淺談綜合管廊監控及關(guān)鍵技術(shù)研究

引言

綜合管廊是將電力、供水、通信以及燃氣等管線(xiàn)集中為一體的市政公用隧道，設置了專(zhuān)門(mén)的檢修口和吊裝口，并且統一進(jìn)行建設規劃和管理。通過(guò)綜合管廊的建設，可以有效對地下空間進(jìn)行充分的利用，能夠有效促進(jìn)城市高效、穩定的運營(yíng)。因此本文主要探討了城市綜合管廊監控及安防關(guān)鍵技術(shù)，希望能夠為相關(guān)工作者提供借鑒。

隨著(zhù)我國城市的不斷發(fā)展，促進(jìn)了綜合管廊的積極建設，并取得了良好效果。但是在城市綜合管廊建設過(guò)程中，還存在一些問(wèn)題，不利于綜合管廊運營(yíng)的效果。對此還應加強監控及安防關(guān)鍵技術(shù)的有效運用，及時(shí)的發(fā)現和解決各類(lèi)問(wèn)題，保證綜合管廊安全、穩定的運行，同時(shí)也可以保證工作人員的生命安全。

一、城市綜合管廊發(fā)展現狀分析

城市綜合管廊的建設可以解決一系列開(kāi)發(fā)問(wèn)題，包括架空線(xiàn)網(wǎng)密集、反復開(kāi)發(fā)以及管線(xiàn)事故頻發(fā)等，而且經(jīng)過(guò)近年來(lái)的不斷發(fā)展，城市綜合管廊建設越來(lái)越完善，對我國城市的發(fā)展產(chǎn)生了重要的促進(jìn)作用。但是從整體上來(lái)看，我國綜合管廊建設還存在經(jīng)驗不足的情況，如前期設計、中期施工以及后期運行等各個(gè)階段都存在試驗性質(zhì)，因此投入運行以后，為了保證綜合管廊安全、穩定的運行，綜合管廊運營(yíng)部門(mén)以后需要開(kāi)展*方位、精密的監控，提升綜合管廊的安全以及穩定指數。所以還應加強城市綜合管廊監控及安防關(guān)鍵技術(shù)的有效運用。

城市綜合管廊監控及安防技術(shù)主要通過(guò)收集、儲存以及分析各類(lèi)監控數據，能夠判斷綜合管廊內部運行情況。監控及安防技術(shù)可以實(shí)現多樣化功能，包括管廊語(yǔ)音通信、火災報警、視頻監控等等，能夠實(shí)現對綜合管廊智能化監控，促進(jìn)綜合管廊的安全穩定運行。

二、綜合管廊監控及安防關(guān)鍵技術(shù)和主要內容

1.關(guān)鍵技術(shù)

城市綜合管廊監控系統主要由三個(gè)模塊組成，即管廊前端設備、通信網(wǎng)絡(luò )和監控指揮。其中管廊前端設備是指負責收集和控制前端現場(chǎng)數據的檢測、控制及報警裝置。通信網(wǎng)絡(luò )模塊主要是指能夠實(shí)現管廊前端設備與通信系統交流功能模塊，其主要構成為光纖通信網(wǎng)。監控指揮模塊主要負責系統任務(wù)的分配以及統籌。前端全部設備需要全部連入監控系統，主要是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行連入。

監控系統涵蓋多個(gè)硬件裝置，主要包括通信主機、設備監控主機、安防及通信主機以及集中視頻監控主機等等，監控系統通過(guò)分析、收集以及儲存數據來(lái)了解管廊實(shí)際情況。監控與安防的結合能夠及時(shí)的發(fā)現和解決綜合管廊運行過(guò)程中存在的問(wèn)題。

2.主要內容

2.1監控系統功能

綜合管廊的監控系統主要包括視頻監控系統、無(wú)線(xiàn)通訊及人員定位系統、綜合儀表監測系統、電子巡查系統、管廊設備監控及控制系統，具體內容如下：視頻監控系統：管廊的運行監控情況可以直接在視頻監控系統的呈現出來(lái)，監控人員可以直接進(jìn)行監測；無(wú)線(xiàn)通訊及人員定位系統：管廊內工作人員可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊及人員定位系統確定自己位置信息，并將信息實(shí)時(shí)傳遞給控制中心人員能夠快速準確的確定廊內工作人員的位置信息，可以提高救援效率，降低事故帶來(lái)的不利影響；綜合儀表監測系統：該系統主要負責對綜合管廊電氣及耗能設備運行進(jìn)行*面、實(shí)時(shí)的監測，在管廊設備的長(cháng)期運行過(guò)程中，可以將監測數據作為主要依據；電子巡查系統：針對城市綜合管廊日常的運行和維護記錄，通過(guò)電子巡查系統有效記錄下來(lái)；管廊設備監視及控制系統：主要負責對管廊內所有設備的監測，并自動(dòng)收集以及分析管廊設備運行數據以及環(huán)境探測器，根據實(shí)際使用需求，通過(guò)有效編程控制管廊內設備。

2.2報警系統功能

2.2.1火災自動(dòng)報警及聯(lián)動(dòng)控制系統

該系統的功能主要是及時(shí)的報告前期火情，并及時(shí)啟動(dòng)消防設備抑制火情，防止火災的蔓延。想要充分發(fā)揮報警功能，還應科學(xué)、合理的布置報警設備，例如可以設置線(xiàn)型光纖感溫探測器，該設備具有實(shí)時(shí)溫度監測功能，一旦監測到火情，會(huì )立即發(fā)出報警，并且反饋給消防系統監控主機，分析火情爆發(fā)的位置，同時(shí)切斷火情爆發(fā)位置的排煙防火閥及風(fēng)機，這樣可以使得火情由于缺氧而得到一定程度上的控制，防止火情繼續增長(cháng)和蔓延?；鹎榻Y束以后，重啟排煙防火閥及風(fēng)機。

2.2.2環(huán)境感溫光纖報警系統

綜合管廊內部往往比較密封，導致其內部空氣不流通，為此為了保證綜合管廊運行維護人員的安全性，、須保證綜合管廊內部空氣內部的正常流通、溫度的適宜性，避免對運行維護人員產(chǎn)生任何的損害。為此可以設置環(huán)境感溫光纖報警系統，該系統主要是對綜合管廊內部的溫度以及濕度、氧氣進(jìn)行監測，如果發(fā)現管廊內部環(huán)境的要求未達到要求，監測裝置就會(huì )發(fā)出報警信號進(jìn)行反饋，然后開(kāi)啟通風(fēng)裝置進(jìn)行換氣。與此同時(shí)該系統還可以監測集水坑水位，超過(guò)水位后可以啟動(dòng)排水泵進(jìn)行排水。除此以外，環(huán)境感溫光纖報警系統還可以監測有害氣體濃度、風(fēng)機等設備，做到實(shí)時(shí)監測。

2.2.3可燃氣體報警系統

綜合管廊內部可燃氣體的超標將會(huì )嚴重影響管廊運行的安全性，給綜合管廊運行維護人員的安全帶來(lái)嚴重的威脅。對此可以設置可燃氣體報警系統，設置適宜的可燃氣體濃度，一旦出現該設置值，系統就會(huì )發(fā)出報警信號，一方面啟動(dòng)燃氣艙事故段，另一方面可以啟動(dòng)相鄰區間事故風(fēng)機。

2.2.4其它報警以及監控系統

為了保證綜合管廊正常穩定的運行，除了上述監控系統，還可以設置漏電火災報警系統、消防電源監控系統、防火門(mén)監控系統以及消防電話(huà)系統。漏電火災報警系統主要對電氣設備及線(xiàn)纜的運行進(jìn)行監測，主要預防其漏電的發(fā)生，避免漏電引起大的火災事故；消防電源監控系統主要是對消防電源運行情況及消防設備進(jìn)行監測和操作巡檢；防火門(mén)監控系統主要負責對防火門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)行監測，對其開(kāi)啟和關(guān)閉情況及時(shí)的通知相關(guān)運維人員；消防電話(huà)系統主要是為火災發(fā)生時(shí)內外通訊的順暢提供重要保證，與此同時(shí)如無(wú)火災發(fā)生，可以將其應用在固定通訊設備的應用。

三、綜合管廊監控與安防系統的具體應用

針對目前的綜合管廊監控與安防系統的現狀，在今后，還應科學(xué)、合理的應用監控與安防技術(shù)，具體應用主要包括以下幾個(gè)方面：

1.建立管廊綜合監控運營(yíng)一體化平臺

管廊綜合監控運營(yíng)一體化平臺可以解決系統中多頭管理以及分散操作的問(wèn)題，可以提高綜合管廊系統運營(yíng)平臺的綜合業(yè)務(wù)能力。這主要是因為管廊綜合監控運營(yíng)一體化平臺能夠深度集成各子系統功能，可以作為管廊安全管控系統的神經(jīng)中樞，對管廊的各項設備實(shí)現自動(dòng)化監控，及時(shí)的掌握相關(guān)信息數據，以便于管理人員各項工作順利進(jìn)行。

2.建立完善的預警與預報機制

在監控與安防系統建設過(guò)程中，工作人員應具備全生命周期項目思維，應建立完善的預警、預報機制，能夠實(shí)現對整個(gè)綜合管廊項目運行監控，及時(shí)的發(fā)現和解決整個(gè)生命周期存在的各種問(wèn)題。這就要求實(shí)現監控與安防系統中各設備之間的有效聯(lián)動(dòng)，一旦綜合管廊出現安全隱患時(shí)，則能夠及時(shí)的發(fā)出預警以及預報，能夠準確的確定故障設備位置，為管廊的通信、排水以及防火系統正常穩定的運行提供重要的安全保證。

3.建立智慧化運維管理模式

運維管理可以有效保證城市綜合管廊的運行安全。城市綜合管廊監控及安防系統的運用，可以實(shí)現智慧化運維管理。具體表現在以下幾個(gè)方面：首先工作人員在進(jìn)行設備巡檢時(shí)，對相關(guān)設備以及自動(dòng)化檢測，能夠快速判斷設備是否正常運轉；其次還可以實(shí)現管廊資產(chǎn)設備的自動(dòng)化管理，能夠對設備的相關(guān)情況進(jìn)行自動(dòng)化歸納和記錄，包括設備故障使用頻率、故障次數以及使用時(shí)間等等，當設備達到壽命期限之前，系統會(huì )發(fā)出提醒，這樣就大大減少了工作人員的工作量。

四、AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

1.平臺概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監測于一體，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(wǎng)絡(luò )、系統架構、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數據服務(wù)等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過(guò)程中存在內部干擾性強、使用單位多及協(xié)調復雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統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。

2.平臺組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所環(huán)境監控系統、智能馬達監控系統、電氣火災監控系統、消防設備電源系統、防火門(mén)監控系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散指示系統。用戶(hù)可通過(guò)瀏覽器、手機APP獲取數據，通過(guò)一個(gè)平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監控、統一管理、統一調度，同時(shí)滿(mǎn)足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。

3.平臺拓撲

4.平臺子系統

4.1電力監控

電力監控主要針對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(jìn)行保護和監控，對0.4kV出線(xiàn)配置多功能計量?jì)x表，用于測控出線(xiàn)回路電氣參數和用能情況，可實(shí)時(shí)監控高低壓供配電系統開(kāi)關(guān)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。

4.2環(huán)境監測

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

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(mén)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(shí)時(shí)顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監視，發(fā)生異常時(shí)通過(guò)聲光、短信、APP及時(shí)預警。

5.相關(guān)平臺部署硬件選型清單

5.1電力監控及配電室環(huán)境監控系統

5.2電氣火災監控系統

5.3消防設備電源監控系統

5.4防火門(mén)監控系統

5.5消防應急照明和疏散指示系統

五、結語(yǔ)

綜上所述，綜合管廊是我國的重要的城市基礎設施，對促進(jìn)我國城市發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。近年來(lái)，隨著(zhù)我國綜合管廊建設水平的不斷提升，已經(jīng)取得良好的建設效果，但是在城市綜合管廊建設過(guò)程中，由于建設經(jīng)驗不足，導致綜合管廊建設運營(yíng)還存在一些問(wèn)題，因此為了保證綜合管廊能夠安全運行，還應設置專(zhuān)門(mén)的監控系統和安防系統，通過(guò)收集綜合管廊運營(yíng)的相關(guān)信息，及時(shí)的發(fā)現和解決綜合管廊運行過(guò)程中存在的問(wèn)題，做出有效的安全以及應急管理措施，保證綜合管廊安全、穩定的運行，這對我國綜合管廊建設具有重要意義。

參考文獻

[1]文鵬.城市綜合管廊監控及安防關(guān)鍵技術(shù)研究.

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05

作者簡(jiǎn)介：魏健輝，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智慧管廊監控研究發(fā)展。手機：13681652469（微信同號）.