城市安全是现代化治理的基石。随着我国城镇化进程不断深入，地下管网、综合管廊、各类井室等有限空间的数量与密度持续增长，其安全运行直接关系到城市生命线的韧性与稳定。这些隐蔽于地下的基础设施，承担着供水、排水、燃气、电力、通信等关键功能，一旦发生安全事故，不仅威胁一线作业者的生命安全，更可能引发连锁反应，影响城市正常运转。

然而，有限空间作业环境复杂隐蔽，有毒有害气体易积聚且难以察觉，中毒、窒息、爆炸等事故时有发生。传统人工巡检模式受限于作业频次与现场条件，难以实现全天候、精准化的风险管控，往往只能在事故发生后被动应对。面对这一长期存在的安全痛点，如何从源头织密防护网，将被动处置转变为主动预警，成为城市安全管理亟待破解的重要课题。

在此背景下，清桥聚焦“有限空间安全监测”这一关键领域，推出有限空间智能监测预警终端。该产品以“技防+智防”为核心思路，实现对甲烷、一氧化碳、硫化氢、氧气等多种气体的实时监测与预警，为城市地下隐蔽空间装上了一套“安全感知神经”，用技术手段为一线作业者筑起生命防线，也为城市生命线工程与韧性城市建设提供了基础感知支撑。

本期《宁点访谈》，我们邀请到清桥有限空间智能监测预警终端G5687-ST2501项目技术总监李学兵。李学兵在传感器领域深耕超过二十年，职业生涯横跨研发、销售到产品创新。2025年，李学兵加入清桥G5687-ST2501项目，聚焦“有限空间安全”这一重大课题，开启智能监测设备的研究与攻关。本次他将围绕产品研发历程、技术突破、应用实践及未来方向，为我们带来深度分享。

您在传感器领域深耕超二十年，最初是如何看待清桥发力“有限空间安全监测”这一课题？

李学兵：我对这个课题很感兴趣，也认为它非常重要。“有限空间安全监测”是保命的关键。像硫化氢、一氧化碳之类的有毒有害气体在密闭环境中极易积聚，短时间内可致人昏迷或死亡。实时监测能提前预警，避免盲目进入，防止中毒、窒息、爆炸等致命事故。不监测，就是在赌命。

有限空间作业环境隐蔽、风险高，一旦发生事故容易引发连环伤亡。在我看来，其安全监测的社会价值主要体现在三个层面：

第一，守护一线作业者的生命，这是最核心的价值。通过实时气体检测、人员定位和强制联锁，我们可以在中毒、缺氧等危险发生前发出预警，或在人员昏迷时自动启动应急救援，把事故从“盲目施救导致伤亡扩大”转变为“受控处置”，降低市政清淤、工贸企业施工等场景的死亡率。

第二，降低社会的间接成本。一次有限空间事故往往伴随着高额的政府救援投入、停工整顿损失，以及因伤亡引发的家庭悲剧与社会矛盾。有效的监测相当于用较小的技术投入，替社会规避了巨大的医疗、赔偿、监管及舆论修复成本。

第三，推动安全生产的文明进程。将“人盯人”的落后管理升级为“技防+智防”，这不仅是合规的要求，更体现了社会对劳动者生命权的尊重。这种对危险作业的透明化管控，正是衡量一个地区或行业工业化水平与人文关怀的重要标尺。

作为清桥第一代有限空间智能监测产品，它的功能、作用是什么？主要应用于哪些场景？

李学兵：第一代有限空间智能监测产品，叫作有限空间智能监测预警终端。首先它的核心功能是通过泵吸采样方式，在线实时检测氧气、硫化氢、一氧化碳、甲烷这几种气体的浓度，同时还能检测液位、温度和气压。一旦数值超过设定的报警阈值，产品会立刻上报平台报警。

在此基础上，产品还集成了多项实用功能：产品内置了电池，自持工作不少于两年，不用频繁更换。信号通过4G方式上传到云平台，同时配备了液晶显示和状态灯，可以直观看到检测情况。它还配有北斗定位功能，能够精准锁定设备位置。

在数据收集与处理方面，后端云平台接收到产品传输的数据后会进行存储，一旦数值超标，平台会通过短信、语音等方式及时报警，提醒管理人员处理。

第一代产品主要适用于化粪池、地下阀井、各类泵站和站房等场景。这些地方普遍存在空间狭小、通风不良、有害气体易积聚的特点，人工巡检难度大、风险高，通过这种24小时在线监测的方式，可以很好地弥补人工作业的盲区，实现早发现、早预警、早处置。

相比市场上之前的同类产品，这款产品在检测精度、响应速度、数据传输等关键指标上，实现了哪些重要的突破和提升？

李学兵：市场上这类场景应用的产品，常见多为单一甲烷气体检测设备或者复合式自由扩散式检测设备，像这样能够完全满足井下的恶劣环境且功能全面的产品，此前确实少见。

这款产品不仅检测参数集中全面，在检测精度和可靠性上也实现了大幅提升。我们采用了抗干扰、抗高湿、耐腐蚀的激光甲烷传感器，同时对泵吸气路进行了优化设计，彻底解决了高湿结露对其他传感器的影响和损伤问题，让产品在使用中不误报、不失效，故障率极低。

在检测逻辑上，我们优化了泵吸采样流程，样气会先经过主动降湿处理，再进行浓度分析检测，从而确保更高的检测精准度和重复性。

数据传输方面，产品采用4G CAT1方式，配合高增益天线，保证信号稳定。软件层面还具备自动诊断信号强度的能力，可根据实际情况调整传输模式，再加上冗余设计，全方位确保数据高效、保真地上传。

针对有限空间这种特殊环境，这个产品在技术设计上有哪些独特的考量和亮点？

李学兵：针对这种特殊环境，我们在技术设计上确实做了不少独特的考量，主要体现在架构、结构和选型三个维度。

在架构层面，我们首先选用了抗干扰性较好的电化学传感器和激光类传感器，配合信号处理与软件算法，有效避免环境干扰带来的误报问题。同时，产品采用低功耗模式，内置电池供电，搭配4G传输通讯方式，省去了现场布线的麻烦。卫星定位功能的加入，也方便了后期设备定点维护。我们采用了边缘智能化设计，设备可基于本地监测数据，在主控芯片上直接进行智能运算以判断险情，即使断网，也能通过设备上的变色灯发出报警提示。另外，考虑到运维便捷性，我们增加了近距离无线唤醒功能——设备在非工作期间处于休眠状态，运维人员可以通过唤醒装置，近距离非接触式唤醒设备，及时查看监测状态或排查问题。

在结构设计上，针对井下高温高湿的环境，我们对设备整体做了IP68防护，并对电路进行了防潮处理，同时在不工作时阻止潮湿空气进入气模组，确保设备稳定运行。面对多尘环境，我们选用了可更换的防尘配件，既避免管道堵塞，又方便运维，不会影响设备的正常检测。为满足快装运维的需求，我们设计了快装结构和提手绳，现场安装更快捷。同时，我们采用安全绳将设备与快装结构连接，防止设备跌落遗失，也避免运维过程中发生安全事故。针对部分井壁带斜度的安装场景，我们还配置了支架臂，避免雷达液位检测受到井壁干扰。

在物料选型上，我们同样严格把关。所有配件和电路器件都经过防腐防锈处理，并通过了相应测试，确保产品在恶劣环境下具备长期可靠的耐腐蚀性能。

在有限空间这种高湿、高温、多尘、腐蚀的复杂环境中，要保证监测数据的稳定可靠，您遇到了哪些技术难点？是如何攻克的？

李学兵：在这种复杂环境里，要保证监测数据的稳定可靠，确实遇到了不少技术难点，我们也是一步步摸索、反复试验才攻克的。

第一个难点，是井下如何准确判断液位，同时防止气泵误启动把水吸进气体模组。我们通过反复实验尝试，最终选用了雷达液位与水浸检测相结合的方案，既能实时监测水位变化，也能从源头上避免气泵将水吸入气路中。

第二个难点，是井下跌落时气路管道的防水问题。我们前后尝试了好几种方案。最开始测试的是U型结构防灌水，但结合实际使用情况、产品配重以及跌落测试来看，防水可靠性并不高。第一种方案被否定后，我们改用了单向阀结构，希望通过单向阀来阻止水倒灌。但经过整体测试发现，气泵压力不足以稳定驱动单向阀吸合，仍然存在失效的风险。第二次方案也失败后，我们团队又经过反复研讨，决定换一种思路——不再依赖气路自身的防水结构，而是采用阻断管道的方式，也就是主动电磁阀切断阻断方式，从系统层面杜绝水倒灌进气路、损坏传感器的可能。围绕这个方向我们提出了多种方案，经过大量测试对比，最终敲定了一种比较合适的结构，防倒灌的可靠性比前几种方案稳定了很多。

第三个难点，是产品的防潮问题。我们测试了多种结构设计和防潮材料，对传感器做了专门的保护处理，既确保能够满足高湿环境的使用需求，又不会对气体检测造成干扰。可以说，每一个难点背后，都是反复试错和持续优化的过程。

目前产品的研发进度如何？是否达到预期？如果要优化，重点会从哪个板块入手？

李学兵：目前第一代产品已成功上市，研发进度整体符合预期时间节点。不过，产品体积仍存在优化空间，当前整机重量为3.5公斤。以化粪池井下等应用场景为例，现有体积对安装与清掏作业有一定影响，清掏时需将设备取出。为此，我们配备了提绳，清掏时可先将设备从上方提起，操作相对简便；清掏完成后，借助底部配重，可沿安装支架导轨顺利放回。

下一步的优化主要从三个方面推进：一是从电子层面优化功耗，合理调整检测频率，提升数据更新的及时性；二是在系统整体完善的基础上缩减电池容量，同步实现体积缩小与重量减轻；三是进一步优化内部空间利用率，压缩体积并减轻部分配件的重量，以降低整机重量。

其中，优化的重点是缩减产品体积，电池体积的缩减则是首要突破口。第一代产品在设计之初为保障冗余，电池容量设定较为充裕，经过实际应用检验并结合检测频率等使用数据的反馈，我们发现电池体积具备较大的压缩空间，这也将成为后续产品迭代的重点方向。

从整体规划来看，未来产品还将有哪些延伸和突破？

李学兵：从整体规划来看，未来产品的延伸与突破主要分为两个维度：一是产品端的持续迭代，二是平台端的全面升级。

在产品端，我们重点聚焦三个方向。第一是小型化，使其在化粪池、阀井等狭小空间内的安装与维护更加便捷。第二是更长续航，在现有低功耗设计基础上持续优化，目标将自持工作年限提升至3年以上，进一步降低运维频次和成本。第三是维护更便捷，具体包括两方面：一方面，研发智能无线便携装置，实现对在用设备的现场快速检测与配置，提升运维效率；另一方面，在平台端增加智能分析模块，结合算法对传感器消耗、设备状态等进行预测性判断，提前预警潜在故障，变被动维修为主动维护，让运维安排更加精准高效。

在平台端，我们将从单纯的数据监测走向全流程的管理与处置闭环。基于现有云平台，我们将进一步打造数字化管理系统，实现对监测数据的全面接收、存储与分析。当数据触发预警后，平台将结合AI分析和预设预案，自动生成解决方案并下发处置任务至相关责任部门。相关部门完成处置后，将结果上传至平台，平台对事件处理情况进行闭环确认。通过这一机制，我们正从单一的硬件终端向“监测+预警+处置+管理”一体化的综合平台演进，在技术架构与算法层面实现从感知到干预的完整闭环，为用户提供更加系统、智能的安全保障能力。

您认为这套有限空间智能监测系统对于城市生命线工程，以及韧性城市建设有怎样的意义？

李学兵：这套有限空间智能监测预警终端，能够同时检测甲烷、一氧化碳、硫化氢、氧气等多个关键气体参数，实现对地下管网、综合管廊、各类井室等有限空间的全天候在线监测，提前预警中毒、窒息、爆炸等潜在风险。

从城市生命线工程的角度来看，这套系统有效补齐了城市地下隐蔽区域的安全监测盲区，将过去“看不见、摸不着”的风险点纳入可感知、可管控的范围，使城市生命线真正实现“看得见、管得住”。同时，它将传统的人工巡检模式升级为24小时不间断的智能监测，大幅提升了隐患发现的及时性与准确性，有效减少安全事故发生，保障城市基础设施的运行安全。

从韧性城市建设的角度来看，这套系统通过前端的精准感知与后端的智能预警，显著提升了城市在面对突发风险时的快速感知与应急响应能力。它不仅是城市生命线工程的重要技术支撑，更是构建韧性城市的基础安全感知设备。

概括而言，这套系统相当于为城市地下空间装上了一套“安全感知神经”，通过实时监测与智能预警，防范重大安全事故的发生，让城市运行更加安全、更具韧性。

您深耕传感器领域多年，如何看待气体监测技术未来的发展方向？

李学兵：作为传感器领域的技术人员，我认为气体监测技术正处在政策驱动与技术变革深度叠加的关键节点，未来的发展方向可以从以下几个维度来看。

首先是政策法规的持续加码。2020年以来，《工贸企业有限空间作业安全规定》等法规相继修订并严格执行，强制要求作业场所配备气体检测设备，推动了合规性需求的快速增长。2022年GB 30871、2026年GB 46768等标准全面落地，意味着全行业正加速走向“先检测、多点监测、数据联网”的强制性规范体系，为气体监测技术的普及与升级提供了坚实的政策基础。

在技术演进层面，气体监测产品正朝着智能化与集成化方向加速发展。传感器本身向高精度、长寿命、多参数方向持续突破，检测参数从传统的甲烷、氧气、硫化氢、一氧化碳逐步扩展至VOCs等多种有毒有害气体。与此同时，AI预警与边缘计算技术日益普及，多参数集成度不断提升，误报率将大幅降低。预计未来几年，具备智能分析能力的设备占比将超过50%。

在产业链层面，传感器国产替代进程明显提速。得益于技术成熟与规模化效应，传感器成本较此前下降30%至50%，在中端市场中，国产传感器的占比已超过60%，有效降低了整体部署门槛，为大规模应用创造了条件。

商业模式方面，行业正从单纯的设备销售向“设备+运维+校准+平台”一体化的服务化模式转型。租赁模式、以旧换新等新型商业形态逐步普及，服务性收入在整体营收中的占比持续提升，客户更加注重全生命周期的使用体验与保障能力。

从应用场景来看，气体监测技术正从传统工业领域向更广阔的城市治理场景延伸。城市生命线工程、智慧工地、氢能储能等新兴领域成为重要增长点，系统配套需求刚性增强，对监测设备的可靠性、联网能力与数据融合能力提出了更高要求。

最后，从行业格局来看，市场集中度正在逐步提升。头部企业凭借全场景方案能力与完整的产品矩阵，整合优势日益凸显，合规门槛的加严也加速了不合规产品的市场清退。整体而言，气体监测行业正步入以技术驱动、合规引领、服务升级为核心特征的高质量发展阶段。