淺談城市管廊監控系統和火災自動報警系統發展現狀

徐小琳，郭秀娟

（吉林建筑大學電氣與計算機學院，吉林 長春 130118）

0 引言

綜合管廊指的是在地下建造的建筑物和輔助設施，可容納不止一種工程管道，包括電力、電信、排水、熱力和煤氣，以暗裝、淺埋、深埋隧道的形式建造，允許安裝、維護、拆除的地下設施系統。綜合管廊的設計為優化城市空間，改善城市面貌，安裝維護和拆除各類市政管道提供了便利。綜合管廊發展至今，為提高城市綜合運作能力，提升城市空間利用率，滿足民生基本需求做出了卓越貢獻[1-2]。因此綜合管廊的引入，是我國智慧城市建設的里程碑。

1 綜合管廊的國內外研究現狀

世界上的第一個綜合管廊在巴黎建成。之后，歐美國家和日本也開始對地下管廊進行研究，并逐漸建立了自己的體系。我們國家開始的比較晚，我們的城市空間利用很不合理，管廊的鋪設也有很多的問題，但我們國家的一些城市一直在進行探索，在這之中北上廣深等城市首先進行探索并且取得了良好的成果。

2 綜合管廊火災風險

城市地下綜合管廊中的可燃物主要包括電纜，光纜， 管道和可燃氣體。在綜合管廊中安裝各種管道，因此火災危險性類別不同。根據《城市綜合管廊工程技術規范》GB 50838—2015[3]中7.1.1 條，各管線的綜合管廊艙室火災危險性分類見表1。

表1 艙室火災危險性分類

由表1 可知，天然氣管道存在危險級別最高，因此需要單艙布置。阻燃電力電纜、通信線纜、熱力管道也存在不容忽視的火災隱患。

3 監控與報警系統概況

綜合管廊監控與警報系統比較簡易，大致包括環境與設備監控系統、安全防范系統、通信系統、預警與報警系統、地理信息系統五大系統和統一管理信息平臺，其中統一管理信息平臺通常部署在管廊監控中心內[4]。各系統組成如圖1 所示。

通過統一管理平臺的連接、協調、控制和管理每個系統的工作，實現綜合管理。綜合管理輔助設施的建設主要包括結構監測、環境監測、設施監測，安全系統、通信系統和自動火災報警系統。在此基礎上，建設綜合集成與管控系統，并將門戶、應用程序、通信、數據、安全和管理等在線監視和控制系統進行集成，同時可以在系統間進行聯動報警和聯動控制[5]。管廊綜合監控系統一般設置1 個管控中心。3 層結構包括管理層、網絡傳輸層與現場采集控制層。管理層主要作用是聯系、協調、控制和管理各個子系統的工作，它是整個監控系統的核心；在網絡傳輸層中包含每個防火區ACU 區域的控制單元，控制單元與監控中心之間網絡通過光纖傳送， 實現視頻數據、音頻數據、TCP/IP 控制數據和RS-485 數據的通信；現場采集控制層主要由接入層交換機、網絡攝像頭、現場區域控制器PLC 等組成。其控制系統結構如圖2 所示。

其中，環境與設備監控系統（ACU 區域控制單元）是應綜合管廊現場眾多監測數據集中管控、傳輸的需求而設置的區域控制模塊，它集信號采集、本地控制、數據交換、遠程聯網于一體。環境與設備監控系統可以實現對管廊內環境和設備參數及狀態的監控，實時將信息傳輸到管控分區站，及時傳輸到監控中心的統一管理信息平臺，讓工作人員可以及時發現問題并立刻解決，保障了管廊的正常運行。

4 火災自動報警系統

根據《城鎮綜合管廊監控與報警系統工程技術標準》GB/T 51274—2017 中7.1.2 條及《城市綜合管廊工程技術規范》GB 50838—2015 中7.5.7 條的相關規定， 綜合管廊內在干線和支線上含電力電纜艙室的綜合管廊應設置火災自動報警系統[6]。火災自動報警系統設計框架如下。

1）火災自動報警系統。主要部分有火災報警控制柜、探測器、手動報警按鈕、聲光報警器、聯動模塊、消防電話、消火栓按鈕、消防廣播等。短路隔離器也必須設置，它的位置應在系統的總線上[7]。

2）手動報警統。在艙室內需要設置手動報警按鈕和聲光報警器，通風口和出入口也需要設置并且需要保證手動報警按鈕是有效的。

3）火災探測器。根據《城鎮綜合管廊監控與報警系統工程技術標準》GB/T 51247—2017 的規定，火災自動報警的艙室應設置感煙火災探測器，需要聯動觸發自動火災滅火系統的艙室應設置感溫和感煙火災探測器[8]，即干線、支線綜合管廊含電力電纜的艙室也必須同時設置感溫和感煙火災探測器。其中，煙感器可以采用點型智能煙感器，點型感煙探測器主要探測煙霧，通常在火災初期時使用，探測到煙霧時立刻報警。溫感器可采用線型光纖溫感器，感溫光纖這一新興的線型分布式火災探測手段正逐漸被用戶廣為接受。它與點式感溫火災探測器相比，環境適應性更強，在潮濕和粉塵等消防探測場所中都可以工作，這些優點都是點式探測器無法比擬的。

4）消防電話。在自動報警系統中的緊急電話設施必須存在，它應與控制系統分離。在火災報警控制柜旁安置消防電話，消防電話的安裝必須十分明顯且有消防電話標識[9]。

5）系統選擇及控制要求：滅火系統主要采用超細干粉自動滅火，并支持聯動和手動控制系統[10]。自動火災報警系統整體功能結構如圖3 所示。

5 結語

綜合管廊是建設在地下的相對密閉空間，并且里面敷設了大量的電線、電纜，綜合管廊狹長而橫截面窄，發生火災時煙氣彌漫，能見度低，探測著火點困難，撲救難，破壞性及危害性較大，因此火災是綜合管廊中的最大隱患，所以火災自動報警系統的設置必須引起重視。