Page 81 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第6期

第 50 卷第 6 期 袁宏永等：城市生命线安全工程发展现状与趋势 1103

图 3 城市生命线监测运营服务标准体系
Fig. 3 Standard System for Urban Lifeline Monitoring and Operation Services
统应用越来越广泛 ［16］ 。由于 SCADA 系统能在 NRC（National Research Council）的 研 究 人 员 都
线 实 时 监 测 各 节 点 压 力 流 量 ，因 此 对 于 全 管 断 进行了基于声信号的管道监测 ［21］ ，中国学者们也
裂等原因引起的大规模泄漏导致压力骤然下降 对管道的第三方破坏预警开展了研究工作 ［22-23］ 。
能 做 到 有 效 监 测 ，但 是 无 法 发 现 管 网 中 出 现 的 相关研究和产品应用证明了基于声学/振动信号
微小泄漏。 识别第三方施工威胁的可行性，且针对管道本体
2）燃气管网相邻地下空间泄漏监测预警技术 监测可实现在较少监测点下更大范围覆盖。
随着城市地下管网建设规模和密度的不断 2.2 桥梁安全风险监测预警技术

增加，地下空间交叉穿越和间距不足等问题频繁 桥梁安全风险监测预警代表性技术主要包
出现，埋地燃气管道泄漏扩散至相邻地下空间燃 括响应超限预警技术、算法模型预警技术及综合
爆事件呈现出高发趋势。目前相邻地下空间燃 实验预警技术等。
气聚集主要通过在地下空间安装燃气监测设备 1）响应超限预警技术
来实时感知，同时结合燃气扩散、爆炸研判分析 针对较为平稳的单一监测指标，可以采用动
对燃气燃爆风险进行预测预警 ［17］ ，弥补了传统燃 态响应超限预警技术 ［24］ ，依托有限元模型、统计
气管道监测的不足。此外，由于地下空间环境恶 数据及行业标准规范等，设定位移、应变、加速度
劣，存在多积水、沼气滋生、空间温差大、通讯信 等动态响应参数的阈值，将实时监测的时域数据
号弱等特点，清华大学研发的高可靠性监测传感 与之进行即时比对，判断实时数据是否超出预设
器较好地解决监测装备环境适应性难题。 的安全阈值，实现对潜在突发事件的快速研判。
3）燃气管道第三方施工破坏监测预警技术 与国内强调的预防性监测方法不同，一些地震频
近年来，城市地下燃气管道第三方施工破坏 发国家则会更注重利用响应数据进行灾后寿命
事件频发，已成为城镇燃气管道安全运行的主要 评价 ［25］ 。通过实时比对震时响应数据与抗震设
威 胁 。 随 着 信 息 化 技 术 的 不 断 进 步 ，视 频 识 计数据，可以为桥梁健康状况的研究和灾害预警
别 ［18］ 、埋地光纤感知 ［19］ 、声学/振动传感器感知 ［20］ 提供重要决策依据 ［26］ 。
等技术被逐步应用到燃气管道第三方施工破坏 2）算法模型预警技术
防控领域。上述技术尚存在一定缺陷，如视频识 在实际桥梁安全监测过程中，监测数据可能
别探测距离有限，需沿管道大量布设，且城区建 会受到温度效应、传感器松动、噪声较大等情况
筑物遮蔽等均对视频监控存在一定影响；光纤一 的干扰，需要采用算法模型预警技术 ［27］ ，对监测
般需与燃气管道同步敷设，对于已服役地下管道 数据通过算法模型进行处理后再开展分析预警，
不适用。基于声学/振动的第三方施工识别技术 减小或消除异常数据影响，实现监测数据深度挖
是 研 究 热 点 ，美 国 多 家 研 究 所 和 公 司 、加 拿 大 掘，如动态阈值算法模型预警、模态参数算法模