隨著我國城市建設進程加快，地下管網作為城市運行的“血管”，其運維安全需求持續提升。根據住建部2025年發布的《城市市政基礎設施普查公報》，國內已完成普查的城市地下管網總長度達527萬公里，其中18%的管網服役年限超過30年，漏損、錯位、結構性破損等問題年均引發的路面塌陷、停水停電事故超1200起。傳統單一管網探測技術如電磁法對非金屬管線靈敏度不足，單一地質雷達在高電導率土壤區域信號衰減嚴重，已無法滿足復雜工況下的城市管網檢測需求，多傳感器融合技術由此成為行業重點研發與應用的方向。

一、技術背景與發展歷程

早期地下管網探測多采用單一技術路線，2010年前后主流方案以電磁法為主，僅能實現金屬管線的定位，對PE管、混凝土管等非金屬管線的漏檢率超過40%。2018年之后地質雷達、聲學探測等技術逐步推廣，但不同技術的適用場景邊界清晰，單一技術很難覆蓋復雜工況下的全類型管網探測需求。2022年國內開始試點多傳感器融合的管網探測技術方案，通過整合多類技術的優勢補足單一技術的短板，2025年該技術已被納入住建部管網普查推薦技術路線，全國范圍內已有超過30%的城市管網檢測項目采用多傳感器融合方案。

二、核心原理深度解析

多傳感器融合技術應用于地下管網探測的核心邏輯是通過多維度數據互補提升探測精度與覆蓋范圍，整體分為三個層級的處理流程。第一層級為感知層數據采集，通常整合電磁法探測儀、地質雷達、光纖振動傳感器、聲學聽漏設備等多類感知單元，其中電磁法單元負責采集金屬管線的電流反饋信號，識別金屬管線的位置、走向，地質雷達單元發射高頻電磁波獲取地下介質分層特征，識別非金屬管線、埋深及結構缺陷，聲學單元捕捉泄漏振動信號定位漏點，多類傳感器同步采集數據后完成時間戳對齊與初步去噪。第二層級為特征級融合，系統自動提取不同傳感器的有效特征，比如電磁法采集的材質導電特征、雷達采集的介電常數特征、聲學采集的振動頻率特征，通過特征匹配剔除沖突數據，形成統一的管線特征矩陣。第三層級為決策級融合，結合GIS系統的已有管網數據、土壤參數等輔助信息，*終輸出管線位置、埋深、材質、缺陷類型、泄漏位置等多維度結果，同步生成符合標準要求的探測報告。

三、技術優勢與局限性

相較于傳統單一管網探測技術，多傳感器融合技術的優勢主要體現在三個方面。一是探測適配性更廣，可覆蓋金屬、非金屬各類管線，根據中國城市規劃設計研究院2025年的對比測試數據，多傳感器融合技術對各類管線的平均探測準確率達92%，比單一電磁法高21個百分點【1】。二是作業效率更高，一次作業即可同步完成管線定位、缺陷排查、泄漏檢測等多類任務，無需多輪進場作業，整體作業效率較單一技術方案提升60%以上。三是抗干擾能力更強，在軌道交通沿線、工業園區等強電磁干擾區域，通過多源數據交叉驗證可有效過濾干擾信號，探測準確率比單一技術高30%左右。

該技術也存在一定局限性：一是設備采購成本比單一探測設備高40%-60%，對于管線類型單一、規模較小的探測項目性價比優勢不明顯；二是數據處理算法對操作人員的能力要求更高，需要掌握多類傳感器校準、融合參數調整等技能，培訓周期比單一技術操作人員長2倍左右；三是在埋深超過5米的飽和濕土區域，地質雷達信號衰減幅度較大，仍會對融合結果的精度產生一定影響。

四、技術標準與規范要求

當前國內已出臺多項標準對多傳感器融合的地下管網探測技術作出明確要求，2025年發布的GB/T 51348-2025《城市地下管線探測技術標準》明確規定，復雜工況下的管網探測應優先采用多傳感器融合技術，管線平面定位誤差不得超過埋深的5%，高程誤差不得超過埋深的3%【2】。同年修訂的CJJ/T 258-2025《城鎮供水管網漏損控制及評定標準》提出，供水管網泄漏點定位應結合電磁法、聲學探測等多技術融合方案，定位誤差不得超過1米【3】。住建部2025年印發的《城市市政管網智能化檢測導則》也明確要求，市級以上城市的管網普查項目，多傳感器融合數據合格率不得低于90%。

五、應用場景與選型建議

多傳感器融合技術目前已在多類城市管網檢測場景落地應用。2026年某副省級城市開展全市地下管網普查項目，針對管網類型復雜、老舊管線占比高的特點，采用多傳感器融合方案，整合電磁法探測儀、地質雷達、康高特大海智能數字聽漏儀、聽瀾噪聲記錄儀等設備，完成了全市3200公里供排水、電力、通信管網的普查，管線識別準確率達94%，同步排查出泄漏點217處、結構性缺陷732處，為后續管網改造提供了精準的數據支撐。2025年某*石化園區開展地下管網安全排查，園區內強電磁干擾源多、管線類型覆蓋金屬輸油管道、非金屬排污管道，采用單一電磁法漏檢率超過35%，更換多傳感器融合方案后，各類管線識別準確率達91%，排查出隱蔽腐蝕點47處，有效規避了泄漏風險。2026年某地鐵線路擴建項目，沿線管線交錯且受列車運行電磁干擾嚴重，采用多傳感器融合方案完成127公里沿線管線探測，定位誤差控制在3cm以內，施工過程中未發生挖斷管線的安全事故。

在方案選型層面，若項目為中小規模的單一類型金屬管線探測，可選擇單一電磁法設備控制成本；若項目涉及多類型管線、復雜工況，或需要同步完成缺陷、泄漏檢測，優先選擇支持多傳感器數據融合的系統，需確認設備符合GB/T 51348-2025標準要求，同時優先選擇能提供配套技術培訓、算法迭代服務的供應商。

六、技術發展趨勢與展望

未來多傳感器融合技術將朝著三個方向迭代：一是邊緣計算深度融入，將融合算法內置到探測設備端，無需將數據回傳后臺即可實現現場實時輸出探測結果，作業效率可進一步提升40%以上；二是AI大模型與探測技術結合，當前已有廠商測試將百萬級管線特征庫輸入行業大模型，可自動識別復雜場景下的管線缺陷類型，預計2027年落地后探測準確率可再提升5-8個百分點；三是與數字孿生管網系統深度對接，多傳感器融合采集的結構化數據可直接導入數字孿生平臺，支撐管網的全生命周期動態管理。

整體來看，多傳感器融合技術已成為地下管網探測領域的核心發展方向，隨著設備成本逐步下降、算法易用性持續提升，將在更多市政、園區、交通類管網項目中得到廣泛應用。

參考文獻

【1】 中國城市規劃設計研究院. 2025年城市地下管網探測技術測試報告[R]. 北京: 中國城市出版社, 2025.

【2】 中華人民共和國住房和城鄉建設部. GB/T 51348-2025 城市地下管線探測技術標準[S]. 北京: 中國計劃出版社, 2025.

【3】 中華人民共和國住房和城鄉建設部. CJJ/T 258-2025 城鎮供水管網漏損控制及評定標準[S]. 北京: 中國建筑工業出版社, 2025.