智慧管廊城市管廊监控与报警系统解决方案

智慧管廊城市管廊监控与报警系统解决方案1系统概述1.1管廊概况城市综合管廊又称共同沟，它是实施统一规划、设计、施工和维护，建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施，是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。城市综合管廊避免了由于敷设和维修地下管线频繁挖掘道路而对交通和居民出行造成影响和干扰，综合管廊自动化控制系统是城市基础设施建设发展的新方向，是城市地下空间开发的重要形式之一。它作为一种集约化、可持续性的管线敷设方式，通过合理利用城市用地，综合确定城市工程管线在城市地上、地下空间位置，避免工程管线之间及其相关建筑物相互干扰，为各管线工程的规划管理提供了依据，保持路容完整和美观，便于各种管线的敷设、增减、维修和日常管理，提高了城市管理效率，减少了人力、财力、物力的巨大浪费，促进城市不断向着现代化、智能化方向发展。根据国标要求，结合管廊特点，秉承“集约、智慧、生态”的理念，运用现代信息技术、新型工艺、物联网技术及海绵城市理念，率先推出完全满足国家标准的完整综合管廊监控系统。该系统具有集成度高，抗电磁干扰、防潮等特点，通过物联网、三维可视化、智能传感器等技术，对管廊内流量、压力、有毒有害气体等进行实时监测，并采用大数据分析和管理技术，促进综合管廊的智能化转型，做到综合管廊在动态监测、预警分析和应急处置的系统化“智慧”运营，从而实现对综合管廊的基础数据及动态信息共享、资源整合、精准管控及智能决策等，将综合管廊建设成集约的管廊、智慧的管廊、生态的管廊。城市综合管廊监控系统是采用先进的计算机技术、通信技术、控制技术构建，对管廊各专业管线（电力电缆、给排水管、燃气管道）运行安全、管廊环境（有害气体、淹积水、温湿度、风机水泵、照明）安全及人员安全（出入口管理、人员定位、远程广播、应急通信）进行监控和管理，使地下管廊内设备的运行状态和管廊的环境状态一目了然，实现“自动化监控、智能化管理”。1.2设计依据国务院高度重视推进城市综合管廊建设，2013年以来先后印发了《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》（国发[2013]36号）、《国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》（国办发[2014]27号）、《关于推进城市综合管廊建设的指导意见》（国办发[2015]61号），全面推进城市综合管廊建设。GB50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》GB50289-98《城市综合管线规划规范》GB50028《城镇燃气设计规范》GB50052《供配电系统设计规范》GB50058《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50093《自动化仪表工程施工及质量验收规范》GB50116《火灾自动报警系统设计规范》GB50140《建筑灭火器配置设计规范》GB50166《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50174《电子信息系统机房设计规范》GB50208《地下防水工程质量验收规范》GB50243《通风与空调工程施工质量验收规范》Gb50268《给水排水管道工程及验收规范》2系统设计该系统主要由电气系统、通风系统、排水系统、弱电系统组成。其中电气系统包括供配电系统、照明系统等；弱电系统包括设备监控系统、火灾报警系统、安防系统、电话系统等。公司自主研发地基于分布式光纤传感应用的城市综合管廊安全监控预警系统、分布式光纤温度传感系统（DTS），已成功应用于青岛高新区地下综合管廊专业管线应用工程。该系统通过部署力控pSpace6.0实时数据库产品，实现将青岛高新区地下综合管廊内供热、供水管道泄漏的实时监测、报警与定位，综合管廊内智能视频监控，阀门的远程自动控制。为地下综合管廊的安全运行、应急处置提供先进的管理手段。系统中将所有集水井的高液位数据和分布式管线测温系统的数据上传至监控中心，通过软件接口获实时数据。实现供热及供水管道分段控制，一旦发生泄漏时，及时发出声光报警，启动决策人员和管理人员应急预案，第一时间远程自动/手动控制分段控制泄漏管段，关断供热/供水阀门，并抑制倒灌回流，方便后期工作人员的维护，最大程度减少停止供热/水面积。3系统构成城市综合管廊实时在线监控系统由中心控制层（城市地下管廊监控中心）、区域监控层（分控站）及监控终端层三层结构构成。中心控制层可对一个城市的多条地下综合管廊进行监控和管理，监控各专业管线运行状况、管廊环境状况，出入口管理，应急通信，视频监控及消防系统接入，以及各系统之间的联动控制、应急处置。区域监控层将监控终端的数据信息上传到中心控制层，传送中心控制层对监控终端的控制指令，实现对本管廊内风机、水泵、出入口等控制终端的远程控制。采用目前中国先进的敷线方式，实现对风机、百叶、泵站的智能启停，温湿度传感器、液压井盖的自动控制。发生故障时，电子监控1秒钟即可锁定故障，确保工作人员第一时间到达现场排除隐患。4系统组成及特点城市管廊监控与报警系统由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、地理信息系统和统一管理信息平台六部分组成。系统建立基于物联网的“管、控、营”一体化的智能管控系统，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的设计，解决了管廊监控与报警建设中存在着内部干扰性强、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、环境和设备的恢复效率，进而实现了监控中心应用“五大系统，一个平台，一根光纤，一组基站”即能对管廊内部设备的远程管理与联动控制。5系统组成及功能5.1环境与设备监控系统环境与设备监控系统的功能是实现对综合管廊全域内环境和设备的参数和状态实施全程监控，将实时监控信息通过多功能基站准确、及时地传输到监控中心的统一管理信息平台，便于值班人员及时发现现场环境和设备问题，排除故障以及对警情的及时处理，保证管廊正常运行。5.1.1系统组成环境与设备监控系统主要由智能传感器（环境监控、设备监控）、多功能基站和智能LED显示器等设备组成。5.1.2环境监控根据规范要求，沿管廊纵长每隔200米应设置人员逃生安全孔、投料口、通风口、防火门和人员进出口各一个。通过在每个防火分区内出入口和通风口处安装气体（O2、CH4、H2S）、温度、湿度、烟雾、水位、水浸等监测传感器，可实现与风机、水泵的自动化控制与对接，检测信号就近送附属设备监控系统现场控制单元，并通过以太网送到监控中心计算机。在监控中心控制室显示屏上，以数字形式显示每个防火分区的氧气百分比含量和温度/湿度。5.1.3设备监控对布置在每个防火分区内的排水泵、照明、风机、风道阀门、红外入侵报警装置、环境温度/湿度/氧检测仪表等仪表和设备进行数据采集，监测集水井内液位上限报警信号，通过相应的多功能基站向统一信息管理平台传送，多功能基站同时并接受监控中心的命令，实现远程控制风机的开停及相应防火分区内照明设备总开关的分合。5.2安全防范系统5.2.1系统简介安全防范系统的功能是实现对综合管廊全域内人员的全程监控，将实时视频信息和电子巡查信息通过多功能基站及时、准确地传输到监控中心，便于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，保证管廊正常运行。5.2.2系统组成安全防范系统主要包含视频监控系统、门禁系统、防入侵系统和可视化巡检系统（电子巡查管理系统）四部分。5.3视频监控系统要打破信息孤岛的局面，复杂异构方式的视频监控系统需要解决产品兼容与多个系统的相互集成，以及平台网络接入和资源开发方式等问题。视频监控系统结构由前段部分、信号传输部分、中央控制显示部分、数字图像检索回放部分以及数据存储、IP承载网。前段系统采用点位设计；信号传输系统设计内容主要分传输方式和传输管道两部分；中央控制显示部分的设计采用数字化监控中心管理系统；数字图像检索回放部分以加大容量模块化矩阵切换设备作为核心设备，以数模结合方式，实现对快球的远程控制、权限管理，并采用外置储存方式进行集中式数据存储。系统通过系统前端监控点网络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，每段防火分区设置1台多功能基站，在每段防火分区内设置3台网络摄像机（区段出入口）：检测卸料口1台、防火门的两边各1台，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智能安全管控平台控制、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控画面。同时，系统采用EPON技术组建汇聚网络，在网络汇聚机房部署OLT，铺设光纤到监控前端，在光纤线路上部署分光器，灵活接入各前端控制点。前端视频编码器通过ONU接入光纤，实现“树形分叉”式的前端接入，可有效节约光纤资源，减少建设成本，后期扩容也更为方便。5.4门禁系统智能门禁系统由读卡器、控制器、电锁和智能LED显示器组成。在管廊出入口设置智能门禁控制系统，门禁处设置智能LED显示器。当巡查人员在闸门外出示经过授权的感应卡，经读卡器识别确认身份后，控制器驱动打开电锁放行，并记录进门时间；当使用者离开所控房间时，在门内触按放行开关，控制器驱动打开电锁放行，并记录出门时间。智能LED显示器实时显示管廊内环境信息，为巡检、维修人员出、入管廊情况提供安全确认数据记录，能够有效防止未经许可人员进入。系统采用全IP通信设计，配备先进的工业级处理系统，具有系统自动修复、自我健康管理和线路质量容错设计等特点，让出入管理更安全和更稳定。5.5防入侵系统在投料口及机械通风口安装红外防入侵探头，一旦有非法入侵，数据经过系统自动识别、判断后通过多功能基站传送给报警控制装置，监控中心模拟显示屏上会显示出入侵的区段及进出人数，并及时记录入侵的时间、地点，同时通过报警设备发出报警信号。因为红外防入侵系统对监测区域内的照明没有任何特殊要求，甚至在完全黑暗的环境下基站也能正常工作。5.6可视化巡检系统（电子巡查管理系统）可视化巡检系统由多功能能基站（WI-FI）、便携式巡检仪和无线定位标等设备组成。可视化巡检系统是一种基于物联网的巡检系统，它将视频监控技术与电子巡检技术有机结合起来，既保证了现场巡检工作有效进行，又充分利用现有的成熟网络，使移动监控成为可能。便携式巡检仪实时传输沿路巡检画面、巡检员对设备的检查画面、设备的运行画面到控制中心，图像清晰、位置信息精准、视频数据可备份、存储，由此实现现场巡检与移动视频监控的有效管理。可视化巡检系统可以对重点部位巡检情况进行全程录像，并定时传输到监控中心，实现监控无死角。安全值班长、各级领导可以随时监察现场巡检人员的工作情况，以便及时、直接地掌握各部门、人员、设备的运行情况，及时对发生的情况做出反应，同时又有效提高了巡检人员的责任心。5.7通信系统5.7.1系统简介通信系统的功能是实现管理、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之间保持信息通畅，确保前端巡检人员信息及时上报，监控中心命令及时下达。5.7.2系统组成通信系统主要由广播对讲基站、WIFI无线手机和语音调度服务器等设备组成。5.7.3系统功能广播系统是一套基于物联网的纯数字化音频对讲、广播系统。在物理结构上与标准IP网络完全融合，不仅真正实现基于TCP/IP网络的数字化音频的对讲、广播、直播、点播，并借助TCP/IP网络的优势，突破了传统模拟广播系统的内容局限、空间局限和功能局限等。智能对讲、广播系统不仅能够完全取代固定式电话和传统的模拟音频广播系统功能，更有传统模拟广播所没有的自主交互式功能：（1）用户可以在总控室内用IP话机或WIFI话机拨打广播基站的分机号码对单个广播基站进行通话；也可以通过调度系统来对一组广播终端进行广播呼叫。（2）在广播基站上支持一键对讲功能，可以设置呼叫组或分机号码，当出现紧急事件时候，用户可以按下相应的功能键，呼叫事件相关人员。（3）广播基站也可以被看作是一个IP话机，数字键盘是选配的，用户如果接有数字键盘可以通过数字键盘来拨打对方的分机号码进行通话。（4）广播基站支持后备电源供电