淺談智能化的城市地下綜合管廊安全防控平臺研究
發布時間：2023-04-23瀏覽次數：802返回列表
易允恒
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：隨著城市地下管廊不斷建設,管廊運維的安全防控問題日益凸顯，城市地下綜合管廊安全信息和運營狀況眾多,給安全防控平臺提出了高要求。文中以廣西南寧地下綜合管廊安全防控平臺研究項目為例，從智能化角度,詳述了地下綜合管廊安全防控平臺設運營機制、分類與接口設，展現了管廊安全防控的功能，為今后其他城市地下綜合管廊的科學管理提供了參考。
關鍵詞：綜合管廊;安全防控;智能化;平臺設計
0引言
地下綜合管廊是指在城市地下用于集中鋪設電力線、通訊電線、給排水管道、供熱管道、燃氣管道等市政管線的綜合隧道[]。自2013年以來國務院陸續發布綜合管廊建設政策,并指導了全國管廊建設試點工作I2]隨著國內地下綜合管廊不斷建成管廊運營時其內部便營造出一處復雜的、潛在的災害環境,如可能出現火災、水災、有毒氣體泄漏、設施故障等災害[3,4)因此,安全防控是綜合管廊規劃建設和城市今后發展中巫待解決的問題,如何有效對管廊進行監測、管控運營的要求越來越緊迫,對綜合管廊安全防控平臺提出了高要求。文中以廣西南寧地下綜合管廊安全防控智能化平臺研制項目為例，通過規整管廊安防平臺運營機制,從智能化角度對平臺的設計與開發進行了研究。
1平臺總體設計
1.1軟硬件配置及框架
軟件與服務器配置:操作系統(Windows和CentosLinux),操作環境(艾派克公司提供的Jsp環境)數據庫服務器(甲骨文公司的Oracle11g)硬件配置:中央處理器(Intercorei5-4590)、顯卡(NVIDIAGT960)。框架:基于JavaEE的開發。
1.2平臺運營機制
根據平臺框架設計，整個運營流程分數據運行、邏輯處理與客戶端應用3個階段。
數據運行:針對數據庫儲存的管廊數據(格式為表單)進行訪問、增改等操作,實現平臺對安全防控信息的正常運行。
邏輯處理:針對平臺功能進行關系分析和處理中央處理器對相關運行的管廊數據進行調用,并對客戶端發來需求指令進行邏輯處理,處理后將結果反饋至客戶端,實現安全防控信息連接。
客戶端應用:根據安全防控管理需求,用戶對平臺發出操作指令,平臺內進行邏輯處理后將管廊安防措施反饋至客戶端設備,實現用戶-平臺-管廊的鏈式交互管理7平臺各個子系統利用標準工業協議與各類監測監控設備及傳感器對接并以此進行線上操控,對管廊內設備進行實時監控并危險監測,實時獲取設備運行狀態.形成安防智能化管理.如圖1所示。
圖1綜合管廊安全防控平臺運營機制
1.3系統組成設計
(1)消防管理系統。消防系統通過現場感應器采集廊內消防設施信息,對廊內消防情況進行監控系統實時調取各消防監測子系統反饋的數據，將火災報警位置、電氣報警位置、防火門報警位置等數據布置在三維模型中,使維護人員一目了然:管廊內出現火災時.三維模型快速定位,將數據反饋到區級和市級控制中心,并可聯動關閉防火門.啟動自動滅火系統。
(2)巡防監控系統。巡防監控系統通過將視頻監控信息、人員定位信息機器人信息等數據布置在平臺可視化三維模型中,網上連接對應設備及其軟件,對廊內實時畫面、入侵報警、人員定位、電子巡、機器人巡檢進行實時監測。
(3)設備環境監測系統。設備環境監測系統對廊內設備環境沉降位移等信息進行實時監測，并可以對設備報警歷史進行查看,實現設備監測環境監測燃氣監測、沉降位移監測等功能,實時將數據反饋到區級利市級控制中心。
2接口類型與接口設計
2.1接口分型
(1)頁面接口。平臺川戶接口分為PC瀏覽器PAD端APP(iOS)端APP(Android,iOS)數據錄入使用isp表單,文件導出和導入使用上傳和下載的方式進行。圖形可通過客戶端控件狀入頁面進行智能化顯示和新。pp窗體應用AJAX技術確保用戶良好的使用體驗。
(2)外部接口。系統的外部接口主要是文檔接口,使用一個良好定義的數據交換格式文件,可方便清晰的理解及掌提各模塊功佳及實現。
(3)內部接口DALMODEL.Bussiness.Frnetcork.UI.DE層政編譯為一個應用,托管于艾派克公司。數據錄人使用jp表單,文件導出和導人使用上傳利下載的方式進行。圖形可通過客戶端控件戰人頁通過測覽器應用運行。
2.2接口類型
管廊接口分監控系統接口,消防系統接口.巡檢系統接口，通過開發接口將環境與設備監控系統與地下綜合管廊安全防控平臺進行連接，以便平臺對廊內環境與設備進行監控。開發的接口類型內容見表1。對接方案,如圖2所示。
圖2接口對接方案
3綜合管廊安全防控功能實現
通過各類設備與傳感器監測管廊內部，對管廊進行實時監控并記錄報警歷史、故障歷史,獲取設備運行狀態和顯示數據，方便管理者隨時香看管廊運營狀態和設備資產信息,實現地下綜合管廊安全防控平臺的多功能化智能化如圖3所示。
圖3地下綜合管廊安全防控聯動過程
地下綜合管廊安全防控平臺實時調取各子系統反饋的數據監測,并將報警位置與數布置在平臺的管廊BIM模型中使管理和維護人員一目了然!;管廊內出現異常情況時將數據反饋到區級和市級控制中心.異常情況發生后可聯動安全防護設備,啟動相關智能化操作.如監測到管廊出現火災后，安防平臺與控制中心進行一系列聯動措施，滅火系統自動開啟,直至火災被消滅,如圖4所示。
圖4火災報警系統數據監測
4AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺
4.1平臺概述
AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監控、能源管理、電氣安全、照明控制、環境監測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網絡、系統架構、聯動控制和綜合數據服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協調復雜的根本問題，大大提高了系統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環境和設備的使用和恢復效率。
4.2平臺組成
安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所環境監控系統、智能馬達監控系統、電氣火災監控系統、消防設備電源系統、防火門監控系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散指示系統。用戶可通過瀏覽器、APP獲取數據，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監控、統一管理、統一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。
4.3平臺拓撲
4.4平臺子系統
4.4.1電力監控
電力監控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監控高低壓供配電系統開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。
4.4.2環境監測
環境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統完成管廊環境綜合監控。
4.4.3電氣安全
AcrelEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監視，發生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。
4.5相關平臺部署硬件選型清單
4.5.1電力監控及配電室環境監控系統
5結語
地下管廊安全防控平臺通過總體設計、類與接口設計,搭建起管廊-平臺-用戶的鏈式管理模式。同時，平臺通過收集管廊各監測子系統的日常安全信息,與控制中心進行了一系列的聯動措施,實現了綜合管廊智能化的安全防控。平臺的智能化、安全防控科學管理體現以下幾個方面:
(1)整個平臺采用流程化和接口式的設計,高度利用了BIM技術、互聯網技術和智能設備,有利于系統研發和運營的便捷化工程化智能化。
(2)平臺運營機制符合工程日常管理流程,各階段分工明確,架構設計易于開發,便于后期運維階段的管廊管理。
(3)平臺各子系統接口豐富,功能拓展性強，只需根據所需要增加的功能直接添加接口即可,能及時滿足管廊安全管控需求
(4)管廊各監測系統與安防平臺實時聯動,安防平臺日常收集分析管廊安全信息,信息綁定于BIM模型以便用戶查閱,并及時將管廊異常情況傳至市區級控制中心,控制中心做出應急決策并發出信號,反饋信號傳達至管廊自動化設備，實施阻斷危險措施,高效地實現了綜合管廊的安全防控。
參考文獻
【1】朱雪花,劉保東. 面向智能化的地下綜合管廊安全防控平臺研究
【2】張東霞，潘峰.城市綜合管廊綜合監控平臺功能設計[J]
【3】安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05
作者簡介：
易允恒，男，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電
Email：2851375246@qq.com ： QQ：2851375246 ：
易允恒，男，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電
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