智慧管廊監控與報警系統管控一體化解決方案

行業背景

随著(zhe)城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，綜合管呢農線建設規模不足、管理水平不高等問題凸現，一些城市相繼發(fā)生大雨内澇、管線金如洩漏爆炸、路面(miàn)塌陷等事(shì)件，嚴重影響著(zh男月e)生命、财産安全和城市運行秩序。

面(miàn)對(duì)當前現狀及存在的問題，中央适黃校時(shí)出台《國(guó)務院關于加強城市基礎設施建設的意見友路》【國(guó)發(fā)(2013)36号】文件：在全國(guó)36個大中城看間市全面(miàn)啓動地下綜合管廊試點工程;中小城市因地制宜建設拍廠一批綜合管廊項目。新建道(dào)路、城市資說新區和各類園區地下管網應按照綜合管廊模式進(jìn)行開(kāi)發(fā間懂)建設。

國(guó)辦發(fā)(2015)61号《國(guó)務院辦公廳關于推進(jìn)城市還你地下綜合管廊建設的指導意見》中對(duì)管廊建設舞友做了統籌規劃。《指導意見》指出管廊配套系統就腦煙(jiù)有智能(néng)化管理水平，滿足運營維護需要。需在GB50醫事838-2015《城市綜合管廊工程技術規範》答山中，則具體規定了該系統的建設要求。

城市綜合管廊簡介

綜合管廊就(jiù)是地下城市管道(dào)綜合走廊。即在城間輛市地下建造一個隧道(dào)空間，將(jiāng)電力、通訊，燃氣、供熱、給排厭做水等各種(zhǒng)工程管線集于一體，設有專門的檢學門修口、吊裝口和監測系統，實施統一規劃、唱水統一設計、統一建設和管理，是保障城市運行的重要基礎設施志舊和“生命線”。

需求分析

綜合管廊可納入給水、雨水、污水、再生水、天然氣、熱力、電力、通信等城市工程管很聽線，就(jiù)按照統一規劃、設計、施工和維護，并滿足管線的使用和運營維票志護要求。綜合管廊就(jiù)同年弟步建設消防、供電、照明、監控與報警、通風、排水、标識等設員舊施。

1.系統現狀

城市綜合管廊監控與報警系統，由于依靠環境與設備監控、安全防範、通信、預警門紙與報警子、智能(néng)巡檢及管控一山會體化信息平台等多個不同功能(néng)的系統，或者由于産海坐品提供來自不同的廠商，在數據交換中沒(mé湖從i)有一個統一的标準，因此造成(chéng)接煙姐口衆多、訪問性差，容易形成(chéng)一個個的“信息孤島”：

傳統監控采用人工管理模式，運營管理成(c請用héng)本高，管理水平與管理質量也無法

得到有力保障：

政府多頭管理、分散操作易産生各種(還物zhǒng)問題;

解決緊急事(shì)故發(fā)生時(shí)易相互推诿、扯皮;

市政設施管理的運維監測監控能(néng)力、應急調度指揮能(néng)力、在地綜合業務能(néng)力很難提高;

管廊監控視頻、監控數據類别不一，各系統間信息孤島導緻吧暗相關部門決策困難。

2.監控要求

管廊綜合監控與報警系統設計就(jiù)我笑包括環境與設計監控子系統、通風子系統、供電子系統、照明子系統、排水制厭子系統、安全防防範子系統、語音通信子系統、預警與報警子系計動統、智能(néng)機器人巡檢系統、管理一體化信息平台子系統等。

按照《GB50838-2015城市結合弟線管廊工程技術規範》技術要求，管廊綜合監控管新厭理系統應包括以下設計：

(1)200m設計爲一個防火分區，設置防火牆場的及防火門。

每個分區設計一套溫度、濕度、水位、氧氣、硫化氫和甲烷等環境參數監測

與報警系統。

每個分區設計一套電子巡查管理系統。學對

每個分區設計一套固定式通信和無線對志黃(duì)講系統。

每個分區沿線設置滅火器材，并配置自動滅火系統。 

每個分區配置機械通風，采用就(jiù)地手動、就(j物店iù)地自動和遠程控制三種(zhǒng)方暗這式。

(2)每個分區設置一處卸料口、自然進(jìn)風口(兼人員出入口多醫)，800m設計區段檢修口(兼人員出入口)。

卸料口、檢修口、人員出入口等位都相置設置滅火器材。

卸料口、檢修口、人員出入口等位置設置攝像機。

卸料口、檢修口、人員出入口等位置配備她輛出入口控制裝置和入侵報警探測裝

置和聲光報警器。

(3)每個分區設置一個集水坑。

設置水位在線監測。

設計水泵自動排水裝置。

(4)200m及交叉路口設置管線出艙口。

管線出艙口位置設置滅火器材。

管線出艙口位置設置攝像機。

管線出艙口位置配備出入口控制裝置和入侵報警探請靜測裝置和聲光報警器。技術方案

技術方案

1.方案概述

綜合管廊監控與報警系統是一個綜商報合性非常強的管控系統。各系統之間由于技術體系不一窗煙，采用的标準各異，導緻難以兼容互通，這(zhè)技舞不僅需要兼顧環境與設備監控、通信冷報聯絡、信息管理等需求，而且還(hái)要兼顧災難事(shì我不)故預警、安全防範等方面(miàn)對民大(duì)圖像監控的需求，同時(shí)還(há友照i)需要考慮報警、門禁等配套系統的集成(chéng)以及可海與廣播系統的聯動，因此在這(zhè)些系統的互聯過(技生guò)程中必然會(huì)出現系統異跳通構的信息孤島問題。

要打破信息孤島的局面(miàn)，複雜異構方式的監控報警系統需要解決不同廠商、黑機不同産品的兼容和多個系統相互集成(chéng)的問題，需要考慮到平台的飛火網絡接入和資源的開(kāi)發(fā)鄉要方式，還(hái)需要立足大型聯網用戶資玩的角度去設計，把握好(hǎo)互利與共享的原則。

南大傲拓科技開(kāi)發(fā)的《城市綜合管廊監控與報警系統管控一體化熱白平台》是基于管控一體化技術成(chéng)功地解大厭決了衆多品牌相互兼容、各系統集成(chéng)與融合、協議與接口标準不統一河國的難題，成(chéng)爲綜合土南管廊監控監控系統未來的發(fā)展方向(xiàng)。

根據綜合管廊行業背景，以及目前現場管理和答我控制應用要求，充分考慮到信息化和智能(néng)化的“工業4.0”、“物聯網”和“智慧城市商草”的理念與技術，結合南大傲拓多年于電力、軌道(dào)交通、煤礦、化工行來我業等所開(kāi)發(fā)的管控一體化平台的經(jīng)驗，提出了本解去要決方案。

2.設計原則

根據用戶現狀和需求分析，綜合管廊監控與報警系統平台依據以下原則設我從計：

(1)可靠性

系統應确保管廊數據獲取、融合、傳輸等過(guò)程的可靠性。其中，感都這知數據是管廊各項應用的基礎和判别依據，可靠的數據獲取、融合和傳輸暗通是保證管廊功能(néng)正常運行的時女基礎。

(2)可擴展性

系統應能(néng)夠動态調節，爲不同網絡應用提供書制可擴展性，包括網絡拓撲結構可擴展、服務内容可擴展等。鐵草

網絡的靈活拓展爲滿足不同時(shí)期開(kāi做舊)發(fā)的管廊之線的接入，留有設計空間和兵討标準化的接口方式;服務内容可擴展爲滿足服務方不同需草還求，爲後(hòu)期可能(néng)接入的遠程抄表、路燈智能(n快志éng)管理等系統留有開(kāi)放性的網絡接口。

(3)兼容性、開(kāi)放性和易我習維護性

系統的軟、硬件采用模塊化、組态化設計，可以方便地懂林進(jìn)行容量的擴充和功能(néng)的維護升級。同時(shí)大文，系統建設基于Web、C/S結構，軟件設置開(kāi)放性網絡接身綠口，可實現將(jiāng)監測信息上傳至監控中心和各級在用主管部門、單位。

(4)安全性

監控與報警系統的安全标準要特别保護用戶的信息隐私，爲各政府部門、單得從位提供不同安全級别的網絡應用。

3.設計思路

(1)從安全的角度考慮

目前，綜合管廊主要存在以下四大問題：

一是人的不安全行爲(違章)造成(chéng)的人員安全問題，二是物的不安全狀态中門(隐患)導緻的設備安全問題，三是環境的不安全條件(隐國人患)誘發(fā)的環境安全問題，四是組織的不安全因素(管理漏洞)樂學導緻的管廊安全問題。

以上四大核心因素共同誘發(fā)月器能(néng)量的不正常傳遞，從而造成(chéng麗員)管廊事(shì)故。因此，系統必須對(duì)化亮這(zhè)四個核心因素進(jìn)行管控，以實現對(duì)人的不安全行看老爲、物的不安全狀态和環境的不安全因素等迅速、靈活、正确地理解和解決，從而實近計現地下管廊的本質安全。

針對(duì)人員安全：通過(guò)人員定開謝位、門禁系統、便攜式巡檢儀、人員探測計數器等管控人的不安全行爲，使巡檢人玩厭員達到可視化管理、無關人員實現防範入侵管理。以及可以使用智能(néng不城)機器人巡檢系統，來完成(chéng)目前人工巡檢的一些任務，更能(少風néng)保證人員安全。

針對(duì)環境安全：通過(guò)多功能(néng)監測基站和智能(nén間草g)傳感器對(duì)管廊溫度、濕度、水位、草這氧氣、H2S、CH4等環境要素實時(shí)監控，實現危險源管理數說、辨識、評估和控制，從而消除環境的不安全因素。

針對(duì)設備安全：通過(舞微guò)智能(néng)傳感器、儀表和多功能(néng)監測玩子基站對(duì)監控設備、排水設備、的光通風設備、通信設備、消防設備、照明設備友雜、電纜溫度等進(jìn)行實時(shí)在線感知、睡都報警聯動、遠程控制和指揮調度，使之始終處于安全狀态。

針對(duì)管理安全：通過(guò)建立能能安全機制和預警管理體系，實現現場可視化、問題可視化和隐患的可視化，達到化離管理無失誤、指揮無失誤、操作無失誤，在此基礎上實現未雨綢缪、超前預報，防裡我患于未然。

城市綜合管廊的建設目标是在信息化管理的基礎從了上，逐步實現自動化，用智慧覆蓋整個管廊運行管理的全過(guò)程，實爸筆現高效、節能(néng)、安全、環保的“管、控、營”一體化智慧型管廊。

(2)從物聯網的角度考慮

本系統利用先進(jìn)的物聯得相網技術，通過(guò)感、傳、知、用四層架構，實現對(duì)地錯快下管廊的屬性信息和狀态信息運行透徹的感知和度量，通過(志街guò)感知實時(shí)獲取人員、設備、環境、流程制度等在内的一切數據樂林，實現地下管廊管理的可視化，提高管廊安全性和用戶滿意度。

從上圖可以看出，管廊内所有的信息都訊件(dōu)要通過(guò)設備數據東秒标準化傳到平台監控中心，而監控中心器時的各種(zhǒng)控制命令則要傳輸到各段管廊的各種(zhǒng身快)設備上。

這(zhè)些信息主要有：

環境傳感器和設備傳感器的模拟量數據;

人員位置信息和人員報警信息;

監控攝像機的視頻信号和控制信号;

風機、水泵等設備狀态信息;

IP電話的語音信息和無線對(d知公uì)講信息;

管廊的各種(zhǒng)屬性信息和狀态相嗎信息;

管理指令和流程信息等。

我們采用基于管控一體化整體解決方案通費來化解以上所有問題。系統基于物聯網的标準接口，用戶有弟可以很順利的處理來自不同設備及環境哥舞的數據，滿足末端設備擴展需求。

4. 系統流程設計

根據綜合管廊的運營複雜情況及特點，建立房遠基于管控一體化平台的監控系統，是實現智什現慧管廊的必由之路。

綜合管廊要實現系統的安全、穩定運行，又要實現對(du和飛ì)供電、消防、照明、通風、排水等系統的“集中管理”：

感知層：感知來自電力、給水、通信、能(nén要可g)源等系統的各種(zhǒng)數據。

傳輸層：由物聯網多功能(néng)基站提供無司錯線、有線通信等可靠傳輸。

處理層：通過(guò)一個“統一管理信息平台”集成(chéng)環境與設備監控系統、安全防範系統、通信系紅那統、預警與報警系統、管控平台系統五大中心模塊實現系統去店的分布式應用和縱向(xiàng)深入。

應用層：由于政府管理部門和四大管線單位(自來水、電力、煤氣和通信)的白分本專業管線運行信息、會(huì)影煙飛響到管廊本體安全或其它專業管線安全運行，計山因此在應用層要對(duì)四大管線單位提供通信接口，以實現信息的共享和爸那聯動。

系統組成(chéng)

綜合管廊監控與報警系統是一個深度集成(chéng)的自慢分動化平台，它集成(chéng)了設備和環境監控、視頻水木監控、安防、火災報警、語音通訊、電力監控、智能(nén校又g)機器人巡檢與信息化管理平台等子系統。通過(guò)集成火草(chéng)和互聯管廊内的自動化系統，爲運營厭煙和維修人員提供一個完整的、統一的監控管理平台。

綜合管廊監控系統分爲三層六系統。三層包括管理層、網絡傳輸層與現場采集控話去制層三部分組成(chéng)。管理層樹商是整個監控系統的核心，它聯系、協調、控制和管理各子系統的工作。大男傳輸層包括名道(dào)口與監控中心之間網絡通過(guò)光纖傳送，實現視頻如森數據、音頻數據、TCP/IP控制數據和RS-485數據的通信。現場檢測控制層主要由接入層交到黃換機、網絡攝像頭、現場區域控制器PLC等組成(chéng)。其中PLC負責樂如采集管廊内的檢測信号、邏輯運算分析并對(duì)根據信号對(duì)現木管廊内設備進(jìn)行自動和手動控制。五系統包括由了舊環境與設備監控系統、安全防範系統、通信系統、預警與報警系統、音遠智能(néng)機器人巡檢系統和統一管理信息平台組成(chéng電舊)。系統框圖如下圖所示：

系統建立基于物聯網的“管、控、營”一體化的智能(néng)管作到控系統，從數據采集、通信網絡、系統架構、智能(商車néng)聯動和綜合數據服務等方面低刀(miàn)的設計，解決了管廊監控與報警建設中存在著(zhe)内部幹擾性強、使如又用單位多及協調複雜的根本問題，大大提要下高了系統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環境和設備的暗照恢複效率，進(jìn)而實現了監控中心應用“一個平台，三層結構，六大海什系統”即能(néng)對(duì)管廊内部設備的遠程管數習理與聯動控制。