智慧城市综合管廊技术理论与应用

随着新一代信息技术的发展，智能巡检机器人、物联网等技术逐渐发展成熟并开始在城市综合管廊中得到应用，由于缺乏系统性的理论基础，尚未充分考虑机器人与人工智能技术对传统面向现场人员运维业务和管理的影响,局限在局部的智能化和体系架构研究上，无法支撑智慧城市综合管廊的可持续发展。在总结和分析了综合管廊发展现状及相关理论与技术的基础上，并根据作者多年复杂系统设计与研发的工作经验编写了本书,全书共分7章，介绍了智慧城市综合管廊的基础理论、综合监控与智能分析、全寿命周期安全与经济分析、智慧城市综合管廊技术应用研究等内容，确保本书能为管理者提供参考,为设计者提供建议,为运营者提供思路。

张涛，深圳市地方级领军高层次专业人才，深圳市龙岗区专家，苏州热工研究院有限公司专家。曾任香港中文大学（深圳）机器人与智能制造研究院电力机器人实验室负责人，深圳市人工智能与机器人研究院高级工程师，长期从事电力（核电）、市政基础设施智慧运维技术与装备研究与应用。

戴文涛，深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司智慧设计院院长，教授级高工，注册电气工程师，中国勘察设计协会电气分会常务理事，广东省勘设协电气及自动化专业委员会主任委员，2018年中国建筑电气行业杰出青年，2019年全国建筑电气行业百位突出贡献人物，在综合管廊、智能机器人、智慧多功能杆及市政基础设施方面有丰富的工程实践。现于清华大学粤港澳大湾区创新领军工程博士班研修物联网与智慧协同。

丁宁，博士，研究员，毕业于香港中文大学机械与自动化工程学系，研究方向为仿生特种机器人与计算机视觉。现任香港中文大学（深圳）机器人与智能制造研究院副院长，深圳市人工智能与机器人研究院特种机器人中心主任。同时担任SAC/SWG13全国特种作业机器人标准化工作组委员，广东省人工智能与机器人学会理事，深圳市电子学会理事。

前言

第1章概述
11国内外发展现状
111国外发展现状
112国内发展现状
12存在的主要问题
13相关法规与标准
131 政策法规
132设计规范与标准

第2章智慧运维技术理论研究
21城市综合管廊智慧运维理论概述
211城市综合管廊概念和主要内容
212城市综合管廊特点与作用
213城市综合管廊管理原则和方法
214城市综合管廊智慧运维技术体系
22全寿命周期设施管理理论
221设施管理概论
222城市综合管廊设施管理
23泛可靠性与安全分析理论
231泛可靠性理论
232概率安全分析
24信息科学技术理论
241人工智能统一理论概述
242机器学习理论概述
243大数据概述
244数据可视化技术概述

第3章综合监控与智能分析
31智能巡检机器人技术
311功能与分类
312检测技术
313智能感知与控制
32多源数据融合与智能分析技术
321多源异构数据的共享与融合技术
322设施缺陷和异常图像的智能识别与分析
323设施运行状态的智能预测与分析
33城市综合管廊设施综合监控
331数据治理与标准化
332统一监控与管理平台
333设施状态监控与联动处理

第4章全寿命周期安全分析
41风险评估与安全目标
411风险评估
412安全目标
42安全分析与评估
421安全分析与设计优化
422运行状态安全分析
423严重事故安全分析
43可靠性分析与评估
431可靠性设计优化
432可靠性分析与评估

第5章全寿命周期经济分析
51全寿命周期成本分析
511全寿命周期成本
512工程建造成本
513运维成本
514延寿退役成本
52全寿命周期费用建模
521费用综合建模
522费用定价模型
53动态经济性评估与优化
531经济性评价体系
532动态经济性评价

第6章智慧城市综合管廊与运维策略优化
61智慧城市综合管廊顶层设计
611顶层设计
612技术架构
613统一管理与信息服务平台
62数据与服务融合
621时空大数据
622数据的融合
623服务的融合
63智慧运维与策略优化
631智慧运维
632运行策略优化
633维修策略优化

第7章智慧城市综合管廊技术应用研究
71智慧城市综合管廊建设需求与现状
711智慧城市综合管廊建设需求
712智慧城市综合管廊的建设与发展现状
72深圳市智慧城市综合管廊顶层设计
721深圳市综合管廊建设现状
722深圳市智慧城市综合管廊需求分析
723深圳市智慧城市综合管廊总体设计
73深圳市智慧城市综合管廊技术方案
731信息基础设施与支撑环境
732综合运行监控系统
733智慧管理系统

参考文献〖＝（〗

为了解决城市发展中面临的管线事故频发、道路反复开挖、土地资源紧张等一系列“城市病”，提高城市经济与可持续发展水平，我国开始大力发展城市综合管廊，并以每年2000km左右的速度快速规划、建造与运营。随着大量城市综合管廊进入运营阶段，如何保障城市“生命线”的安全、高效运营逐渐成为城市综合管廊研究领域的重要方向。
城市综合管廊是一个典型的复杂系统，属于地下有限空间，管线众多，风险源多样且涉及专业广，采用传统的人工监管方式难以满足大量城市综合管廊运维的需要。随着新一代信息技术的发展，智能巡检机器人、物联网等技术逐渐发展成熟并开始在城市综合管廊中得到应用。由于缺乏系统性的理论基础，尚未充分考虑机器人与人工智能技术对传统面向现场人员运维业务和管理的影响，局限在局部的智能化和体系架构研究上，无法支撑智慧城市综合管廊的可持续发展。
为了建立智慧城市综合管廊理论框架，全面梳理和分析智慧城市综合管廊相关技术体系，并为城市综合管廊运营及科研人员提供技术参考，在总结和分析了综合管廊发展现状及相关理论与技术的基础上，并根据作者多年复杂系统设计与研发的工作经验编写了本书，介绍了智慧城市综合管廊的基础理论、综合监控与智能分析、全寿命周期安全与经济分析等内容，并结合智慧城市建设思路开展智慧综合管廊技术应用研究，确保本书能为管理者提供参考，为设计者提供建议，为运营者提供思路。
在本书的撰写过程中，深圳市市政设计研究院有限公司的蔡晓坚、深圳中冶管廊建设投资有限公司的付正耀总工等参与了部分调研和研究工作，提出了宝贵的修改意见，对各位的付出，深表谢意。本书的研究工作得到了住房和城乡建设部科学技术项目计划“基于智能巡检机器人的城市综合管廊智慧运维技术研究”（2018K8034）项目资助，在此表示衷心的感谢。
限于作者的经验、知识以及时间与精力，书中难免会有不妥甚至错误之处，恳请广大读者、专家批评、指正