羅玄之.
安科瑞電器有限公司 *** 上海嘉定201801
總結：為保證地下綜合管廊的基本功能能夠真正發揮出來，有必要將智慧型監控系統融入到地下綜合管廊智慧型管理系統的建設中，從而實現地下綜合管廊的智慧型化管理。 本文簡要總結了智慧管廊監控報警系統的總體需求，從系統平台架構、資料庫系統、管廊模型三個方面分析了智慧管廊監控報警系統的設計思路，最後指出智慧管廊監控報警系統包括四個功能： 立體視覺化監控、智慧型虛擬場景運維、資料分析預警、應急救援指揮方案設計，確保綜合地下管廊管理安全可靠。
關鍵字：：智慧型管廊;智慧型監控;報警系統;設計特點。
0 引言。 城鎮化程序的推進有利於社會的發展和市政工程的發展，地下管線在市政工程的公共基礎設施中占有很大比重，是維持企業生產和公眾生活的重要生命線。 隨著城市發展的加快，有限的地下空間越來越擁擠，由於管線機組各行其是，使全國各地“道路拉鍊”問題頻發，不僅嚴重影響了生產生活秩序，還造成了大量不必要的經濟損失。 為了從根本上杜絕“道路拉鍊”問題，我國第一時間發現了定位管線的故障，為日常維護和檢修提供了準確的資料資訊。
1.智慧型管廊監控報警系統的整體需求。
1.1.土木結構監測。
採用專用測量儀器，對主體結構的沉降狀態、應力應變、外界水壓、伸縮縫實際寬度等指標進行動態監測和管理，並通過閾值設定分析檢測資訊，及時發現故障問題並發出報警資訊。 對相關監測指標的具體要求是：
1）主體結構沉降狀態監測：借助水平儀和全站儀，對綜合管廊主體結構沉降狀態的絕對值和相對值進行動態監測和分析，相關人員採集處理後手動錄入資料資訊。
2）應力應變監測：借助錨栓，將振弦應變片固定在地下混凝土結構的兩端，從而實時監測綜合管廊的應力變化。
3）外部水壓：通過將振弦式滲壓計固定在地下混凝土外側，實時監測混凝土結構的壓力變化，進而計算分析外部水壓對綜合管廊主體結構的影響。
4）伸縮縫實際寬度的監測：為保證綜合管廊主體結構的穩定性，施工時沿管廊方向間隔設定伸縮縫，通過在伸縮縫表面安裝節規，動態監測伸縮縫的實際寬度， 從而從根本上避免伸縮縫滲水的惡劣情況。
1.2.內部環境監測。
智慧管廊內部環境監測不僅需要實時監測管廊內的溫度、濕度、風速、風向、PM2等5、含氧量、積水量等基本引數的變化，還需要動態監測管廊內有毒、易燃氣體的比例，以便準確評估綜合管廊內是否存在影響人員安全的危險隱患。 從表1可以看出，智慧型管廊監控報警系統對內部環境有具體的監控內容，系統還會定期生成內部環境監測報告，有助於及時發現綜合管廊內部問題，維護人身和財產安全，也為綜合管廊的後續維護提供可靠的參考資料。
表 1：內部環境監控內容列表。
注意：代表應進行監督;應對代表進行監測。
1.3、管廊狀態監測。
管廊狀態監測是指對管廊內的給排水、供熱、天然氣等管線和電力、通訊電纜的執行狀態進行動態監測，具體監測引數見表2。
表2 管廊執行狀態監測引數列表
1.4、日常運維管理。
為了保證智慧管廊的正常執行，需要做好管廊的日常運維管理工作，通常需要占用日常管理90%以上的時間，日常運維管理工作主要集中在基礎管理和綜合管理兩個方面， 相應的管理監控指標見表3。通過對日常運維資料的整合處理，為巡檢、維修、保養等方案的制定提供參考資料，也有助於工單發放和結果溯源。
表3 日常運維管理監控指標
1.5、應急處理預警。
綜合管廊為市政工程專案涉及的公共管道提供了相對安全可靠的環境，因此需要綜合考慮不同管道可能發生的風險事故，如電纜、天然氣管道洩漏、供水管道破裂等。 這時，就需要在智慧管廊的應急處理預警系統中發揮作用，當綜合管廊內部管線突發風險和事故時，應急處理預警系統會發出報警資訊，應急預案管理功能會根據管線的實際危險情況，制定新的應急預案， 而應急物資管理將幫助使用者清晰直觀地掌握應急物資的具體位置，從而在第一時間做出應急響應。在處理突發風險事故時，應急處理預警系統也會根據突發事件的處理情況，對資料進行彙總、彙總資訊、歸檔預案，以便積累經驗和後續管理。
2、智慧管廊監控報警系統設計理念。
2.1、智慧管廊監控報警系統的平台架構。
智慧管廊監控報警系統的平台架構設計需要嚴格按照《城市綜合管廊監控報警技術標準》（GB T51274）的標準規範制定，平台中包含的資料層、中間層、應用層對應的系統組成如圖1所示。 資料層主要涵蓋供配電、監控、監控等多個智慧型檢測模組，採集到的相關資料資訊經過分析整合，通過網路系統傳輸至中間層對應模組，進行後續分析處理。 中間層建立在大資料和雲計算的基礎上，實現綜合管廊相關資訊的分類整合、資料探勘和歸檔，為重要資訊的儲存和綜合管廊運維狀況的評估提供參考資料。 應用層融合建築資訊模型、地理資訊系統、大資料監控三大技術，實現綜合管廊的立體視覺化監控，通過智慧型虛擬場景運維，實現綜合管廊相關資料的分析整合和預警， 並在此基礎上設計可行的應急救援指揮方案。
圖1：智慧型管廊監控報警系統的平台架構。
2.2、智慧管廊監控報警平台資料庫系統。
為了更好地處理複雜的資料資訊，需要乙個可靠的資料庫系統來保證相關資料資訊與管廊的規格一致。 智慧管廊監控報警平台使用的資料庫系統需要包括三維模型、管線布置、運維監控、綜合業務等多項資料管理功能，還需要開放專門的資料管理許可權，方便相關負責人隨時檢視和檢索資料資訊。 為了保證不同智慧管廊監控報警平台的資料資訊能夠共享和互聯互通，還需要利用雲計算、大資料等技術，為資料資訊的交換和交換提供穩定可靠的傳輸通道，避免資料丟失和被盜， 同時確保資料資訊得到合理使用。
2.3、智慧型管廊監控報警平台的管廊模型。
智慧管廊監控報警平台利用建築資訊模型構建三維管廊模型，通過大資料監控技術直接從中提取資訊，合理設定監控站點，安裝控制裝置，利用約簡優化演算法將相關資料資訊劃分為屬性並提取模型。 三維管廊模型基於建築資訊建模技術和地理資訊系統技術，因此能夠準確、立體地呈現管廊的真實狀態，因此可以為相關決策的制定提供可靠的資料資訊。
智慧型管廊監控報警系統模型建立在建築資訊模型技術整合的基礎上，利用ECHART軟體對智慧型系統採集的資料資訊進行集中處理和整合，同時對動態資料監控曲線進行歸檔和儲存，便於對綜合地下管廊的實際執行情況進行動態監控和管理。 將生成的土木工程和裝置資料資訊以IFC或XBIM格式整合到資料整合和監控系統中，以便全面、系統地儲存地下管廊空間維度綜合資訊，以便後續工作。
3、智慧型管廊監控報警系統的主要功能。
3.1、立體視覺監控。
智慧管廊監控報警平台在建築資訊模型技術和地理資訊系統技術的共同作用下，具有立體視覺化監控功能，可以清晰直觀地展示智慧管廊的系統佈線、設施裝置、位置布局等基本引數資訊， 並可提供視覺化監控服務，方便相關負責人對綜合管廊進行動態監控和管理。BIM技術構建的智慧型管理資料模型，不僅可以為前期方案規劃設計、施工管理和維護提供資料支撐，還可以保證後期運營的順利開展，還可實現基礎設施的全數位化監控和管理。
3.2、智慧型虛擬場景運維。
智慧管廊監控報警平台，實現巡檢監管、運維、應急作業等作業過程的智慧型化管理，依託視覺化資訊平台，完成專案評審、排程跟蹤、執行監督、歸檔儲存等自動化運維管理。 借助VR AR資訊科技和建築資訊模擬技術，可以以3D虛擬動畫的形式展示智慧管廊的整體建設，管理人員無需親臨現場即可掌握智慧管廊的整體布局，同時可以完成相應的人員技能操作培訓， 遠端維護維修指導、隱蔽工程作業查詢等相應工作，進一步降低運維費用，保證巡檢效率。
3.3、資料分析預警。
綜合管廊的運營管理會產生大量的資料資訊，如何整合和處理，及時發現異常資料需要引起管理人員的特別重視。 智慧型管理監控報警系統提供的裝置資訊查詢功能，有助於準確定位相關裝置的位置，從立體角度清晰展示裝置資料，覆蓋的資料資訊處理模組可對管廊日常運維產生的資料資訊進行歸檔整理， 並通過相關程式的設定，準確挖掘故障資訊，並及時發出報警指令，提醒相關工作人員盡快處理故障問題，為智慧管廊安全穩定執行提供準確可靠的參考資訊。利用地理資料資訊科技，通過資訊檢索、資料查詢、空間定位等功能，實現綜合地下管廊的視覺化管理，使工單分配、任務排程工作變得更加高效便捷，相關負責人也可以實時監控相關工作的實際發展情況。
3.4、設計應急救援指揮預案。
根據實際情況，合理制定應急救援指揮預案，確保管廊上所有監控模組由同一系統整合管理，並構建聯動響應機制，在發現異常故障問題時準確定位故障位置，分析故障系統原因， 對突發事件進行風險分層和遠端監控。通過對應急救援指揮預案的歸檔和資料分析，為應急救援指揮預案的優化積累經驗，為智慧管廊監控報警系統的進一步完善奠定基礎。 同時，還可以為相關負責人的應急救援指揮工作的協調和管理提供可靠的分析資料，將突發風險事件的危害降到最低。
4. Acrelems-UT綜合管廊能效管理平台。
4.1 平台概述。
Acrelems-UT綜合管廊能效管理平台集電力監控、能源管理、電氣安全、照明控制、環境監測於一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供資料支撐。多機組的使用和複雜根本問題的協調，大大提高了系統執行的可靠性和可管理性，提高了管廊基礎設施、環境和裝置的利用和恢復效率。
4.2.平台組成。
安科銳城市地下綜合管廊能效管理系統是乙個深度整合的自動化平台，整合了10kV O4KV變電站電力監控系統、變電站環境監控系統、智慧型電機監控系統、電氣消防監控系統、消防裝置供電系統、防火門監控系統、智慧型照明系統、消防應急照明及疏散指示系統。 使用者可以通過瀏覽器和手機APP獲取資料，通過乙個平台對管廊全球及整體的用電和用電安全進行集中監控、管理和排程，滿足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序用電的要求。
4.3. 平台拓撲。
4.4.平台子系統。
4.4.1.電源監控。
電力監控主要針對10 04kV地面或地下變電站，變電站高壓電路裝有微機保護裝置和多功能儀表進行保護和監控，04KV出線配有多功能計量儀表，用於測量和控制出線電路的電氣引數和能耗，並可實時監測高低壓供配電系統的開關櫃、變壓器微機保護測控裝置、發電機控制櫃、 ATS STS、UPS，包括遠端控制、遙信、遙測、遠端調整、事故報警和記錄等。
4.4.2.環境監測。
環境監測包括溫濕度、煙溫敏感度、浸水、可燃氣體濃度、門禁、空調、消防資料採集、顯示和預警等，也可接入管廊艙內水幫浦、通風排煙風機一體化的第三方系統，完成對管廊環境的全面監測。
4.4.3.電氣安全。
ACRELEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患，配備相應的電氣火災感測器、溫度感測器、電源感測器和防火門狀態感測器，實時顯示消防疏散照明和指示燈的狀態，實時監測UPS的電池溫度和內阻， 異常情況通過聲光、簡訊、APP及時預警。
4.5. 部署相關平台的硬體選型清單。
4.5.1、電力監控及配電室環境監測系統。
4.5.2.電氣火災監控系統。
4.5.3、消防裝置電力監控系統。
4.5.4.防火門監控系統。
4.5.5、消防應急照明及疏散指示系統。
5 結語。 地下綜合管廊是維持城市發展、企業生產和公眾生活的重要市政基礎設施，不僅可以大大降低市政管線後期維護和維修的難度，而且有助於從根本上消除“道路拉鍊”問題，從而避免不必要的經濟損失。 智慧型管廊監控報警系統助力地下綜合管廊日常管理智慧型化，可滿足土建結構監測、內部環境監測、管廊狀態監測、日常運維管理、應急處理預警等多種功能需求。 可以看出，智慧管廊監控報警系統可以全程跟蹤管廊內部環境、機械裝置設施、管道執行狀態等，從而全方位保障環境、裝置、人員的安全，進而為市政設施推進城鎮化奠定堅實的基礎。
引用。 1]張浩哲.智慧型管廊監控報警系統的設計思路**。
2] 唐超， 馬全明， 王思凱， 等. 基於GIS-BIM的城市綜合管廊智慧型運維管理平台研究與設計[J].北京測繪學報，2017（2）：22-27
3] 安科銳企業微電網設計與應用手冊.2022.05
作者簡介：羅軒志，男，現就職於安科瑞電氣有限公司，主要從事智慧型管廊監控的研發工作。 手機：15821697760（V與相同號碼）;。