關于城市地下綜合管廊管理系統(tǒng)的探討分析

更新時間：2020-09-28

技術文章

淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：隨著社會不斷向前發(fā)展，人們越來越重視城市中的基礎設施建設。在城市中，供電、供熱、給排水和通訊等設施完善情況與人們的生活質(zhì)量息息相關，而這些設施通常需要在地下敷設大量的纜線和管道，為了將這些管道進行合理布置，避免道路反復開挖，地下綜合管廊就應運而生。地下綜合管廊已成為現(xiàn)代化城市規(guī)劃建設中*的一部分。文章就城市地下管廊的智能化管理和施工進行分析和研究，對相關人員給予了一定的幫助。

關鍵詞：城市；地下綜合管廊；電氣火災監(jiān)控；分析

隨著社會城市化進程的加快，越來越多的人選擇在城市生活，城市人口數(shù)量也在快速增長，城市規(guī)模也在一天天擴大。隨著城市規(guī)模的擴大，供電、供熱、給排水和通訊等生產(chǎn)生活配套設施也在不斷地擴張，而很多城市在以前設計時，因地下空間不夠，敷設管網(wǎng)時只能再次開挖，不僅影響市容，也對人們的生活造成了很大的影響。地下綜合管廊就是為解決這一問題而出現(xiàn)的。地下綜合管廊是城市地下空間建設的一部分，其應當是城市供電、供熱、燃氣、給排水、通訊等地下管網(wǎng)的一個綜合性的通道，并對其進行智能化管理，隨時提供管網(wǎng)運行情況資料，提前發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)存在的問題，方便人員維修，具有必要的安全防護措施。

1城市地下綜合管廊實施的布局

按照收容管線的不一樣，地下綜合管廊分為干線、纜線、支線這三種綜合管廊。在綜合管廊中，纜線管廊一般用于容納電力電纜和通信電纜，埋深比較淺，而且斷面尺寸比較小。一般支線管廊不僅可以容納城市電力、通信管線，還能夠容納自來水和燃氣。而干線綜合管廊還具備容納雨水和污水等功能。纜線管廊或支線管廊一般埋設在人行道或綠化帶下方，干線綜合管廊應埋在道路下方。

2地下綜合管廊智能化管理系統(tǒng)

地下綜合管廊須設置一個管理中心，其作用為接受管廊內(nèi)各種監(jiān)控數(shù)據(jù)及管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，時刻監(jiān)督其運行情況，并可在管理中心對管廊內(nèi)調(diào)控設備進行遠程操作。監(jiān)控大廳兼做消防控制中心和監(jiān)控設備管理中心，依托GIS、GPS、BIM技術、三維展示技術、虛擬顯示技術以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術為智慧管廊的運行商提供應用服務，實現(xiàn)環(huán)境及設備監(jiān)控、安全防范管理、運行維護管理以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計及效能分析。安裝內(nèi)容：裝修工程、機房配電、防雷接地、空調(diào)通風系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)、綜合布線、大屏安裝、系統(tǒng)安裝、消防等工程。

2.1 綜合管廊運維信息平臺構架

地下綜合管廊既要實現(xiàn)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，又要實現(xiàn)對供電、消防、照明、通風、排水等系統(tǒng)的集中管理。本平臺采用分層設計、統(tǒng)一架構、標準協(xié)議、協(xié)同管理的整體技術構架，包括感知層、接入層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、展示層。

（1）感知層：通過傳感器、攝像頭采集整個管廊氣體；通過溫濕度、水位、電力、通信數(shù)據(jù)實現(xiàn)對整個管廊運行狀態(tài)的感知；通過風機、水泵、配電、照明、消防實現(xiàn)整個管廊的安全運行。

（2）接入層：提供統(tǒng)一的設備接入服務，提供多種通信終端產(chǎn)品及接入方案，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集及控制接口模型，支持各種工業(yè)通信協(xié)議，可輕松實現(xiàn)在各類環(huán)境中傳感器、通風設備、配電設備、燃氣設備以及排水設備的快速接入。

（3）傳輸層：采用有線及無線通信網(wǎng)絡，分布式消息中間，實現(xiàn)安全可靠的雙向數(shù)據(jù)交互，確保各類感知數(shù)據(jù)的實時采集以及遠程控制命令實時到達和執(zhí)行，無縫連接大數(shù)據(jù)服務中心。

（4）數(shù)據(jù)層：由消息中間件、數(shù)據(jù)緩存服務、數(shù) 據(jù)分析服務、實時數(shù)據(jù)流服務、NoSQL 數(shù)據(jù)庫平臺，依托先進的數(shù)據(jù)庫集群技術、云計算技術以及大數(shù)據(jù)處理技術，構建智慧管廊大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。提供從終端到頭端，從設備到業(yè)務，從數(shù)據(jù)到運營決策的全業(yè)務、全數(shù)據(jù)、全覆蓋的整體解決方案。從而打造以統(tǒng)一管理為基礎，以業(yè)務數(shù)據(jù)為中心，以提高用戶滿意度和粘度為落腳點的全新解決方案。

（5）展示層：依托GIS、GPS、BIM 技術、三維展示技術、虛擬顯示技術以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術為智慧管廊的運行商提供應用服務，實現(xiàn)環(huán)境及設備監(jiān)控、安全防范管理、運行維護管理以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計及效能分析。管廊的智能化系統(tǒng)，通過GIS空間的可視化平臺，可以直觀地管理地下綜合管廊，這個系統(tǒng)可以提高工作人員的工作效率和全體員工的工作質(zhì)量，在有限的時間內(nèi)將工作完成得更好。

2.2 各子系統(tǒng)功能

（1）安全管理子系統(tǒng)。系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行的前提是安全管理子系統(tǒng)，安全管理系統(tǒng)控制著每個工作人員的權限，確保每一個操作均為授權的人員做出，防止非工作人員進入管廊。除此之外，其還可以根據(jù)設定程序，對管廊內(nèi)部情況進行監(jiān)管，出現(xiàn)異常時能及時發(fā)出警報。

（2）數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)一般來說是通過將數(shù)據(jù)及其結構給予定義，或者是進行選擇，還可以得出數(shù)據(jù)初始表，便于工作人員開展其他方面的工作。

（3）數(shù)據(jù)維護子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)維護子系統(tǒng)并不是單一的個體，而是由很多方面共同組成。除此之外，圖形的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)間都需要很好地轉(zhuǎn)換，以此方便工作人員對系統(tǒng)的參數(shù)進行設置，使得數(shù)據(jù)得到更好的維護。

2.3 設備監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控設備在城市地下綜合管廊中發(fā)揮著重要作用，監(jiān)控設備是其重要的一部分，大致由區(qū)域控制器和環(huán)境傳感器這兩個方面組成。只有在光纖網(wǎng)的運輸和傳送下，設備監(jiān)控系統(tǒng)才可以展開工作。在管廊管理系統(tǒng)中， ACU箱和環(huán)境監(jiān)控傳感器結合起來，通過光纖網(wǎng)絡將所需要的數(shù)據(jù)傳遞到監(jiān)控中心，再由監(jiān)控中心將所接收到的信息進行處理，并按設定程序發(fā)布正確的指令。

2.4 安防監(jiān)控系統(tǒng)

安防監(jiān)控系統(tǒng)在城市地下綜合管廊中起著非常重要的作用，而安防監(jiān)控系統(tǒng)主要可以分為以下方面。

（1）構建入侵監(jiān)測系統(tǒng)。城市在建設城市綜合管廊智能化系統(tǒng)的過程中，相關人員需要對區(qū)域開展布防工作。通常布防工作是在控制平臺上進行的，如果整個系統(tǒng)的安全系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，系統(tǒng)會自動發(fā)出警告，提醒工作人員系統(tǒng)的安全受到了威脅，工作人員在聽到警報后可通過監(jiān)控錄像了解是哪方面出現(xiàn)了問題，采用合適的方法及時解決問題。

（2）建立或健全視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在全網(wǎng)絡都覆蓋的基礎上實行數(shù)字化的組網(wǎng)方式，這對城市地下綜合管廊視頻監(jiān)控系統(tǒng)起到非常重要的作用。在選擇監(jiān)控系統(tǒng)的相關設備時，相關人員選擇清晰度較高的攝像頭，因為攝像頭是很重要的一個連接點，相關人員可通過光纖網(wǎng)查找到自己所需要的數(shù)據(jù)。

（3）建立或健全門禁監(jiān)控系統(tǒng)。建立或健全門禁監(jiān)控系統(tǒng)有利于相關人員對火災事故發(fā)生時采取合理又有效的方法解決，除此之外，還可以對建筑物或構筑物的主次入口進行遠程監(jiān)控，以此來確保管線的安全，避免被人為破壞，避免很多不必要的麻煩，保證系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。

2.5 火災報警系統(tǒng)

火災報警系統(tǒng)的建立，對光纖和光纜等設備都有非常好的作用，在一定程度上可以降低火災的發(fā)生概率。當煙感探測器感應到煙的數(shù)值超過了安全范圍時，火災報警系統(tǒng)則會報警告知工作人員，以此來達到預防火災發(fā)生的目的，這不僅保護了管線的安全，避免了后期一系列的維修工作，而且還在一定程度上保護了人們的生命安全和財產(chǎn)安全。地下管廊智能化運營可以對地下管網(wǎng)實行有效的管理和監(jiān)控，而且還可以促進城市的基礎化建設，使城市向更好的方向發(fā)展，加速城市化進程。

2.6 地下綜合管廊智能化管理系統(tǒng)的關鍵技術

（1）三維可視化技術：智慧地下綜合管廊采用三維可視化技術，將綜合管廊中的環(huán)境、電力、消防、監(jiān)控、環(huán)境等各個系統(tǒng)、各種類型的數(shù)據(jù)融合，并通過三維場景實現(xiàn)對整個管廊運行事態(tài)的直觀掌控。

（2）GIS技術：將GIS技術廣泛應用于前期規(guī)劃、景觀設計、建構筑物信息查詢、施工開挖計算、管線查詢、管道壓力流量分析、報警監(jiān)控、爆管預測等領域，對管廊后期運營有非常大的幫助。使用該技術可針對客戶需求進行 GIS 產(chǎn)品定制開發(fā)，并進行自媒體終端及手機APP開發(fā)。

（3）大數(shù)據(jù)技術：采用大數(shù)據(jù)技術，對實時采集的海量、多源、異構數(shù)據(jù)進行抽取、過濾、標準化、儲存、智能分析與態(tài)勢研判，為地下綜合管廊的穩(wěn)定運營、應急決策提供堅實的數(shù)據(jù)基礎。

3 安科瑞電氣火災報警系統(tǒng)及消防電源監(jiān)控系統(tǒng)方案

3.1 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)（管廊地下部分）

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