城市綜合管廊監(jiān)控及安防關(guān)鍵技術(shù)研究

葛銀紅， 胡云武， 吳曉竹

(悉地(蘇州)勘察設(shè)計顧問有限公司，蘇州 215125)

0 引言

在如今國家和地方大力推廣建設(shè)城市綜合管廊的大環(huán)境下，各地如火如荼地開展城市管廊的建設(shè)工作，但仍面臨著理論未得到驗證和經(jīng)驗缺乏兩大難題。秉承“安全第一”的準則，管廊內(nèi)的監(jiān)控及安防技術(shù)成為關(guān)鍵。監(jiān)控及安防技術(shù)能夠及時檢測到各類突發(fā)情況，并在第一時間做出響應(yīng)，不僅是管廊內(nèi)工作人員的“保護傘”，也是維持管廊正常穩(wěn)定運行的“保護罩”。

1 國內(nèi)現(xiàn)狀和發(fā)展

為了解決路面反復(fù)開挖、架空線網(wǎng)密集、管線事故頻發(fā)等問題，城市地下綜合管廊應(yīng)運而生。但因其前期設(shè)計、中期施工以及后期運行維護積累的經(jīng)驗不夠，表現(xiàn)出了一定的試驗性質(zhì)。投入運行后管廊運管部門會對管廊開展全方位、科學(xué)精密的管理，通過這種方式提升廊內(nèi)管線穩(wěn)定指數(shù)和安全指數(shù)。管廊能否平穩(wěn)運行決定性因素之一就是監(jiān)控與安防系統(tǒng)。

城市綜合管廊監(jiān)控及安防技術(shù)旨在完成各類監(jiān)控數(shù)據(jù)的即時收集、分類儲存和智能化分析等任務(wù)，通過和歷史數(shù)據(jù)作對照分析，可以對管廊內(nèi)部的情況作出精確的判定；此外，監(jiān)控及安防技術(shù)還可以實現(xiàn)管廊語音通信、入侵監(jiān)測、火災(zāi)報警、環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控、高壓電纜監(jiān)測等功能；從而確保城市綜合管廊的安全穩(wěn)定運行。

2 關(guān)鍵技術(shù)和主要內(nèi)容

2.1 關(guān)鍵技術(shù)

城市綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)分為管廊前端設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控指揮三個模塊。前端設(shè)備模塊包括布置在綜合管廊內(nèi)側(cè)的檢測、控制及報警裝置，核心功能是覆蓋前端現(xiàn)場的數(shù)據(jù)收集和控制；通信網(wǎng)絡(luò)模塊由光纖通信網(wǎng)構(gòu)成，能夠完成管廊前端設(shè)備與通信系統(tǒng)之間的交流；監(jiān)控指揮模塊是管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)的任務(wù)分配和統(tǒng)籌系統(tǒng)，前端全部設(shè)備都是由通信網(wǎng)絡(luò)連入監(jiān)控系統(tǒng)。

監(jiān)控系統(tǒng)有通信主機、集中視頻監(jiān)控主機、綜合顯示屏、設(shè)備監(jiān)控主機、環(huán)境監(jiān)控主機、安防及通信主機等諸多硬件裝置，用于分析、收集、儲存即時數(shù)據(jù)，并與歷史同時期數(shù)據(jù)作對照，準確、直接地將管廊內(nèi)的情況呈現(xiàn)出來。監(jiān)控與安防相結(jié)合，一旦監(jiān)測到有問題，能在第一時間行動，防止事故發(fā)生。

2.2 主要內(nèi)容

2.2.1 監(jiān)控系統(tǒng)功能

(1)視頻監(jiān)控系統(tǒng)：可直觀觀測管廊的運行狀況。

(2)無線通訊及人員定位系統(tǒng)：方便管廊內(nèi)工作人員對外通訊，及實時傳遞自己的位置信息給控制中心工作人員。當出現(xiàn)突發(fā)情況危急工作人員人身安全時，在管廊復(fù)雜冗長的環(huán)境內(nèi)，無線通訊及人員定位系統(tǒng)能快速準確的找出其所在位置，為救援爭取時間。

(3)綜合儀表監(jiān)測系統(tǒng)：可實時監(jiān)測管廊內(nèi)電氣及耗能設(shè)備運行的狀況，并可為長期管廊設(shè)備運行功耗提供參考數(shù)據(jù)。

(4)電子巡查系統(tǒng)：有效記錄管廊的日常運維。

(5)管廊設(shè)備監(jiān)視及控制系統(tǒng)：自動收集管廊內(nèi)所有環(huán)境探測器，電氣設(shè)備的運行數(shù)據(jù)及工況，并根據(jù)使用需要進行編程，對管廊內(nèi)各設(shè)備進行有效控制。

2.2.2 報警系統(tǒng)功能

(1)火災(zāi)自動報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)：對前期火災(zāi)的發(fā)生進行有效警報，并聯(lián)動相關(guān)消防設(shè)備防止火災(zāi)的大范圍蔓延，及時控制啟動相關(guān)滅火設(shè)備。管廊應(yīng)布置具有實時溫度監(jiān)測功能的線型光纖感溫探測器，只要檢測到該區(qū)域有火情，報警瞬時反饋到消防系統(tǒng)監(jiān)控主機，監(jiān)控系統(tǒng)可即刻定位、覆蓋到火情爆發(fā)位置，同時自動關(guān)閉排煙防火閥及風(fēng)機，使火情爆發(fā)位置缺氧，火情難以增長和蔓延，控制住事態(tài)的惡化。當火情被其他滅火方式撲滅后，再重新開啟該區(qū)的風(fēng)機及排煙閥。

(2)環(huán)境感溫光纖報警系統(tǒng)：由于管廊內(nèi)部空氣流動不通暢，逃生出口的數(shù)量比較少，因此需要保證運管、檢修人員進入管廊時，管廊里面的空氣、溫度等環(huán)境因素及設(shè)備是穩(wěn)定無害的。當管廊內(nèi)氧氣不足、溫/濕度太高時，檢測裝置發(fā)現(xiàn)后將報警信號反饋回去，就能連鎖開啟該區(qū)域通風(fēng)裝置，迅速換氣。當集水坑水位超高(低)限時，監(jiān)控系統(tǒng)可聯(lián)鎖開動(關(guān)停)排水泵。環(huán)境感溫光纖報警系統(tǒng)對管廊里面的環(huán)境溫/濕度、有害氣體濃度、集水坑液位以及水泵、風(fēng)機等設(shè)備的實時監(jiān)測起到重要作用。

(3)可燃氣體報警系統(tǒng)：燃氣艙內(nèi)設(shè)置，當可燃氣體濃度超過報警濃度設(shè)定值時，啟動本區(qū)間可燃氣體聲光報警裝置，并發(fā)出報警信號，啟動燃氣艙事故段及其相鄰區(qū)間的事故風(fēng)機。

(4)漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)：正常運行時實時監(jiān)測電氣設(shè)備及線纜的泄漏電流的大小，以預(yù)防漏電電流過大發(fā)生火災(zāi)的危險。

(5)消防電源監(jiān)控系統(tǒng)：實時監(jiān)測消防電源運行工況，并定時對消防設(shè)備進行操作巡檢。

(6)防火門監(jiān)控系統(tǒng)：實時監(jiān)測管廊內(nèi)所有防火門的開/閉，并及時警告管廊相關(guān)運維人員進行操作。

(7)消防電話系統(tǒng)：火災(zāi)時，用于及時進行管廊內(nèi)外通訊；平時可做為現(xiàn)場固定通訊設(shè)備。

3 結(jié)束語

地下綜合管廊擁有便于擴充容量、可靠快捷維護等突出特點，廣泛采用于新建城區(qū)以及具備建設(shè)條件的區(qū)域。而若不認真檢查維護，則可能發(fā)生類似于有毒有害氣體超出指標，形成隧道火情隱患；接地線、井蓋被人偷走；隧道內(nèi)部進水；隧道里面空氣質(zhì)量不過關(guān)，使工作環(huán)境惡化，影響人身安全；另外無關(guān)部門侵占隧道資源，未經(jīng)允許私自布置光纖、電纜等多種問題，影響綜合管廊的安全運行。監(jiān)控及安防技術(shù)旨在有效地解決上述問題，保障城市綜合管廊安全運營。