綜合管廊環境與設備智能化監控系統

龐 宏 源

(山西省信息產業技術研究院有限公司，山西 太原 030012)

1 城市綜合管廊監控的現狀

隨著城市綜合管廊項目在全國各地大規模的開展，依靠地下綜合管廊信息與地下管線綜合管理信息系統的綜合應用，采用新材料、新工藝、新技術、新設備搭建新一代智慧城市綜合管廊監控系統已成為一種趨勢。

當前的狀況是都注重綜合管廊的建設，卻忽視了綜合管廊后期的運維和管理。主要問題如下：

信息孤島：不同廠商的不同設備，在數據交互中，從而造成接口眾多、訪問性差、信息系統相互孤立。

數據不全面：底層數據采集，缺乏完整的數據支撐，管理水平和管理質量無法得到有力保障。

運營成本高：傳統的人工管理模式，運營管理成本高，綜合管廊的年管理費用約為建設費用的0.3%。

運維管理困難：基于過程控制，導致事故發生過程無法追溯，故障檢修及運維過程優化缺少數據支撐。

基于城市綜合管廊監控系統的實際功能需求和應用，研發CET綜合管廊環境與設備智能化監控系統，對綜合管廊全過程的數據采集和存儲，并進行有效的分析和管理，真正實現高效、節能、安全、經濟的綜合管廊智慧運營，是智慧城市綜合管廊監控系統建設首要考慮和關注的問題[1]。

2 監控系統設計

綜合管廊環境與設備智能化監控系統嚴格按照城市綜合管廊建設指導意見對監控范圍進行了劃分，地下城市綜合管廊本體及附屬設施的管理由地下城市綜合管廊建設運營單位負責，入廊管線的設施維護及日常管理由各管線單位負責。城市綜合管廊屬于地下隱蔽工程，地下管線鋪設距離長，在地下擴展延伸錯綜復雜，城市綜合管廊智能化監控的可靠性、可用性、功能和性能的關鍵是設備選型、系統架構設計以及應用軟件的功能和設計[2]，系統設計圖如圖1所示。

2.1 系統設計原則

綜合管廊環境與設備智能化監控系統嚴格遵循GB 50838—2015城市綜合管廊工程技術規范,以監控主站有人值守、設備的分布區無人值班為原則，取消常規現場監視、手動控制模式，以計算機遠方控制手段為主要方式，實現對整個管廊內設備的運行情況和管廊內部環境情況的全過程監測與管理，保證城市綜合管廊的安全、可靠、高效、經濟運行。

2.2 系統結構

考慮綜合管廊環境與設備集中監控和多部門管理的需求，系統按照分層分布式、開放式結構設計。監控系統采用分區段設置，結合管理需求按區段考慮設置監控中心，負責本區段內的集中監控和管理，各區段監控中心通過網絡將數據上傳到總控中心綜合監控平臺[3]，系統結構圖如圖2所示。

3 系統功能

3.1 設備與環境監控

數據采集預處理單元對全站所有終端設備進行周期性的掃描和巡檢，自定義采集周期；采集的數據都帶有完整的數據質量狀態標志并存放在專用數據庫，并且完善的數據采集存儲機制，可實現數據追補和斷點續傳。

設備管理與維護提供設備運行管理功能，具有設備維護信息錄入、設備臺賬管理、設備運行監視功能。結合設備維護信息錄入功能，可為設備的運行維護管理提供一個綜合的數據查詢和分析界面，對用戶建立設備檢修排班計劃提供數據支撐，避免設備的過檢修和欠檢修。設備管理的臺賬功能記錄綜合管廊全線設備的廠家、型號、版本、安裝時間、資產編號等。

設備監控以圖形化的方式集中展現系統的實時運行工況、電量和非電量實時數據、對設備進行遙控和遙調、多級事件實時報警提示。制作基于平面型、立體型、分布式地理信息圖的智能化監控組態，直觀的進行數據展示，多角度多效果地調取實時監控信息、歷史統計數據。

環境監控軟件獨有的熱點鏈接與浮動展示技術，可結合綜合管廊規劃圖進行環境數據的展示；浮動展示綜合管廊各個防區的溫濕度，空氣含氧量等環境數據，并可按照區域進行分類數據的展示[4]。

3.2 聯動和遠程控制

監控系統具備批量遙控和自動遙控功能，可根據設定的條件觸發自動發出遙控操作命令，執行遙控操作，滿足各類現場的聯動控制要求。可通過預設的控制方案，實現如消防聯動、聯動排煙、照明控制、安防聯動、廣播聯動等聯動控制功能。

3.3 事件報警記錄

事件報警涵蓋了幾乎所有子系統運行事件的查詢，包括遙信變位記錄、遙測越限記錄、遙控操作記錄、保護事件記錄、事件順序記錄、RTU狀態信息、通信故障告警、節點登錄信息等。根據事件等級區分事件顯示顏色、告警事件發生的對象、顯示事件故障特征值、事件發生時間以及部位、事件的確認狀態等。事件發生時及時推送相關畫面并根據事件等級進行語音報警提示，事故發生部位變色或者動畫提示。所有記錄的事件均存儲在專用數據庫中，自帶事件查詢程序，能自定義查詢任意時段的事件。

3.4 趨勢曲線分析

監控系統可以進行歷史數據的曲線和棒圖分析，常規日曲線、月曲線以及自定義時間段曲線分析，歷史數據的差值曲線分析以及最值和平均值的統計，不同裝置同一時間段歷史數據的對比分析，同一裝置不同時間段歷史數據的對比分析，在實時監控畫面上嵌入查詢歷史趨勢曲線和在Web上查詢歷史趨勢曲線。

3.5 報表管理

系統可顯示日報表、周報表、月報表、年報表、時段報表，具備對原始數據進行統計、組合計算功能，支持報表輸出到打印機、圖片以及Excel和自動導出功能。

3.6 Web遠程發布

具有多樣化的應用模式，支持C/S，B/S和移動平臺，顯示畫面和數據庫服務器端實時同步，通過Web可方便查詢城市綜合管廊環境與設備智能化監控系統的實時監控畫面、歷史數據、事件記錄和報警信息等。

3.7 安全權限管理

具有完善的安全和權限管理功能，能夠為不同用戶角色提供不同的操作權限，可根據需要自定義和增減用戶角色(系統管理員、操作員、普通用戶等)，用戶需使用口令登錄系統，軟件能根據企業管理組織結構設定系統訪問權限，能支持無限級別的分層分級用戶群組設置。

4 結語

綜合管廊環境與設備智能化監控系統提供豐富的規約庫和多種數據接口，打破“信息孤島”；多級緩存冗余機制確保了數據采集的完整性、連續性和可靠性。基于大數據的分析和應用，構建綜合管廊的智能運維和管理。完善的故障預警機制解決城市管廊設施遭受人為破壞的地下隱患，保障管廊內的通風、照明、排水、防火、通信等設備的正常運轉。通過“管、控、營”三位一體化運營，為管理決策過程提供數據支撐，促進管理過程的優化，提高運維管理效率，降低運維成本。