数字化闭环管理，推动市政管理从粗放式向精准化转型。

　　城市道路地下隐患自动化检测系统采用机器人+AI识别先进技术，结合高精度定位的数字孪生模型，实现对道路地下空洞、脱空、土体疏松区等隐患的自动化检测、精准定位和可视化管理，为道路安全运营提供数据支撑。

二、行业挑战

　INDUSTRY CHALLENGES

（一）城市内涝问题

　　（1）监测网络缺失：传统内涝监测依赖人工驻点值守，智慧感知设备部署不足，无法实现对易涝区域的实时动态监测，导致灾害发生时难以及时发现和处置。

　　（2）预警响应滞后：预警信息传递效率低下，无法为民众避灾和工作人员防灾争取足够时间，常陷入“逢雨必涝，遇涝则瘫”的困境。

　　（3）部门协同不足：应急响应体系中各部门信息共享不畅，协同联动机制不健全，资源调度效率低下，难以形成有效的应急处置合力。

　　（4）数据支撑薄弱：缺乏系统的内涝基础数据和历史数据，难以深入分析内涝成因及发展趋势，使防汛治理和设施改造缺乏科学依据。

　　（二）市政管理效能瓶颈

　　（1）管理方式传统粗放：市政基础设施管理长期依赖人工巡查，存在巡查范围有限、问题发现不及时等问题，人力成本高且效率低下。

　　（2）公众参与机制缺失：市民缺乏便捷的问题反馈途径，参与城市治理的积极性不足，难以形成政府与市民的良性互动。

　　（3）协同效率亟待提升：市政管护涉及报修、审核、派单等多个环节，传统模式下流程衔接不畅，信息传递延迟，制约整体效率。

　　（4）数据价值未被挖掘：大量市政管护数据分散碎片化，无法形成完整数据集，难以提炼管理痛点，导致维护工作缺乏针对性。

　　（三）道路安全检测难题

　　（1）检测技术复杂性：道路地下隐患隐蔽性强，传统检测方法效率低，精度差，人工无法识别地下空洞、脱空等病害，且易受地下管线、地质条件等因素干扰。

　　（2）环境与进度压力：城市道路车流量大，检测作业易受交通环境影响，且项目工期紧张，对检测效率和进度控制提出较高要求。

　　（3）成果单一无法可视化：传统检测只提供报告，难以长效管理和定期巡查，人工无法判断病害发展情况，同时无法实现科学养护决策。

三、解决方案与场景

　SOLUTIONS AND SCENARIOS

　通过构建了伊金霍洛旗城市生命线安全运行监测系统，建立物联网+机器人+AI数字化平台综合解决方案，实现高效、长效、精准、智慧的决策运维体系。

　　（一）立体化城市内涝积水监测预警系统

　　（1）系统架构与技术应用

　　通过物联网技术，在易积水点、下穿隧道等区域布设4台一体化雨量自动监测站和50台井盖式内涝积水监测终端，采用电池供电和4G无线通讯方式，实时采集降雨量、水位等数据，当水位超过阈值时自动触发告警。

图1 内涝积水监测终端

　　将收集的数据进行自动分析，实现监测预警：整合前端数据构建内涝风险数据库，利用数据分析算法实现内涝风险评估与预警，具备站点管理、数据采集、分析展示及报警提示等功能。

图3 全域内涝积水监测

（2）核心应用场景

　　内涝风险实时监测：雨量站远程监测降雨量，预测雨强变化趋势，为风险评估提供数据支撑，工作人员可通过PC平台和移动端实时查看监测数据。

　　全域内涝积水监测：对全域易涝积水点进行智能监测，实时监测隧道积水水位、排水井盖水浸情况，通过GIS地图可视化展示，当水位超阈值时通过预警信息屏、手机APP等多渠道发布预警。

　　应急联动处置：建立群防群策应急体系，职能部门根据预警发布决策指令，组织应急抢险救援和人员转移，实现各部门信息共享与协同作战。

　　（二）“伊旗市政管护”数字化平台

　　（1）系统功能架构

　　全域数字化报修平台：以微信小程序为载体，市民和工作人员可一键上报道路损坏、井盖缺失等问题，上传现场图片和位置信息，实现全民参与报修。

图4 “伊旗市政管护”首页

　　工单闭环管理体系：建立“报修-审核-派单-维修-反馈”全流程闭环机制，系统自动生成工单，根据问题类型派发给相应部门，维修完成后上传对比照片，通过短信通知上报人处置结果。

　　数据实时统计分析：平台实时展示工单数据，以图表形式呈现报修量、工单类型占比等信息，为管理决策提供数据支撑，辅助优化维护计划和资源配置。

图5 工单详细分析页面

　　（2）典型应用场景

　　全民参与市政管理：市民通过“随手拍”功能反馈问题，平台整合多方上报信息，形成全域覆盖的监督网络，激发公众参与城市治理的积极性。

　　高效工单流转与处理：工单流程自动化流转，减少人工干预，提高处置效率。例如道路损坏问题处置时间从传统模式的1-2天缩短至4小时以内，亮化设施故障当天解决。

　　数据驱动管理决策：通过分析工单数据，识别道路硬化、亮化设施等故障类型，调整维护重点，集中力量排查高发区域，降低同类问题重复发生率。

　　（三）城市道路地下隐患自动化检测系统

　　（1）检测技术与方案

　　设备与数据采集：采用搭载200MHz、400MHz、600MHz三维探地雷达及激光深度相机的多功能检测车与机器人，实现道路及地下病害同位置数据对比，结合惯导+RTK+北斗多源高精度定位系统，实现对道路地下病害的全覆盖检测，采集数据包含真实坐标信息，定位精度达5cm。

　　检测流程与方法：通过探地雷达发射高频电磁波，根据反射信号分析地下目标体的位置、形态及介电特性，结合AI辅助识别技术，自动识别路面裂缝、地下空洞等病害，形成病害信息表。

　　数据融合与分析：根据高精度定位雷达数据和三维图像数据，可配准对照分析路面和地下缺陷情况，辅助更准确判断病害成因。由于采集到的路面表观拼接图像和三维地质雷达数据拼接结果均具有北斗经纬度坐标，可以将表面图像数据与内部三维地质雷达数据基于地理位置信息精准配准。在分析三维地质雷达数据时，同屏幕分区显示对应的表观实景拼接图像，可以有效评估内部结构病害是否已经扩展至路面表观形成结构性表面损伤，也可以在内部结构病害标注时排除地表特殊物的干扰影响，提升内部结构病害分析的准确性，而且在存储相关病害信息时，同时存储标注病害所在部位的局部表观实景图像和三维地质雷达数据切片图，便于病害信息的追溯管理。

图10 数据融合分析

　　数据处理与输出：对采集数据进行AI自动处理与识别技术，通过钻探验证法对隐患点进行验证，确保检测结果准确性，形成包含病害类型、深度、影响面积等信息的检测报告、CAD分布图及病害卡。

图11 成果输出多元化

　　病害导航与验证：完成数据标注后，基于高精度定位雷达数据和图像数据，基于手持便携RTK和移动终端可精准定位病害位置，服务于现场取芯验证、病害精准处治。

图12 病害导航功能

　　（2）应用场景与流程

　　道路安全隐患普查：对城市道路0-3米范围进行全覆盖探测，检出地下空洞、脱空、土体疏松区等病害，同步调查管线分布情况，为道路安全维护及施工处置提供全面数据。同时采集的道路实景图通过AI算法实现行动拼接和数字孪生模型建立。实现道路管网“一张图”，道路数据详情“两张表”及结构病害“一张卡”，实现全流程精细化管理。

图13 道路数据一张图

　　重点区域详查与复测：对普查发现的疑似隐患点加密布设测线，进行详查验证并可对重点道路开展复测，对比分析病害变化情况，为后续治理提供依据。

图14 道路实景及管线数字孪生模型

　　应急检测与处治：在道路突发塌陷等紧急情况时，2小时内到场开展应急检测，2个工作日内出具检测报告，为抢险救灾提供技术支持。

四、成效及价值总结

　SUMMARY OF EFFECTIVENESS  AND VALUE

（一）实际应用效果

　　城市安全保障能力显著提升：立体化内涝监测系统实现2024年伊旗城区内涝灾害人员伤亡事件为零，保障了城市生命线稳定运行；道路隐患检测系统精准识别地下病害，为道路安全运营提供保障。此外，“伊旗市政管护”平台上线一周接收各类市政问题153件，道路损坏问题平均处置时间缩短至4小时以内，亮化设施故障修复时间从1-3天缩短至当天，显著提升市民满意度。通过内涝预警系统实现数据实时采集与分析，改变传统人工值守方式，为防灾减灾争取宝贵时间；道路应急检测确保突发状况下快速响应，降低事故损失。

　　城市道路地下空间安全检测系统在路检测任务中，利用搭载的工业面阵相机及探地雷达设备分别采集检测区域内的道路表观和结构层数据，并结合高精度的位置信息生成检测区域道路表观和内部结构三维模型。通过检测工程师并结合基于深度学习的病害识别算法进行检测数据分析，其定位精度、导航精度均达到领先水平。通过对选定路段使用机器人进行视觉系统表观检测和三维探地雷达结构病害无损检测，可调查路面损坏情况及内部结构病害情况，进行表观及内部数据的整体拼接，形成调查区域全面数字模型，结合道路数字孪生模型信息及数据融合分析，提升道路养护数字化、网络化、智能化水平，加快传统基础设施与“新基建”的融合创新发展。

　　（二）社会效益与价值

　　立体化内涝监测系统与伊旗市政管护平台，完善了城市防涝应急体系，提升了应对极端天气的能力；道路隐患检测为城市基础设施安全运行提供支撑，增强了城市整体韧性。推动城市治理从政府单一管理向“政府主导、公众参与”共治模式转变，增强了市民的城市主人翁意识，促进了社会和谐。

　　城市道路地下空间安全检测系统具备全面、精准、高效、安全、易用的优点，同时还具有检测作业的自动化、作业管理信息化、分析与诊断智能化的特点。有助于构筑形成优质可靠、规范高效、先进智能、绿色集约的现代化养护体系。可同时实现路表病害检测及内部结构病害检测的智能识别，并完成三维可视化建模的全过程处理，效率明显高于传统的表观、内部结构分别检测的方法。与以前的检测方法相比，检测速度更快，对道路交通的影响程度小。有助于后续建成相应的供给、管理、技术和保障体系，全面提升公路养护效能，深入推进公路养护高质量发展。

　　三大系统积累的海量数据为城市规划、防汛治理、设施改造提供科学依据，推动城市管理从经验驱动向数据驱动转型，提高了决策的科学化、精细化水平。

　　（三）经济与技术价值

　　降本增效成果显著：数字化市政管理减少人工巡查成本，道路检测精准定位隐患避免盲目开挖，内涝预警系统优化资源调度，降低了城市管理总体成本。

　　降低交通影响：采用城市道路地下空间安全检测系统，检测人员不需要像以前一样在紧急停车带通过肉眼测量病害位置及规模，再将问题记录下来通过人工识别后录入Excel表格。道路自主检测机器人自主规划检测路线，检测效率高，因此更快地完成道路病害检测工作，减少检测任务对道路交通的影响，并且减少了检测人员在道路上的长时间逗留及来回穿梭，避免相应的安全隐患。

　　技术创新与示范引领：整合物联网、大数据、AI等技术，形成了可复制、可推广的智慧城市解决方案，为其他地区的城市治理数字化转型提供了有益借鉴。

　　可持续发展能力提升：系统的持续升级与优化为城市未来发展预留了技术接口，随着技术进步和需求提升，将进一步推动城市治理体系和治理能力现代化，为伊金霍洛旗智慧城市建设奠定坚实基础。