城市地下综合管廊被誉为城市运行的“生命中枢”与“隐形脊梁”。它通过在地下空间集约化敷设燃气、电力、给排水、热力及通信等关键市政管线，构成了支撑城市高质量发展的底层感知网络。管廊的稳定与高效运行，不仅直接维系着千家万户的能源供应、信息传输与民生安全，更是衡量一个城市现代化治理水平、综合承载能力及应急避险能力的显著标志。截至2024年底，我国城市地下管网总长度已达378.5万千米，其中老化燃气管道更新改造达16.5万千米，综合管廊建成里程突破7000千米。这一规模庞大的基础设施集群，正从“物理空间”向“智慧载体”深度演进。

从战略全局看，地下管廊建设是推进中国式现代化的内在要求与时代使命。党的二十届三中全会明确提出，建立可持续的城市更新模式和政策法规，加强地下综合管廊建设和老旧管线改造升级，深化城市安全韧性提升行动。2023年12月，习近平总书记在中央经济工作会议上强调，建设城市地下管网是城市的“里子”工程，“咱们中国传统都是要‘面子’，实际‘面子’、‘里子’要一起要，要更重‘里子’”。2024年，李强总理在政府工作报告中进一步强调，要将完善地下管网作为稳步实施城市更新行动的重要环节并加快推进。2026年《求是》杂志再次强调高质量推进城市更新，提出加快城市地下管线管网建设改造，因地制宜建设地下综合管廊，完善建设运维长效管理制度。可见，加强管廊建设已上升为国家意志，是党中央立足长远、防范风险、造福人民的重大战略部署。

在安全维度上，综合管廊是提升城市韧性、保障“底线安全”的战略防御屏障。长期以来，传统管线的直埋式敷设方式存在布局散乱、易受地质变动侵蚀、极易被外部施工破坏等弊端，任何一处管线的故障都可能引发城市运行的连锁反应。而综合管廊通过构筑全封闭、全受控的地下钢筋混凝土空间，将各类管线集中安置，有效阻隔了土壤腐蚀与自然灾害的干扰。结合实时监测系统，管廊能够实现对管线渗漏、短路、燃气泄漏等风险的精准防控，从根本上降低了第三方损毁风险，确保了城市运行脉络在极端情况下的长期稳固与绝对安全，真正践行了“安全第一、预防为主”的城市治理理念。

在民生维度上，管廊建设彻底终结了“马路拉链”与“空中蛛网”等城市治理长期存在的痼疾。过去，由于管线分属不同部门且缺乏协同，道路因维修管线而反复开挖，不仅造成巨大的财政资源浪费，更导致交通拥堵、尘土飞扬，严重干扰市民正常工作生活。综合管廊的出现实现了“一次建设，百年受益”，后续所有管线的增设、扩容及日常维护均在廊道内部静默完成，无须再对城市地表“动手术”。与此同时，电力与通信线缆的入地释放了宝贵的地面空间，消除了悬于头顶的视觉污染，显著提升了城市景观的通透感与美学价值。这种资源集约、空间节约的布局模式，不仅改善了居民的生活质量，也为未来智慧城市的立体化扩展预留了充足的物理余量。

在科技维度上，管廊建设是人工智能（AI）、无人机及大模型等前沿技术落地的最佳物理载体。 综合管廊封闭、受控且具备标准化结构特征，为智能装备的应用提供了天然的“实验室”。通过在廊内布设覆盖全域的传感器矩阵与边缘计算设备，结合自主巡检无人机与四足机器人，城市管理者得以构建起一套虚实融合的全息感知体系。特别是利用大模型驱动的智能体，能够对海量时序数据进行深层挖掘与关联分析，实现从简单的“数据报警”向“态势预判”与“方案自动生成”的跃迁。这种从依赖人力的传统模式向“自主感知、智能认知、精准决策”的数字化转型，不仅极大地提升了运维效率，更为城市生命线的全生命周期管理提供了科学的范式参考。

《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》再次为这一工程定调：必须建立可持续的城市更新模式，深化城市安全韧性提升行动。城市地下综合管廊建设既是解决历史遗留问题的“补短板”之举，更是面向未来的“利长远”之策。它以隐形的方式守护着地上的万家灯火，必将在中国智慧城市建设的进程中，谱写出科技赋能民生、创新驱动发展的崭新篇章。

AI赋能城市地下管廊建设

随着我国“新型城镇化”战略的持续推进和“智慧城市”建设的全面展开，地下综合管廊的建设规模日益扩大，网络结构愈发复杂，传统的管理和运维模式已难以应对新时代的严峻挑战。传统的管廊管理方式面临着多重障碍，首先是环境的极端复杂性：地下管廊通常处于相对封闭、高湿度的特殊环境中，极易产生大量水汽。这种高湿环境对管廊内的安全监测设备，特别是气体传感器和烟雾报警器，提出了严峻挑战，导致监测精度下降、误报率增加，严重影响了预警系统的可靠性。其次，传统的运维模式主要依赖人工定期巡检和被动排查，这导致了运维的滞后与高风险。人工巡检频率有限，难以实现全天候高频感知；管廊内部环境复杂、危险性高，人工排查不仅效率低下，且存在巨大的安全风险。最后，面对管廊内多源、海量的监测数据，人工分析难以做到及时、准确的故障检测、定位与排除，形成了数据孤岛与分析瓶颈，阻碍了运维效率和管理水平的本质提升。

“地下生命线”的智慧守望：

管廊全场景感知与AI大模型辅助决策系统

在全球定位系统（GPS）信号缺失、空间狭窄的管廊深处，无人机已从简单的飞行平台进化为敏捷的“数字尖兵”。这套系统彻底攻克了地下密闭空间的定位难题，使无人机在高速穿行中依然能保持0.034米以内的厘米级定位精度。配合智能路径规划算法，无人机能自动开辟“安全走廊”，在错综复杂的管线间灵活避障。其搭载的“AI大脑”具备极强的洞察力，对氧气探测器、检修箱及地面积水等隐患的检测准确率高达99.5%。依托成功率高达95%的自动充电系统，无人机实现了从自主起飞、精准巡检到自动补能的闭环作业（见图3），将隐患排查从“人工扫视”跨越式升级为“全天候自主值守”。

面对管廊内多源异构的监测数据，智能运维体系已不再仅仅是信息的记录者，而是进化为具备深度思考能力的“运维智能体”。通过融合多源异构数据，构建了国内首个城市地下空间知识图谱，包含6大类共791个实体类型，全面涵盖了地下空间中的典型系统、设备与关键巡检信息等，实体间通过13类共1407个关系全面关联，可实现高效的地下空间知识表示与检索。通过深度融合知识图谱技术、大语言模型（LLM）及深度学习算法，构建面向城市地下综合管廊场景的知识增强运维大模型（见图5）及多智能体系统，驱动城市地下空间安全管理从“经验驱动”向“数据驱动”的变革。智能体能够从细微的电流波动或水位变化中精准挖掘潜在隐患。一旦发现异常，大模型驱动的Agent能像资深工程师一样自主调用检测工具，并实时生成自然语言诊断报告与运维建议。这种决策闭环不仅大幅提升了智慧管廊的运行效率，更确保了城市生命线能够真正做到“预防性维护”。

城市地下综合管廊作为承载城市生命力的“里子工程”，其智慧化进程不仅是技术的堆叠，更是对超大城市治理模式的深层重塑。从底层传感器的材料级创新，到空地协同的立体化巡检，再到知识驱动的大模型辅助决策，一套全场景、高可靠的智能体系已然成型，将昔日幽暗复杂的地下空间转化为了透明、安全、可控的数字化载体。这不仅是一场效率的革命，更是安全底线的本质提升。通过突破高湿环境下的感知瓶颈，系统解决了“狼来了”式的虚假警报问题，让预警回归真实与果敢；通过赋予无人机与安防算法敏锐的“五感”，系统将巡检人员从高风险的作业环境中彻底解放。每一项厘米级的定位突破，每一帧毫秒级的火情响应，都在无声中加固着城市的运行底座，让智慧城市的脉动在地下深处稳健如初。

展望未来，智慧管廊将从“被动守护”迈向“主动思考”。随着多源异构数据的持续汇聚与运维智能体的不断进化，这套系统将不仅仅是安全屏障，更将成为具备自主学习能力的“数字生命体”，实现从局部感知向全域治理、从规则驱动向知识增强的跨越。在数字化转型的浪潮中，对基础设施的维护已超越对钢筋混凝土的修缮，更是对千万家庭“万家灯火”的守护。这种以 AI 赋能城市生命线、以创新驱动民生福祉的实践，必将成为构建韧性城市、提升现代化治理水平的技术典范，让科技的温度在城市的每一个角落——无论是地表之上还是深壑之下，都能触手可及。

本文刊登于IEEE Spectrum中文版《科技纵览》2026年2月刊。

作者简介

张新民：工业控制技术全国重点实验室、浙江大学控制科学与工程学院研究员。

高梓皓：浙江大学控制科学与工程学院博士研究生。

曹云琦：工业控制技术全国重点实验室、浙江大学控制科学与工程学院研究员。

张 宇：工业控制技术全国重点实验室、浙江大学控制科学与工程学院教授。

温晨鹰：杭州市地下管道开发有限公司高级工程师。

朱祖港：杭州市地下管道开发有限公司高级工程师。

宋执环：工业控制技术全国重点实验室、浙江大学控制科学与工程学院教授。