城市地下综合管廊应如何保障安全运行

张欣

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】城市地下综合管廊是将电力、电信、给排水、供热供暖、垃圾真空、天然气、制冷管道等各种满足城市生活需求的市政管道进行集中设置，是保障城市正常健康运行的重要基础设施。综合管廊电力舱内敷设有大量电力电缆，且舱室空间相对封闭，电气火灾是综合管廊内主要危险之一。火灾自动报警系统作为附属设施的重要组成部分，为综合管廊提供必要的安全保障。研究结果表明：加强监控系统和火灾自动报警系统十分有必要。通过对城市管廊监控系统和火灾自动报警系统的分析，能够有效提升火灾自动报警系统的效能，保证城市管廊系统的安全。

【关键词】综合管廊；监控系统；火灾自动报警。

0引言

综合管廊指的是在地下建造的建筑物和辅助设施，可容纳不止一种工程管道，包括电力、电信、排水、热力和煤气，以暗装、浅埋、深埋隧道的形式建造，允许安装、维护、拆除的地下设施系统。综合管廊的设计为优化城市空间，改善城市面貌，安装维护和拆除各类市政管道提供了便利。综合管廊发展至今，为提高城市综合运作能力，提升城市空间利用率，满足民生基本需求做出了贡献。因此综合管廊的引入,是我国智慧城市建设的里程碑。

1综合管廊的国内外研究现状

世界上的综合管廊在巴黎建成。之后，欧美国家和日本也开始对地下管廊进行研究，并逐渐建立了自己的体系。我们国家开始的比较晚，我们的城市空间利用很不合理，管廊的铺设也有很多的问题，但我们国家的一些城市一直在进行探索，在这之中北上广深等城市首先进行探索并且取得了良好的成果。

2综合管廊火灾风险

城市地下综合管廊中的可燃物主要包括电缆，光缆,管道和可燃气体。在综合管廊中安装各种管道,因此火灾危险性类别不同。根据《城市综合管廊工程技术规范》GB50838—2015中7.1.1条，各管线的综合管廊舱室火灾危险性分类见表1。

由表1可知，天然气管道存在危险级别很高，因此需要单舱布置。阻燃电力电缆、通信线缆、热力管道也存在不容忽视的火灾隐患。

3监控与报警系统概况

综合管廊监控与警报系统比较简易，大致包括环境与设备监控系统、安全防范系统、通信系统、预警与报警系统、地理信息系统五大系统和统一管理信息平台，其中统一管理信息平台通常部署在管廊监控中心内。各系统组成如图1所示。

通过统一管理平台的连接、协调、控制和管理每个系统的工作，实现综合管理。综合管理辅助设施的建设主要包括结构监测、环境监测、设施监测，安全系统、通信系统和自动火灾报警系统。在此基础上，建设综合集成与管控系统，并将门户、应用程序、通信、数据、安全和管理等在线监视和控制系统进行集成，同时可以在系统间进行联动报警和联动控制。管廊综合监控系统一般设置1个管控中心。3层结构包括管理层、网络传输层与现场采集控制层。管理层主要作用是联系、协调、控制和管理各个子系统的工作，它是整个监控系统的核心；在网络传输层中包含每个防火区ACU区域的控制单元，控制单元与监控中心之间网络通过光纤传送,实现视频数据、音频数据、TCP/IP控制数据和RS-485数据的通信；现场采集控制层主要由接入层交换机、网络摄像头、现场区域控制器PLC等组成。其控制系统结构如图2所示。

其中，环境与设备监控系统（ACU区域控制单元）是应综合管廊现场众多监测数据集中管控、传输的需求而设置的区域控制模块，它集信号采集、本地控制、数据交换、远程联网于一体。环境与设备监控系统可以实现对管廊内环境和设备参数及状态的监控，实时将信息传输到管控分区站，及时传输到监控中心的统一管理信息平台，让工作人员可以及时发现问题并立刻解决，保障了管廊的正常运行。

4火灾自动报警系统

根据《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术标准》GB/T51274—2017中7.1.2条及《城市综合管廊工程技术规范》GB50838—2015中7.5.7的相关规定,综合管廊内在干线和支线上含电力电缆舱室的综合管廊应设置火灾自动报警系统。火灾自动报警系统设计框架如下。

（1）火灾自动报警系统。主要部分有火灾报警控制柜、探测器、手动报警按钮、声光报警器、联动模块、消防电话、消火栓按钮、消防广播等。短路隔离器也需要设置，它的位置应在系统的总线上。

（2）手动报警统。在舱室内需要设置手动报警按钮和声光报警器，通风口和出入口也需要设置并且需要保证手动报警按钮是有效的。

(3)火灾探测器。根据《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术标准》GB/T51247—2017的规定，火灾自动报警的舱室应设置感烟火灾探测器，需要联动触发自动火灾灭火系统的舱室应设置感温和感烟火灾探测器，即干线、支线综合管廊含电力电缆的舱室也需要同时设置感温和感烟火灾探测器。其中，烟感器可以采用点型智能烟感器，点型感烟探测器主要探测烟雾，通常在火灾初期时使用，探测到烟雾时立刻报警。温感器可采用线型光纤温感器，感温光纤这一新兴的线型分布式火灾探测手段正逐渐被用户广为接受。它与点式感温火灾探测器相比，环境适应性更强，在潮湿和粉尘等消防探测场所中都可以工作，这些优点都是点式探测器无法比拟的。

（4）消防电话。在自动报警系统中的紧急电话设施需要存在，它应与控制系统分离。在火灾报警控制柜旁安置消防电话，消防电话的安装需要十分明显且有消防电话标识。

（5）系统选择及控制要求：灭火系统主要采用超细干粉自动灭火，并支持联动和手动控制系统。自动火灾报警系统整体功能结构如图3所示。

5安科瑞智慧消防平台介绍

5.1平台结构

5.2平台主要功能介绍

5.2.1首页

用户登录成功之后进入首页，如图所示。主要展示的内容有：项目概况、设备状态、设备分类、设备报警信息、报警分类、报警统计、设备台账信息等。其中百度地图可以选配成BIM建筑模型，任何传感器报警时可以在BIM模型中预警显示。

5.2.2消防子系统

智慧消防管理云平台包含了智慧用电子系统、防排烟子系统、消防水子系统、消防设备电源子系统、防火门子系统、消防设备管理子系统和视频监控子系统等。智慧用电子系统可以接入电气火灾、孤航电弧、电气火灾主机、灭弧式保护器探测器和无线测温探测器等。点击智慧用电子系统进入智慧用电监控页面，点击菜单显示整个项目的基础信息和该项目下的所有探测器的信息，点击末级节点显示具体探测器的监控页面。

消防水子系统可以接入消防栓、消防水压、水位传感器等，用于实时的监控消防水管网的压力、液位、是否漏水，以及开盖等事件，当消防水压不够，管网漏水时，系统也能实时地发出警报，能让相关人员及时维修维护，保障消防安全。

防排烟子系统通过高灵敏的无线烟感报警装置，实现对烟雾、有害气体、及气体灭火信息等数据采集，实时秒级检测烟雾，一且发现监测数剧超过风险阈值，APP、短信报警、电话报警统统上阵，通过设备的标签、地理位置定位，快速通知业主、物业消防单位是哪个位置的火灾隐情。

消防设备电源子系统实时监控消防系统各个部件（如消防报警主机、楼层显示器、水泵、喷淋泵、电梯等）的电源工作状态，确保消防设备供电正常，并对各个部件电源产生的过压、欠压、过流、短路、断路等故障报警提示。可长期记录电压电流运行参数，自动对消防电源一段时间的运行状态进行分析，对可能产出问题的隐患进行警示。

防火门子系统通过与门禁报警、视频识别的关联，实时监控消防通道、安全出口、生命通道防火门的开闭及消防通道堆放物情况，实现紧急情况下的开闭控制等功能。确保防火门常闭、不上锁状态及保障火警救援是消防生命通道的畅通等，保障安全的生活、工作环境。

应急照明与疏散指示子系统可实现对各个应急灯具的实时监控和控制，当发生火灾时，可准确的给出安全的疏散路径指示，智能打开消防应急指示灯的指示方向及应急照明灯，帮助建筑内的人群选择逃生疏散路线，指引安全逃生方向。

视频监控子系统数据部门收到感应端各子系统报警信息后，可调出报警位置关联的监控摄像头图像，查看报警现场视频辅助进行火情确认。实现火灾报警子系统、消防水子系统、电气火灾子系统、防排烟子系统、消防设备电源子系统、防火门子系统和视频监控子系统的有机结合，实现了报警点和监控点的联动。

消防设备管理子系统能够将每个建筑、项目节点的所有消防设备和资产纳入管理，对一些消防栓、灭火器、喷淋和消防大队地址等着重标注，日常的巡检和维护都需要纳入计划，在紧急情况下，会联动GIS调度子系统进行调度。

5.2.3隐患管理

隐患管理功能包括了隐患查询、隐患派发、隐患处理和隐患分析四个模块。可以查看登录用户下的所有项目的隐患信息，并进行派发和处理操作，且对所有隐患进行统计分析。

5.2.4能耗分析

能耗分析功能包括了能耗概况、能耗同比、能耗环比、能耗报表和能耗预测等五个模块。可以查看登录用户下的所有项目的能耗统计、同环比和报表，且按日、周、月等维度进行能耗预测分析。

5.2.5手机APP

APP支持Android、iOS操作系统，方便用户查看电气火灾、防排烟、消防水、消防设备电源、防火门、消防设备管理、视频监控、火灾报警等子系统的实时监控数据、报警信息、能耗统计等。

 

序号	名称	型号、规格	单位	数量	备注
1	剩余电流监控探测器	ARCM系列，一路剩余电流，4路温度，三相电流、电压、功率、电能	只	1	安科瑞
剩余电流互感器	AKH-0.66/LL-45（0-100A）	只	1	安科瑞
剩余电流互感器	AKH-0.66/LL-80（100-250A）	只	1	安科瑞
剩余电流互感器	AKH-0.66/LL-100（250-400A）	只	1	安科瑞
线缆温度传感器	ARCM-NTC	只	4	安科瑞
2	无线传输模块	AF-GSM400-4G,需加SIM卡，SIM卡甲供	只	1	安科瑞
3	灭弧式保护器	ASCP200-1	只	1	安科瑞
4	故障电弧探测器	AAFD-40	只	1	安科瑞
5	电气火灾监控主机	Acrel-6000/B	套	1	安科瑞
6	消防设备电源监控主机	AFPM100/B1	套	1	安科瑞
7	防火门监控主机	AFRD100/B	套	1	安科瑞
8	应急照明与疏散指示主机	A-C-A100	套	1	安科瑞
9	火灾报警主机	甲供	套	1	其他品牌
10	用户信息传输装置	JK-GH2013G，用于火灾报警主机上传	套	1	蓝天电子
11	视频	萤石云CS-C5C-3B1WFR，CS-C6TC-32WFR，乐橙云品牌摄像机TP2E	只	1	海康威视/大华
12	NB烟感	海康烟感NP-FDY100-N，嘉德烟感jd-sd51，NB卡甲供	只	1	海康/嘉德
13	NB可燃气体探测器	可燃气体探测器JD-GD10	只	1	嘉德
14	智能空开（带计量，远程通断）	NL200-IB1L	只	1	索创
15	水压水位监测器	TK-82系列，SIM卡甲供	只	1	泰科

 

5.3推荐配置

5.3.1平台服务器：建议按照我方配置购买，或者客户自己租用阿里云资源。

硬件配置清单：（如申请阿里云可忽略）

 

序号	名称	型号、规格	单位	数量	备注
1	数据服务器	DellR730CPU:E5-2620内存:32G硬盘容量:4*1.2T(SAS1万转2.5英寸小盘)RAID5	台	1	甲供，供参考
2	WEB服务器	DellR730CPU:E5-2603内存:16G硬盘容量:3*300G(SAS1万转2.5英寸小盘)RAID5	台	1	甲供，供参考
3	操作系统	WindowsServer2016R2	套	2	甲供，供参考
4	数据库	MYSQL,REDIS,MONGODB	套	3	开源方案
5	数据流量卡	需加SIM卡，SIM卡甲供	个	1
6	网络交换机	华为（HUAWEI）S1728GWR-4P-AC，24口千兆交换机	台	1	甲供，供参考

 

5.3.2系统现场硬件配置清单：

注：以下配置为针对1个回路选型，其中剩余电流互感器应根据现场回路电流大

5.4产品介绍

电气火灾监控探测器

 

图示	型号	U/I/P	电度	剩余电流	温度	DO	2G/4G	Modbus-RTU
	ARCM300T-Z-2G/4G/NB	有	有	1路	4路	1路	1路	1路
ARCM300T-UI-2G/4G/NB	有	——	1路	2路	1路	1路	1路
ARCM300D-Z-2G/4G/NB	有	有	1路	3路	1路	1路	1路

	ARCM300-J1	——	——	1路	3路	1路	外接	1路
ARCM300-J4	——	——	4路	——	1路	外接	1路
	ARCM200L-UI	有		1路	4路	1路	外接	1路
ARCM200L-Z	有	有	1路	4路	1路	外接	1路
ARCM200L-Z2	有	有	1路	4路	1路	外接	1路
ARCM200L-J4T4	——	——	4路	4路	1路	外接	2路
ARCM200L-J8	——	——	8路	——	1路	外接	1路
ARCM200L-J16	——	——	16路	——	1路	外接	1路
ARCM200L-J8T8	——	——	8路	8路	1路	外接	1路
ARCM200L-T16	——	——	——	16路	1路	外接	1路
	ARCM200BL-J1	——	——	1路	3路	1路	外接	1路
ARCM200BL-J4	——	——	4路	——	1路	外接	1路

 

ARCM300T-Z-2G/4G/NB可选配2G上传、4G上传、NB-IOT网络上传，单表流量说明：

上传间隔一分钟，小于30M/月；

上传间隔二分钟，小于15M/月；

上传间隔五分钟，小于10M/月.

6结束语

综合管廊是建设在地下的相对密闭空间，并且里面敷设了大量的电线、电缆,综合管廊狭长而横截面窄，发生火灾时烟气弥漫，能见度低，探测着火点困难，扑救难，破坏性及危害性较大，因此火灾是综合管廊中的隐患，所以火灾自动报警系统的设置需要引起重视。

参考文献

[1].董桂华.城市新区某综合管廊火灾报警系统设计[J].电气技术.2017（4）：116-119.

[2].孙静等.城市综合管廊火灾自动报警系统设计探讨[J].智能建筑与智慧城市.2017.4

[3].中华人民共和国住房和城乡建设部.城市综合管廊工程技术规范:GB50838—2015［S］北京：中国计划出版社.2017.版.

[4].安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平台2020版.

[5].安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.

[6].徐小琳，郭秀娟.浅谈城市管廊监控系统和火灾自动报警系统发展现状

审核编辑 黄宇