浅谈智能化的城市地下综合管廊安全防控平台研究

摘要：随着城市地下管廊不断建设,管廊运维的安全防控问题日益凸显，城市地下综合管廊安全信息和运营状况众多,给安全防控平台提出了更高要求。文中以广西南宁地下综合管廊安全防控平台研究项目为例，从智能化角度,详述了地下综合管廊安全防控平台设运营机制、分类与接口设，展现了管廊安全防控的功能，为今后其他城市地下综合管廊的科学管理提供了参考。

关键词：综合管廊;安全防控;智能化;平台设计

0引言

地下综合管廊是指在城市地下用于集中铺设电力线、通讯电线、给排水管道、供热管道、燃气管道等市政管线的综合隧道[]。自2013年以来国务院陆续发布综合管廊建设政策,并指导了全国管廊建设试点工作I2]随着国内地下综合管廊不断建成管廊运营时其内部便营造出一处复杂的、潜在的灾害环境,如可能出现火灾、水灾、有毒气体泄漏、设施故障等灾害[3,4)因此,安全防控是综合管廊规划建设和城市今后发展中巫待解决的问题,如何有效对管廊进行监测、管控运营的要求越来越紧迫,对综合管廊安全防控平台提出了高要求。文中以广西南宁地下综合管廊安全防控智能化平台研制项目为例，通过规整管廊安防平台运营机制,从智能化角度对平台的设计与开发进行了研究。

1平台总体设计

1.1软硬件配置及框架

软件与服务器配置:操作系统(Windows和CentosLinux),操作环境(艾派克公司提供的Jsp环境)数据库服务器(甲骨文公司的Oracle11g)硬件配置:中央处理器(Intercorei5-4590)、显卡(NVIDIAGT960)。框架:基于JavaEE的开发。

1.2平台运营机制

根据平台框架设计，整个运营流程分数据运行、逻辑处理与客户端应用3个阶段。

数据运行:针对数据库储存的管廊数据(格式为表单)进行访问、增改等操作,实现平台对安全防控信息的正常运行。

逻辑处理:针对平台功能进行关系分析和处理中央处理器对相关运行的管廊数据进行调用,并对客户端发来需求指令进行逻辑处理,处理后将结果反馈至客户端,实现安全防控信息连接。

客户端应用:根据安全防控管理需求,用户对平台发出操作指令,平台内进行逻辑处理后将管廊安防措施反馈至客户端设备,实现用户-平台-管廊的链式交互管理7平台各个子系统利用标准工业协议与各类监测监控设备及传感器对接并以此进行线上操控,对管廊内设备进行实时监控并危险监测,实时获取设备运行状态.形成安防智能化管理.如图1所示。

 

图1综合管廊安全防控平台运营机制

1.3系统组成设计

(1)消防管理系统。消防系统通过现场感应器采集廊内消防设施信息,对廊内消防情况进行监控系统实时调取各消防监测子系统反馈的数据，将火灾报警位置、电气报警位置、防火门报警位置等数据布置在三维模型中,使维护人员一目了然:管廊内出现火灾时.三维模型快速定位,将数据反馈到区级和市级控制中心,并可联动关闭防火门.启动自动灭火系统。

(2)巡防监控系统。巡防监控系统通过将视频监控信息、人员定位信息机器人信息等数据布置在平台可视化三维模型中,网上连接对应设备及其软件,对廊内实时画面、入侵报警、人员定位、电子巡更、机器人巡检进行实时监测。

(3)设备环境监测系统。设备环境监测系统对廊内设备环境沉降位移等信息进行实时监测，并可以对设备报警历史进行查看,实现设备监测环境监测燃气监测、沉降位移监测等功能,实时将数据反馈到区级利市级控制中心。

2接口类型与接口设计

2.1接口分型

(1)页面接口。平台川户接口分为PC浏览器PAD端APP(iOS)手机端APP(Android,iOS)数据录入使用isp表单,文件导出和导入使用上传和下载的方式进行。图形可通过客户端控件状入页面进行智能化显示和更新。pp窗体应用AJAX技术确保用户良好的使用体验。

(2)外部接口。系统的外部接口主要是文档接口,使用一个良好定义的数据交换格式文件,可方便清晰的理解及掌提各模块功佳及实现。

(3)内部接口DALMODEL.Bussiness.Frnetcork.UI.DE层政编译为一个应用,托管于艾派克公司。数据录人使用jp表单,文件导出和导人使用上传利下载的方式进行。图形可通过客户端控件战人页通过测览器应用运行。

2.2接口类型

管廊接口分监控系统接口,消防系统接口.巡检系统接口，通过开发接口将环境与设备监控系统与地下综合管廊安全防控平台进行连接，以便平台对廊内环境与设备进行监控。开发的接口类型内容见表1。对接方案,如图2所示。

 

图2接口对接方案

3综合管廊安全防控功能实现

通过各类设备与传感器监测管廊内部，对管廊进行实时监控并记录报警历史、故障历史,获取设备运行状态和显示数据，方便管理者随时香看管廊运营状态和设备资产信息,实现地下综合管廊安全防控平台的多功能化智能化如图3所示。

 

图3地下综合管廊安全防控联动过程

地下综合管廊安全防控平台实时调取各子系统反馈的数据监测,并将报警位置与数布置在平台的管廊BIM模型中使管理和维护人员一目了然!;管廊内出现异常情况时将数据反馈到区级和市级控制中心.异常情况发生后可联动安全防护设备,启动相关智能化操作.如监测到管廊出现火灾后，安防平台与控制中心进行一系列联动措施，灭火系统自动开启,直至火灾被消灭,如图4所示。

 

图4火灾报警系统数据监测

 

4AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台

4.1平台概述

AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监测于一体，为建立可靠、安全、高效的综合管廊管理体系提供数据支持，从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计，解决了综合管廊在管理过程中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题，大大提高了系统运行的可靠性和可管理性，提升了管廊基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。

4.2平台组成

安科瑞城市地下综合管廊能效管理系统是一个深度集成的自动化平台，它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所环境监控系统、智能马达监控系统、电气火灾监控系统、消防设备电源系统、防火门监控系统、智能照明系统、消防应急照明和疏散指示系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可全局、整体的对管廊用电和用电安全进行进行集中监控、统一管理、统一调度，同时满足管廊用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。

4.3平台拓扑

 

4.4平台子系统

4.4.1电力监控

电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。

 

4.4.2环境监测

环境监测包括温湿度、烟感温感、积水浸水、可燃气体浓度、门禁、视频、空调、消防数据的采集、展示和预警，同时也可接入管廊舱室内的水泵和通风排烟风机等设备集成的第三方系统完成管廊环境综合监控。

 

4.4.3电气安全

AcrelEMS-UT能效管理系统针对配电系统的电气安全隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器，消防设备电源传感器、防火门状态传感器，接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示，并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视，发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。

 

4.5相关平台部署硬件选型清单

4.5.1电力监控及配电室环境监控系统

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5结语

地下管廊安全防控平台通过总体设计、类与接口设计,搭建起管廊-平台-用户的链式管理模式。同时，平台通过收集管廊各监测子系统的日常安全信息,与控制中心进行了一系列的联动措施,实现了综合管廊智能化的安全防控。平台的智能化、安全防控科学管理体现以下几个方面:

(1)整个平台采用流程化和接口式的设计,高度利用了BIM技术、互联网技术和智能设备,有利于系统研发和运营的便捷化工程化智能化。

(2)平台运营机制符合工程日常管理流程,各阶段分工明确,架构设计易于开发,便于后期运维阶段的管廊管理。

(3)平台各子系统接口丰富,功能拓展性强，只需根据所需要增加的功能直接添加接口即可,能及时满足管廊安全管控需求

(4)管廊各监测系统与安防平台实时联动,安防平台日常收集分析管廊安全信息,信息绑定于BIM模型以便用户查阅,并及时将管廊异常情况传至市区级控制中心,控制中心做出应急决策并发出信号,反馈信号传达至管廊自动化设备，实施阻断危险措施,高效地实现了综合管廊的安全防控。

参考文献

【1】朱雪花,刘保东. 面向智能化的地下综合管廊安全防控平台研究

【2】张东霞，潘峰.城市综合管廊综合监控平台功能设计[J]

【3】安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05

审核编辑 黄宇