淺談機械自動化控制系統在城市綜合管廊中的應用

劉振虹 王文

摘 要：近年來，隨著城市快速發展，地下管線建設規模不足、管理水平不高等 問題凸現，一些城市相繼發生大雨內澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷等事件，嚴 重影響了人民群眾生命財產安全和城市運行秩序。因此，本文以此背景為基礎，淺談城市綜合管廊自動化控制系統的組成及其實現方式。

關鍵詞：自動化;綜合管廊;控制系統

引言：城市地下管線是指城市范圍內供水、排水、燃氣、熱力、電力、通信、廣 播電視、工業等管線及其附屬設施，是保障城市運行的重要基礎設施和“生命 線”。傳統的城市地下管線各自為政地敷設在道路的淺層空間內，因管線增容擴 容不但造成了“拉鏈路”現象，而且導致了管線事故頻發，極大地影響了城市 的安全運行。目前，我國城鎮化進程十分迅速。為提升管線建設水平，保障市 政管線的安全運行，有必要采用新的管線敷設方式——綜合管廊。

1 系統概述

綜合管廊工程是指在城市道路下面建造一個市政共用隧道，將電力、通信、 供水、燃氣等多種市政管線集中在一體，實行“統一規劃、統一建設、統一管理”，以做到地下空間的綜合利用和資源的共享。

2 管廊自動控制系統

自動控制系統以實現現場無人值守為目標，分為控制中心集中監控管理和現場控制站。 控制中心主要設備：中央監控服務器、中控操作站，數據庫服務 器、DLP 組合式背投、HTR 應急電話廣播調度系統等。

3 管廊系統組成

該系統主要由電氣系統、通風系統、排水系統、弱電系統組成。其中電氣系統包括供配電系統、照明系統等。弱電系統包括設備監控系統、火災報警系統、安防系統、電話系統等。

3.1 管廊消防系統

綜合管廊內，設置每個防火分區不超過200米，每個防火分區設置防火墻，防火墻上設置火災時能自動關閉的甲級防火門進行火隔斷，每個防火分區內設置一個緊急出入口。綜合管廊內的管線主要包括電力電纜、通信電纜及配水管等多種市政管線，根據綜合管廊火災原因分析電力電纜是較容易產生火災的對象，因此在倉內設置S型溶膠滅火系統。

3.2 管廊通風系統

地下管廊通風系統設置可以保證管廊內電纜散發的熱量能及時排出并為檢修人員提供適量的新鮮空氣。以及管廊內發生火災時，能有助于控制火勢蔓延和人員疏散。綜合管廊主要采用機械通風方式，機械通風增加了通風分區的長度，減少進、排風豎井的數量。機械通風風機安置在管廊專用節點通風口處，不會占用管廊標準段的凈高。通風面積結合管廊斷面尺寸確定，不超過200米設置一風井，風孔能強制排風排煙。

3.3 管廊電話廣播調度系統

地下管廊短則幾公里，長則數十公里，為了充分保障管廊內巡檢人員的正常通訊，需要配置應急電話廣播調度系統，實現有線、無線通信調度，應急廣 播功能。

3.4 管廊環境監測系統及功能

地下管廊裝有各種線。信號線、熱力管、燃氣管、電信管道、給水管道、電力管道等等，是一個多鐘信號與傳輸對象交匯的場所，為充分保障管廊內環境安全，需要對其內部環境進行監測，以達到實時、自動監控地下管廊內的環境，其重要性不言而喻。所以環境監測系統主要涉及到了管廊內的溫濕度、燃氣泄漏、火險、有害氣體、積水監測等。主要具體實施是通過在地下管廊配置相應的傳感器和報警器，并通過通信將監測信號從投料口引出到地面上，并通過無線通信（GPRS）傳輸到監控中心，通過配套的綜合管理軟件對數據進行分析。通過軟件對每個測定的地理位置、測量值或工作狀態進行連續采集，如出現異常，系統會自動生成報警（聲光報警、短信報警、郵件報警可選），第一時間通知到相關人員，將可能出現的險情消滅在萌芽狀態，避免造成大的經濟損失及影響管涵的正常工作。

3.5 管廊的智能照明控制系統

針對以往城市綜合管廊現狀，對比傳統照明控制模式來看，目前管廊要么無燈，檢查時檢查員或機器人自帶照明設備;要么管廊內設置照明設備，為常開狀態，以便有人進入進行檢查;采用這兩種方式均沒法對照明設備進行有效調節。而管廊智能照明控制系統，可以提供一種自動調控管廊燈光的方法。該智能照明控制系統包括控制模塊、照明設備組、聲音傳感器、圖像采集模塊、圖像識別模塊、監控中心;主要原理是通過聲音信號喚醒系統，并通過采集圖像并識別的方式，選取合適的模式對燈光進行控制，更智能化，更適應不同的場景;同時人體巡檢模式能夠通過聲音來調控燈光，使調控方法更為簡單。

3.6 管廊視頻監控系統

管廊視頻監控系統通過可視化平臺，集成管廊所在區域的地圖、影像及地形數據，加載每一個地理區域中的管廊、管線以及各附屬設施系統中的設備、儀表等數據，定義對各個系統的觀察角度。管廊視頻監控系統在管廊的出入口、通風口、門禁等關鍵部位安裝攝像頭進行視頻監控，在可視化平臺中將攝像頭模型與對應的視頻監控數據相關聯，實時顯示當前的監控情況，并加載和顯示影像和數據，對管廊主題、管線、設備、儀表等三維模型數據進行顯示、編輯和存儲。系統對綜合管廊各艙室中的管段、線纜、設備、儀表燈進行統一管理，標示設備類型，維護和查詢各種的基礎信息，對設備的完好率、故障率進行統計分析，制定并嚴格執行設備的檢修計劃。巡檢人員可根據巡檢計劃對綜合管廊內的管道、線纜、設備等進行巡檢，巡檢人員通過手持終端將巡檢中發現的異常情況實時上報到系統中。

3.7 管廊安防系統

安防系統包含視頻監控、紅外入侵報警、門禁出入口控制、電子巡查等功能。本系統設計中可以將管廊環境數據提供給安防系統，便于在管廊入口處的門禁設備上顯示管廊環境信息，為巡檢、維修人員進入管廊提供安全確認數據。同時一旦安防系統產生報警，可在監控中心大屏幕上看到報警詳細位置并引發聲光報警，并聯動視頻系統。

結束語

綜合管廊自動化控制系統是城市基礎設施建設發展的新方向，是城市地下 空間開發的重要形式之一。它作為一種集約化、可持續性的管線敷設方式，通 過合理利用城市用地，綜合確定城市工程管線在城市地上、地下空間位置，避 免工程管線之間及其相關建筑物相互干擾，為各管線工程的規劃管理提供了依據。將城市基礎設施控制整合于一個系統，便于進行集中實時監控、管理、檢 修、日常維護等，提高了城市管理效率，減少了人力、財力、物力的巨大浪費，促進城市不斷向著現代化、智能化方向發展。

參考文獻：

[1]姚海波，尹力文.城市綜合管廊工程[M].中國：建材工業出版社，2020.6-58.

[2]孫國華.電氣自動化控制系統的設計[J].科技創新與應用.2012（21）

（1.沈陽天久信息技術工程有限公司，遼寧 沈陽 110000;2.沈陽北方建設股份有限公司，遼寧 沈陽 110000）