城市地下综合管廊监控与报警系统解决方案

一、系统背景

城市地下综合管廊，即在城市地下建造一个隧道空间（共同沟），将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

地下综合管廊监控与报警系统是一个多方面综合监控系统，主要包括对管廊内部环境与设备监测（温湿度、可燃气体、有毒气体、积水情况等），管廊入口及内部的视频监控，管廊通风系统的监控，管廊照明系统的监控，消防系统的监控，供电系统监控以及门禁系统的监控等，是管廊管理环节中的重中之重。

二、系统目标

城市地下管廊综合监控与报警系统采用国际先进成熟的工业SCADA技术和三维建模技术，通过物联网技术对地下综合管廊各系统进行实时的全面的监控，为管廊规划设计、管廊工程管理、管廊管线管理、管廊附属设施管理、管廊运维和应急指挥提供智能、高效、稳定的“管、控、营”一体化的管控平台。

三、系统优势

1、工业级SCADA技术：响应时间在ms级，保证采集数据实时响应，支持超大数据量运算，最大可以扩展支持100万点以上。

2、3D虚拟现实可视化技术：支持三维人机交互展现，使操作、管理人员更好的掌握现场情况。

3、GIS技术：支持GIS地理环境、建筑、信息、数据的整体展现，方便统筹全局。

4、BIM技术：完美支持BIM模型导入，使3D虚拟数据更加真实。

5、云计算、大数据技术：支持工业云计算部署方式，后台大数据分析辅助决策技术。

6、APP移动互联访问：支持移动终端通过互联网APP软件访问。

四、综合管廊监控和报警系统

1、系统概述

东华城市地下管廊综合监控与报警系统基于物联网的“管、控、营”一体化智能管控平台，从数据采集、通信网络、系统架构、智能联动和综合数据服务等方面，解决了管廊监控与报警建设中存在着互为信息孤岛、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、环境和设备的监管效率，进而实现了监控中心应用“一个平台，一根光纤，多网合一”即能对管廊内部设备的远程管理与联动控制。

2、系统组成

东华城市地下管廊综合监控与报警系统是一个深度集成的自动化平台，它集成了环境与设备监控系统、视频监控系统、消防系统、通风系统、供电系统、门禁系统、照明系统排水系统等子系统。通过集成和互联管廊内的自动化系统，为运营和维检人员提供一个完整的、统一的监控平台。综合监控系统它由监控中心、工业环网、现场监测及控制三部分组成。监控中心是整个监控系统的核心，它负责联系、协调、控制和管理各子系统的工作。调度监控室设置大屏幕，用于监控综合管廊内的实时情况。工业环网用于传输数据，现场监测及控制部分主要由接入层交换机、网络摄像头、现场区域控制器ACU等组成。

3、系统拓扑图

五、管廊各子系统建设

1、工业以太环网

系统采用先进工业以太网实时通讯技术，具有通信速率快速、标准（IEEE802.3）统一开放、抗干扰性强、支持冗余、网络重构时间短以及与Internet的轻松无缝互连等众多优点。在工业以太网的设计上，将其分为两层，下层为工业以太网环网传输层，主要实现控制信号在环网上的实时、可靠的传输；上层为管控层，连接各个监控终端。

2、大屏显示系统

大屏幕显示系统（DLP、等离子、液晶）是充分利用大屏幕数字拼接墙系统对各类信息包括多媒体网络、计算机、各类监控视频等提供强大的处理和显示功能。大屏系统能够直接在高清晰度、大规模数字拼接墙上进行调度管理和远程监控，形成综合管廊监控和报警的数字化、图形化、安全管理的信息化和调度指挥的科学化。

3、视频监控系统

视频监控系统可以实现综合管廊全域内人员的监控，便于中控室值班人员及时发现现场问题，排除故障以及对警情的及时处理，保证管沟内正常运行。视频监控系统通过系统前端监控点摄像机采集图像信息，系统主机处理后在相连的监视器上反映监控场景。

综合管廊每200米为一段防火分区，在每段防火分区内可设置3台摄像机（区段出入口），分别检测卸料口及两边的防火门，监测任何进入防火分区内的人员情况。所有的视频监控画面都可以通过媒流体服务器控制、显示，实现全范围监控并且可在监视器上切换显示各防火分区的监视画面。

4、电子巡查系统

综合管廊内在下列场所处设置巡查点：综合管廊人员出入口、逃生口、吊装口、通风口、管线分支口；综合管廊重要附属设施安装处；管道上阀门安装处；电力电缆接头区；其他需要重点巡查的部位。巡查管理主机设置在监控中心，巡查管理主机具有设置、更改巡查路线的功能，对未巡查、未按规定线路巡查、未按时巡查等情况进行记录、报警。

5、入侵报警系统

为保证综合管廊内部安全、可靠地运行，应在人员出/入口、投料口、进排风口等可能遭到入侵的区域布设红外入侵探测器，采用被动式红外入侵探测器，并布设在管廊内各设防口。当人员入侵时，人体在红外入侵探测器探测范围内移动，将引起设备接收到的红外辐射电平变化，并随即进入报警状态。设备将报警状态通过RS-485串口输出，经串口转网口模块后生成IP数据，连接工业级交换机，再通过通讯链路发送至监控中心的报警主机，驱动报警响应。

6、环境与设备监控系统

地下管廊装有各种线信号线、热力管、燃气管、电信管道、给水管道、电力管道等等，是一个多种信号与传输对象交汇的场所，为了及时准确地掌握综合管廊内的环境与设备情况，应能采集到管廊内的温湿度、燃气泄露、火险、有害气体、积水监测等数据。通过在地下管廊配置相应的传感器及报警器，将监测信号从投料口引出到地面上，并通过工业环网传输到监控中心，再通过配套的综合管理软件对数据进行分析。管理软件对每个测点的地理位置、测量值或工作状态进行连续采集，如出现异常，系统会自动生成报警（声光报警、短信报警、邮件报警可选），第一时间通知到相关人员，将可能出现的险情消灭在萌芽状态，避免造成大的经济损失及影响管廊的正常工作。

7、门禁系统

在出入口处设置门禁系统，有效防止未经许可人员进入，并可对综合管廊出入情况做实时记录。门禁处设触摸屏，实时显示管廊内环境信息，为巡检、维修人员进入管廊提供安全确认数据。在投料口及机械通风口设置防入侵系统，采用双光束红外线自动对射探测器。一旦有非法入侵，探测器就会发出报警信号，监控中心大屏幕上会显示出入侵的区段，并产生声光报警。

8、通讯系统

综合管廊平时无固定人员值班，为便于巡检和施工人员的通信联络，管廊配备各区间工作人员之间、现场工作人员与监控中心值班人员之间的语音通信系统。语音通讯系统由固定语音通讯和无线对讲两部分组成。固定语音通讯采用IP网络电话，每个防火分区设置1～2套IP电话，监控中心设置一台网络综合通讯器。IP网络电话与现场ACU、网络高清摄像头共用监控主干网，实现监控中心与现场IP电话通信。无线对讲由调度基台，中继器，功分器，泄露电缆等组成，在综合管廊沿线敷设泄漏电缆，泄漏电缆一端接在调度基台天线输出口，沿着泄露电缆进行无线电的收发。

9、排水系统

综合管廊设置自动排水系统，综合管廊的底板设置排水明沟，并应通过排水明沟将综合管廊内积水汇入集水坑，综合管廊的低点设置集水坑及自动水位排水泵，排水泵采用手动控制和液位自动控制，根据积水坑的液位实现对水泵的控制，高液位报警信号、排水泵状态信号反馈至监控中心。综合管廊的排水应就近接入城市排水系统，并应设置逆止阀，天然气管道舱应设置独立集水坑。

10、运维管理

城市地下综合管廊运维管理系统是城市综合管廊核心应用系统的重要组成部分，该系统能够及时对管廊内环境及各种主管线运行的数据进行显示、分析、更新、维护和统计等，为地下综合管廊内环境情况、各种主管线的运行情况提供准确的运维信息，为管廊的动态管理提供数据依据。地下综合管廊运维管理主要包括出入管理、安防管理、工程维护、巡回检查、应急处理、状态管理等。

来源：管廊建设