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元新闻特稿|清华在合肥,挖了一个坑
来源: 元新闻微信公众号 徐宏博 2026年08月11日 10:52 责编: 龚凤琴

|元新闻特稿|

合肥的立交桥、道路和深埋地下的管网,是城市运行的“生命线”。数万个传感器就藏在你不曾留意的地方,日夜不停地监测着脚下和四周的动静。监测数据会实时传回到位于清华大学合肥公共安全研究院的安徽省城市生命线智慧监管中心,那里有一块巨大的屏幕,告诉你这个城市的安全情况。

2013年,合肥跟清华联合成立了清华大学合肥公共安全研究院(以下简称“清华合肥院”),2015年起正式启动城市生命线安全工程建设。如今合肥设置了9.2万套设备,覆盖了7316公里管线、137座桥梁。

8月5日,元新闻跟随2026年“活力中国调研行”采访团走进清华合肥院,探访守护整座城市安全的“生命线”中枢。

01/

他们挖了一个坑

每天平均处理数据超百亿条,这是城市生命线监测中心的日常,也是清华大学安全科学学院院长、清华大学合肥公共安全研究院院长袁宏永的日常。

1982年,他报考合肥工业大学建筑工程系,被调剂到中南矿冶学院(现为中南大学)工程测量专业。

一个偶然的机会,袁宏永进入中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室从事博士后研究,师从我国火灾科学创始人范维澄院士。在安全科学研究方面,一干就是三十多年。

彼时,国内城市生命线安全领域几乎是一片空白。城市地下管网深埋地下、桥梁内部损伤肉眼不可见,传统人工巡查只能发现表面问题,对管道腐蚀、泄漏等隐蔽性隐患,往往是“出了事故才知道”。

2014年,袁宏永团队开始探索城市生命线安全工程的建设方案,并率先将城市燃气管网安全作为突破口。

袁宏永告诉元新闻,近十年来,我国城市地下燃气管网规模大幅扩展,地下燃气储量增加了30倍以上。一座一线城市的地下燃气储量可达1500万立方米。而挑战在于,70%的燃爆事故源于中低压管网的微小泄漏,同时泄漏的燃气常通过相邻的排污、排水、电力管道等空间集聚,形成“新型燃爆风险”。

传统巡检主要靠人,人看不见地底下的事。

要自主研发,首先得在实验室内模拟出地下真实的复杂工况。但传统小型实验室空间有限,无法复刻城市地下多管线交错、温湿度动态变化的真实环境。

于是,袁宏永团队搭建了全球首个1∶1真实尺度复刻的地下管网实验平台,看着像一个大坑。

坑长36米,宽15米。挖好之后,往里面埋管子。燃气管、供水管、排水管、热力管,一条一条埋进去,跟市政管网一模一样的尺寸、埋深、走向。一共8个实验区,对应不同地区、不同土质。

“当时国内没有人这么干过。”清华合肥院城市生命线安全研究中心副主任侯龙飞说。

这个坑后来有了一个正式的名字,城市生命线安全工程综合实验平台,可真实模拟燃气爆炸、水管爆管、多管线耦合等灾害场景。

另一个棘手的问题在于燃气探测核心元器件长期被国外垄断,进口探测器一套高达万余元。此外在“高腐蚀、高潮湿、强酸强碱”环境下使用3个月后,半数不能继续工作,可以正常使用的探测器也需要半年校准一次,维护成本极高。

为此,袁宏永决定绕开国外公司垄断的技术路线,转向激光光谱技术的研究,攻克激光芯片瓶颈技术和成本问题。

袁宏永说,“我们成功研发出国产化可燃气体激光探测器,还将工商企业和家庭燃气激光探测器的成本降低至百元级,成果破解了燃气激光芯片受制于人的局面,良品率提升至90%,芯片成本降低90%。同样的价格,我们的技术指标比他们高出一倍多。”

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合肥,试验场

2013年,合肥跟清华合作的时候,没人知道这事能不能成。但合肥做了一件事,后来回头看很关键,就是开放场景。

2015年,合肥首创城市生命线安全工程系统,将整个城市作为应用场景。合肥市开放了燃气、桥梁、供水、排水、热力、消防等八大领域场景资源,为技术转化落地提供了天然的试验场。

2017年,合肥市成立了全国首个城市生命线工程安全运行监测中心。

截至目前,合肥已累计布设9.2万套前端感知设备,覆盖7316公里地下管线、137座桥梁。安徽省则拓展至23.6万套,覆盖17万公里地下管网、325座桥梁,形成地上地下一体化数字感知一张网,把看不见的地下隐患转化为平台可识别、可预警、可追踪的数字化信号。

同时,监测场景已从基础的燃气、桥梁等,拓展至电梯安全、建筑安全、森林安全、动火作业安全等城市安全场景。

“传感器装在哪、装多密,不是拍脑袋定的,而是靠科学评估风险、严格论证技术,最终目的就是用最少的设备管住最大的范围。”袁宏永告诉元新闻记者。

此外,合肥城市生命线工程安全运行监测系统还为各类基础设施的风险定级。一旦发生三级以上预警,系统会在7分钟内完成响应,将信息精准推送至权属单位、行业主管部门和辖区政府。清华合肥院通过深入研究风险机理,建立多种分析模型,为权属单位和政府提供险情处置的辅助决策支持。

2021年,安徽省委办公厅、省政府办公厅印发《关于推广城市生命线安全工程“合肥模式”的意见》,将培育城市生命线安全产业集群列为重点任务,明确以合肥市为核心,坚持制造业和服务业联动发展,打造国家级公共安全产业集群。

2026年3月,《政府工作报告》提出“加强城市基础设施生命线安全工程建设,提升高层建筑火灾防范和救援能力”,将这一源自安徽、植根合肥的创新实践上升为国家行动。目前,城市生命线安全工程已在天津、广东深圳、湖北武汉、北京怀柔等140多个地区落地应用。

从合肥实验室到写入《政府工作报告》,这条路走了近13年的时间。

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从“1”到“N”

科研成果转化,这中间有堵墙。很多实验室的东西做得漂亮,但出了门就不好使。清华合肥院的做法是搭了一条链。

依托城市生命线的成套原创技术,袁宏永团队撕开了一道口子。清华合肥院搭建了一条从“研究院核心技术”到“平台企业牵引”再到“产业链配套”的转化通道。

这是一条环环相扣的链条:研究院负责“从0到1”的技术验证,平台企业负责“从1到100”的工程放大,产业链上的300多家公司则完成“从100到N”的市场覆盖。

依托原创成套技术,牵头组建城市生命线产业发展集团,形成了涵盖传感芯片、智能装备、大数据分析、专业服务的完整产业链,孵化合肥泽众、清芯传感、天泽智联、科大立安等16家高科技企业。

合肥泽众承接全省及全国城市生命线工程落地服务,技术方案覆盖全国100余座城市,每年预警千余起地下管线重大险情;

清芯传感专注激光芯片量产供应,筑牢感知硬件国产底座;

天泽智联深耕消防云与AI安全研判;

科大立安聚焦大型建筑特种消防装备研发。

今年6月,《城市更新“十五五”规划》发布,提出开展城市地下管网体检,建设改造城市地下管网约77万公里。

袁宏永表示,随着城市发展,大量基础设施更新的同时更要提高质量。“未来希望管道与具身智能相结合,不仅能感知是否漏水、漏气,还能感知城市的脉动,在城市地上地下建立起系统性感知能力。我们也在加快研究步伐。”

城市不会说话,但数据会。前提是,你听得懂。站在大屏幕前,数据还在跳动,袁宏永看了很多年。

题图来源:清华合肥院