淺談智能化的城市地下綜合管廊安全防控平臺研究

地下綜合管廊是指在城市地下用于集中鋪設電力線、通訊電線、給排水管道、供熱管道、燃氣管道等市政管線的綜合隧道[]。自2013年以來國務院陸續(xù)發(fā)布綜合管廊建設政策,并指導了全國管廊建設試點工作I2]隨著國內地下綜合管廊不斷建成管廊運營時其內部便營造出一處復雜的、潛在的災害環(huán)境,如可能出現火災、水災、有毒氣體泄漏、設施故障等災害[3,4)因此,安全防控是綜合管廊規(guī)劃建設和城市今后發(fā)展中巫待解決的問題,如何有效對管廊進行監(jiān)測、管控運營的要求越來越緊迫,對綜合管廊安全防控平臺提出了高要求。文中以廣西南寧地下綜合管廊安全防控智能化平臺研制項目為例，通過規(guī)整管廊安防平臺運營機制,從智能化角度對平臺的設計與開發(fā)進行了研究。

軟件與服務器配置:操作系統(tǒng)(Windows和CentosLinux),操作環(huán)境(艾派克公司提供的Jsp環(huán)境)數據庫服務器(甲骨文公司的Oracle11g)硬件配置:中央處理器(Intercorei5-4590)、顯卡(NVIDIAGT960)。框架:基于JavaEE的開發(fā)。

根據平臺框架設計，整個運營流程分數據運行、邏輯處理與客戶端應用3個階段。

數據運行:針對數據庫儲存的管廊數據(格式為表單)進行訪問、增改等操作,實現平臺對安全防控信息的正常運行。

邏輯處理:針對平臺功能進行關系分析和處理中央處理器對相關運行的管廊數據進行調用,并對客戶端發(fā)來需求指令進行邏輯處理,處理后將結果反饋至客戶端,實現安全防控信息連接。

客戶端應用:根據安全防控管理需求,用戶對平臺發(fā)出操作指令,平臺內進行邏輯處理后將管廊安防措施反饋至客戶端設備,實現用戶-平臺-管廊的鏈式交互管理7平臺各個子系統(tǒng)利用標準工業(yè)協議與各類監(jiān)測監(jiān)控設備及傳感器對接并以此進行線上操控,對管廊內設備進行實時監(jiān)控并危險監(jiān)測,實時獲取設備運行狀態(tài).形成安防智能化管理.如圖1所示。

(1)消防管理系統(tǒng)。消防系統(tǒng)通過現場感應器采集廊內消防設施信息,對廊內消防情況進行監(jiān)控系統(tǒng)實時調取各消防監(jiān)測子系統(tǒng)反饋的數據，將火災報警位置、電氣報警位置、防火門報警位置等數據布置在三維模型中,使維護人員一目了然:管廊內出現火災時.三維模型快速定位,將數據反饋到區(qū)級和市級控制中心,并可聯動關閉防火門.啟動自動滅火系統(tǒng)。

(2)巡防監(jiān)控系統(tǒng)。巡防監(jiān)控系統(tǒng)通過將視頻監(jiān)控信息、人員定位信息機器人信息等數據布置在平臺可視化三維模型中,網上連接對應設備及其軟件,對廊內實時畫面、入侵報警、人員定位、電子巡更、機器人巡檢進行實時監(jiān)測。

(3)設備環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。設備環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對廊內設備環(huán)境沉降位移等信息進行實時監(jiān)測，并可以對設備報警歷史進行查看,實現設備監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測燃氣監(jiān)測、沉降位移監(jiān)測等功能,實時將數據反饋到區(qū)級利市級控制中心。

(1)頁面接口。平臺川戶接口分為PC瀏覽器PAD端APP(iOS)手機端APP(Android,iOS)數據錄入使用isp表單,文件導出和導入使用上傳和下載的方式進行。圖形可通過客戶端控件狀入頁面進行智能化顯示和更新。pp窗體應用AJAX技術確保用戶良好的使用體驗。

(2)外部接口。系統(tǒng)的外部接口主要是文檔接口,使用一個良好定義的數據交換格式文件,可方便清晰的理解及掌提各模塊功佳及實現。

(3)內部接口DALMODEL.Bussiness.Frnetcork.UI.DE層政編譯為一個應用,托管于艾派克公司。數據錄人使用jp表單,文件導出和導人使用上傳利下載的方式進行。圖形可通過客戶端控件戰(zhàn)人頁通過測覽器應用運行。

管廊接口分監(jiān)控系統(tǒng)接口,消防系統(tǒng)接口.巡檢系統(tǒng)接口，通過開發(fā)接口將環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)與地下綜合管廊安全防控平臺進行連接，以便平臺對廊內環(huán)境與設備進行監(jiān)控。開發(fā)的接口類型內容見表1。對接方案,如圖2所示。

通過各類設備與傳感器監(jiān)測管廊內部，對管廊進行實時監(jiān)控并記錄報警歷史、故障歷史,獲取設備運行狀態(tài)和顯示數據，方便管理者隨時香看管廊運營狀態(tài)和設備資產信息,實現地下綜合管廊安全防控平臺的多功能化智能化如圖3所示。

地下綜合管廊安全防控平臺實時調取各子系統(tǒng)反饋的數據監(jiān)測,并將報警位置與數布置在平臺的管廊BIM模型中使管理和維護人員一目了然!;管廊內出現異常情況時將數據反饋到區(qū)級和市級控制中心.異常情況發(fā)生后可聯動安全防護設備,啟動相關智能化操作.如監(jiān)測到管廊出現火災后，安防平臺與控制中心進行一系列聯動措施，滅火系統(tǒng)自動開啟,直至火災被消滅,如圖4所示。

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網絡、系統(tǒng)架構、聯動控制和綜合數據服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協調復雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環(huán)境和設備的使用和恢復效率。

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。

環(huán)境監(jiān)測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

地下管廊安全防控平臺通過總體設計、類與接口設計,搭建起管廊-平臺-用戶的鏈式管理模式。同時，平臺通過收集管廊各監(jiān)測子系統(tǒng)的日常安全信息,與控制中心進行了一系列的聯動措施,實現了綜合管廊智能化的安全防控。平臺的智能化、安全防控科學管理體現以下幾個方面:

(1)整個平臺采用流程化和接口式的設計,高度利用了BIM技術、互聯網技術和智能設備,有利于系統(tǒng)研發(fā)和運營的便捷化工程化智能化。

(2)平臺運營機制符合工程日常管理流程,各階段分工明確,架構設計易于開發(fā),便于后期運維階段的管廊管理。

(3)平臺各子系統(tǒng)接口豐富,功能拓展性強，只需根據所需要增加的功能直接添加接口即可,能及時滿足管廊安全管控需求

(4)管廊各監(jiān)測系統(tǒng)與安防平臺實時聯動,安防平臺日常收集分析管廊安全信息,信息綁定于BIM模型以便用戶查閱,并及時將管廊異常情況傳至市區(qū)級控制中心,控制中心做出應急決策并發(fā)出信號,反饋信號傳達至管廊自動化設備，實施阻斷危險措施,高效地實現了綜合管廊的安全防控。