城市綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

邵國(guó)強(qiáng)

中冶南方（武漢）自動(dòng)化有限公司 武漢 430223

城市綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

邵國(guó)強(qiáng)

中冶南方（武漢）自動(dòng)化有限公司 武漢 430223

本文以某地區(qū)新建城區(qū)的綜合管廊項(xiàng)目為背景，介紹了城市綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成及功能，并對(duì)該城區(qū)綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)做了詳細(xì)設(shè)計(jì)。

綜合管廊;監(jiān)控系統(tǒng);ACU;視頻監(jiān)控;安防;火災(zāi)報(bào)警;語(yǔ)音通訊；電力監(jiān)控

1、綜述

綜合管廊一般是在城市地下建造，將電力、通信、供水、熱力、能源等市政公用管線，根據(jù)規(guī)劃要求集中敷設(shè)在同一個(gè)構(gòu)建物內(nèi)，實(shí)施統(tǒng)一設(shè)計(jì)、施工、管理的市政公用隧道空間。綜合管廊的常見(jiàn)監(jiān)控對(duì)象包括：管廊內(nèi)環(huán)境溫、濕度，有害氣體濃度，通風(fēng)、水泵設(shè)備狀態(tài)，集水坑液位，入侵檢測(cè)，視頻監(jiān)控等。

2、監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái)，它集成了設(shè)備和環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控、安防、火災(zāi)報(bào)警、語(yǔ)音通訊、電力監(jiān)控等子系統(tǒng)。通過(guò)集成和互聯(lián)管廊內(nèi)的自動(dòng)化系統(tǒng)，為運(yùn)營(yíng)和維檢人員提供一個(gè)完整的、統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)。本工程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如下所示，它由監(jiān)控中心、管委會(huì)監(jiān)控室、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及控制三部分組成。監(jiān)控中心是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，它聯(lián)系、協(xié)調(diào)、控制和管理各子系統(tǒng)的工作。管委會(huì)監(jiān)控室設(shè)置LCD大屏幕，用于監(jiān)控綜合管廊內(nèi)的實(shí)時(shí)情況?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及控制部分主要由接入層交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域控制器ACU等組成。其中ACU負(fù)責(zé)采集管廊內(nèi)的檢測(cè)信號(hào)，并對(duì)根據(jù)信號(hào)對(duì)管廊內(nèi)設(shè)備進(jìn)行控制。綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)主要由上位監(jiān)控軟件平臺(tái)、監(jiān)控主干網(wǎng)、各子系統(tǒng)等組成。

2.1 上位監(jiān)控軟件平臺(tái)

上位監(jiān)控軟件平臺(tái)具備數(shù)據(jù)庫(kù)管理、數(shù)據(jù)處理、通用HMI、冗余設(shè)備的自動(dòng)切換、系統(tǒng)安全與權(quán)限管理等通用功能，以及與其他集成通訊、聯(lián)動(dòng)等功能。

2.2 監(jiān)控主干網(wǎng)

綜合管廊現(xiàn)場(chǎng)ACU、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等均需與監(jiān)控中心建立快速、可靠的數(shù)據(jù)通道，即監(jiān)控主干網(wǎng)。根據(jù)綜合管廊的走向及特點(diǎn)，本工程將監(jiān)控主干網(wǎng)分為8個(gè)千兆光纖環(huán)網(wǎng)。其中監(jiān)控中心設(shè)2臺(tái)核心層交換機(jī)，一用一備，熱備冗余，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)130臺(tái)接入層交換機(jī)，搭建一個(gè)安全、快速、可靠的數(shù)據(jù)、通訊通道。

3、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)

綜合管廊按200米一個(gè)防火分區(qū)設(shè)計(jì)，單倉(cāng)路段設(shè)1個(gè)防火分區(qū)，雙倉(cāng)路段設(shè)2個(gè)防火分區(qū)，三倉(cāng)路段設(shè)3個(gè)防火分區(qū)。

傳統(tǒng)的方案是每個(gè)防火分區(qū)設(shè)1套ACU，本工程在傳統(tǒng)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，單倉(cāng)路段，每個(gè)防火分區(qū)仍設(shè)置1套ACU；雙倉(cāng)路段，兩個(gè)隔壁倉(cāng)位防火分區(qū)合設(shè)1套ACU；三倉(cāng)路段，相鄰三個(gè)倉(cāng)位防火分區(qū)共設(shè)1套ACU。此方案大大較少ACU的數(shù)量，降低投資成本，同時(shí)也具備控制節(jié)點(diǎn)少，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

4、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以更加清晰直觀地掌握綜合管廊內(nèi)各部位的實(shí)時(shí)狀態(tài)，同時(shí)可以對(duì)歷史視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、歸檔、管理。本工程綜合管廊全線共設(shè)置約800臺(tái)網(wǎng)絡(luò)高清攝像頭，與現(xiàn)場(chǎng)ACU共用監(jiān)控主干網(wǎng)。為了減少網(wǎng)絡(luò)攝像頭對(duì)帶寬的占用，本工程采用分布式視頻監(jiān)控方案。每隔1000米設(shè)置一套NVR（網(wǎng)絡(luò)硬盤刻錄機(jī)），用來(lái)存儲(chǔ)附近約32臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像頭的視頻數(shù)據(jù)，綜合管廊全線共設(shè)置25套NVR。

5、安防子系統(tǒng)

綜合管廊安防子系統(tǒng)主要由門禁系統(tǒng)和防入侵系統(tǒng)兩部分組成。

在出入口處設(shè)置門禁系統(tǒng)，有效防止未經(jīng)許可人員進(jìn)入，并可對(duì)綜合管廊出入情況做實(shí)時(shí)記錄。門禁處設(shè)觸摸屏，實(shí)時(shí)顯示管廊內(nèi)環(huán)境信息，為巡檢、維修人員進(jìn)入管廊提供安全確認(rèn)數(shù)據(jù)。在投料口及機(jī)械通風(fēng)口設(shè)置防入侵系統(tǒng)，采用雙光束紅外線自動(dòng)對(duì)射探測(cè)器。一旦有非法入侵，探測(cè)器就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，監(jiān)控中心大屏幕上會(huì)顯示出入侵的區(qū)段，并產(chǎn)生聲光報(bào)警。

6、火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)

綜合管廊火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象為一級(jí)，采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)供電電源末端雙切。火災(zāi)報(bào)警控制器沿管廊等間距布置，通過(guò)光纖進(jìn)行環(huán)網(wǎng)連接，確保網(wǎng)絡(luò)安全可靠。本工程綜合管廊火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)每隔1500米設(shè)置一套火災(zāi)報(bào)警控制器，綜合管廊現(xiàn)場(chǎng)設(shè)17套，監(jiān)控中心設(shè)1套，共計(jì)18套火災(zāi)報(bào)警控制器。其中，監(jiān)控中心的火警控制器作為集中火警控制器，管廊現(xiàn)場(chǎng)的控制器作為區(qū)域控制器。主要監(jiān)控設(shè)備有：防火門，消防泵，噴淋泵，排煙風(fēng)機(jī)，防火閥。主要功能包括火災(zāi)報(bào)警、系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)、排煙消防聯(lián)動(dòng)、防水消防聯(lián)動(dòng)等。

7、語(yǔ)音通訊子系統(tǒng)

綜合管廊平時(shí)無(wú)固定人員值班，為便于管理、巡檢和施工人員的通信聯(lián)絡(luò)，管廊配備各區(qū)間工作人員之間、現(xiàn)場(chǎng)工作人員與監(jiān)控中心值班人員之間的語(yǔ)音通信系統(tǒng)。語(yǔ)音通訊系統(tǒng)由固定語(yǔ)音通訊和無(wú)線對(duì)講兩部分組成。固定語(yǔ)音通訊采用IP網(wǎng)絡(luò)電話，每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置1～2套IP電話，監(jiān)控中心設(shè)置一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)綜合通訊器。IP網(wǎng)絡(luò)電話與現(xiàn)場(chǎng)ACU、網(wǎng)絡(luò)高清攝像頭共用監(jiān)控主干網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心與現(xiàn)場(chǎng)IP電話通信。無(wú)線對(duì)講由調(diào)度基臺(tái)，中繼器，功分器，泄露電纜等組成，在綜合管廊沿線敷設(shè)泄漏電纜，泄漏電纜一端接在調(diào)度基臺(tái)天線輸出口，沿著泄露電纜進(jìn)行無(wú)線電的收發(fā)。

8、電力監(jiān)控子系統(tǒng)

本工程電力監(jiān)控系統(tǒng)主要的監(jiān)控對(duì)象包括：高壓側(cè)電量計(jì)量、高壓開(kāi)關(guān)柜至各供電分區(qū)變壓器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、變壓器出線側(cè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)、各防火分區(qū)進(jìn)線柜進(jìn)線開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)等。對(duì)高壓側(cè)電量監(jiān)測(cè)，可統(tǒng)計(jì)綜合管廊的用電情況，并產(chǎn)生報(bào)表。對(duì)各用電設(shè)備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，可對(duì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、故障時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，及時(shí)提示運(yùn)維人員更換備品備件。

9、結(jié)束語(yǔ)

綜合管廊是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，有很大的發(fā)展?jié)摿托枨?。本文以某地區(qū)新建城區(qū)的綜合管廊為背景，介紹了綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成，并對(duì)綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)做了具體詳細(xì)的設(shè)計(jì)。綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)的最終實(shí)施，確保了管廊的安全運(yùn)行，對(duì)推動(dòng)新型市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高城市現(xiàn)代化管理水平，將起到良好的示范作用。

[1]朱雪明.世博園綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì).現(xiàn)代建筑電氣,2011(1):21-25.