地下管廊大数据综合管理云平台建设方案数字化管廊综合管理云平台建设方案智慧管廊数字化平台建设方案

1、数字化管廊综合管理云平台建设方案行业背景综合管廊就是地下城市管道综合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。综合管廊云平台利用大数据、SOA+ESB和GIS+BIM等多种技术手段对管廊业务内容进行智慧化、平台化管理，对管廊本体、入廊管线以及附属设施从“审”、“监”、“维”、“检”、“调”、“考”6方面出发，构建统一管理平台。依托二三维一体化GIS平台和多年管网行业信息化建设经验，立足于综合管廊数字化基础之上，致力于提升综合管廊

2、智能化水平，打造国内一流的综合管廊智能管理平台。智慧管廊CONTENTS目 录1业务背景及需求分析2智慧管廊顶层设计3智慧管廊解决方案4发展建议及展望1业务背景及需求分析区域管道类型长度（万公里）同比增长率（%）城市（城区）供水管道67.74.8天然气管道43.511.9供热管道18.75.1排水管道51.110.0县城供水管道20.34.5天然气管道8.8815.2供热管道4.49.6排水管道16.07.6城镇化率变化曲线*数据来源：国家统计局年度管道统计分析*数据来源： 2014年城乡建设统计公报城镇化背景01管理：种类繁多多头管理数据：资料缺失建而不立技术：支撑不足缺乏创新事故频发国家重

3、视现状与问题01智慧管廊政策要求01国家标准GB 50838-2012城市综合管廊工程技术规范中规定综合管廊应配备具有专业资质的维护单位并建立管理维护档案。2013年9月，国务院办公厅下发了关于加强城市基础设施建设的意见（国办发201336号），该文件中指出，开展城市地下综合管廊试点，用3年左右时间，在全国36个大中城市全面启动地下综合管廊试点工程；中小城市因地制宜建设一批综合管廊项目。新建道路、城市新区和各类园区地下管网应按照综合管廊模式进行开发建设。2014年6月关于国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见(国办发201427号)指出稳步推进地下综合管廊建设，加强科学技术和体制机

4、制创新。住房城乡建设部部长陈政高出席培训班座谈会指出：要统一认识，统一思想。事实证明，城市地下综合管廊建设在国际上是一条成功的道路。综合管廊建设的意义在于充分地利用地下空间，节省投资，对拉动经济发展、改变城市面貌、保障城市安全都具有不可估量的重要作用。智慧管廊发展历程01智慧管廊发展历程03第3代：整合型管廊整合防爆、防洪与防盗等防灾设施建立运行维护管理机制(维护作业准则、管线GIS系统)01第1代：传统型管廊单一结构体，提供管线的收纳空间管道断面较单调02第2代：需求型管廊管线协调，满足长期需求调查有特殊部位，满足个体运营需求提出环境监测系统，保障人身安全04第4代：智慧型管廊采用BIM G

5、IS 3D可视化设计、管理模式移动设备远程监控管廊网络化、智能化智慧管廊建设目标01智慧管廊核心技术01智慧管廊设计理念01智慧管廊设计理念2智慧管廊顶层设计城市地下综合管廊云平台建设思路021个核心：智慧管廊2大平台：监控报警平台和运维管理平台3项技术：GIS+BIM技术、物联网技术、云与移动互联技术4层架构：运维管理层、监控调度层、网络传输层、设备感知层5A1S：BA、SA、CA、FA、OA GB50838-2015 6大系统：运维管理系统、环境与设备监控系统、安全防范系统、通信系统、消防报警系统、BIM+GIS系统城市地下综合管廊云平台解决方案业务架构图02城市地下综合管廊云平台解决方案

6、架构图02城市地下综合管廊云平台解决方案功能示意图02城市管网综合管廊普查建库管线装备化数据平台化三维可视化虚拟仿真化运行监控实时调用施工审批多元服务地上地下一体展示应急防灾预警预报全方位材测防监控管智能化应用全生命周期新建旧有智慧化智慧化思路02技术框架02A省级平台应用部门管线数据统计数据监督汇总共享服务交换汇交a市级平台权属单位管理单位应用部门管线数据运行数据监督审批协同处置共享服务交换汇交部级平台 管线数据统计数据监督汇总交换汇交 应用部门共享服务管理框架02省级平台业务框架规划建设运行维护信息管理地下管线综合管廊统筹汇总地下管线规划综合管廊规划地下管线现状综合管廊现状地下管线工程综合

7、管廊工程 工作检查管线普查工作安全质量管理信息共享利用资质备案管理 项目管理地下管线重点工程项目管理综合管廊重点工程项目管理 应急监控重点区域监控应急预案管理应急指挥调度应急综合演练 指导共享规划标准规范设计标准规范建设标准规范运营标准规范信息标准规范安全防范规范 管理框架02有数有据，监管科学省级平台业务系统管理框架02应用层设计系统分项设计应用层设计02系统分项设计应用层设计应用层设计02系统分项设计三维展示系统系统功能业务价值系统功能：综合管廊采用二三维一体化的设计方式，平面视图管廊表现为二维方式，转换视角，管线表现为三维方式，可以直观查看管廊内部入廊管线的分布情况、管廊各出口的位置和安

8、装在管廊内部附属设施的位置。同时反映综合管廊本体与周围地形、地物、建构筑物的关系。该系统参照CAD三视图的展示方式，通过主视角度查看管线在管廊内部的空间分布情况，通过侧剖面观察管廊内各里程的实际情况。系统价值：通过管廊地理信息系统，我们通过三个角度直观的看到管廊内部的实际情况，为后续管理各运维管理提供了方便。同时系统将前端采集到的设备状态数据以实际的位置映射到管廊三维空间上。为制定决策提供客观的依据。三维展示系统截面图剖面图1、应用层设计（管廊主体管理）1.三维展示系统2.智能巡检系统3.防入侵系统应用层设计021、应用层设计（管廊主体管理）系统分项设计智能巡检系统系统功能业务价值系统功能：传

9、统的巡检主要是通过人工方式，综合运用感官以及一些配套的检测仪器对管廊内的情况和设备进行以简单定性判断，该方式存在劳动强度大、检测质量分散、主观因素多等缺陷。该系统主要是通过安装了全景摄像头和其他传感设备（温湿度、气体、红外等）的多功能巡检车，每天定时对管道内部进行巡检，值班人员对巡检数据进行查看，发现问题第一时间到现场确认。通过360全景内景图实现真实、全面、直观的用户体验。系统价值：减少人员每天的巡检工作强度，更有正对性的巡检。通过车载系统采集的参数和管廊内固定设备数据比对，反向验证设备的状态。减少人员频繁下井带来的安全问题。对巡检车辆的位置定位，能够快速的找到事故点。智能巡检系统1.三维展

10、示系统2.智能巡检系统3.防入侵系统应用层设计021、应用层设计（管廊主体管理）系统分项设计1.三维展示系统2.智能巡检系统3.防入侵系统防入侵系统系统功能业务价值系统功能：该系统在综合管廊的各管仓安装视频摄像头，在管廊出入口安装光栅传感器，通过光栅传感器触发摄像头拍照、录像。同时值班人员通过应急通讯广播发出报警信息和喊话，劝退入侵者。在地下综合管廊各出入口及主要机房安装门禁管理系统，实现出入口人员管理。监控各类非法入侵。通过对出入口安装电击设备，防止小动物的闯入。系统价值：防止不法人员的进入保障综合管廊的安全运行，确保城市的公共安全。防止动物的闯入破坏通讯、电力及管线设施。防入侵系统应用层设

11、计02应用层设计系统分项设计021、应用层设计（管廊附属设施管理）1.消防系统系统分项设计2.通风系统3.供电系统4.照明系统5.排水系统消防系统系统功能业务价值系统功能：在管廊内部安装手动报警按钮、声光报警器、应急通讯电话、警笛及紧急广播系统。实现管廊内部消防应急联动。在管廊内部易着火点布置防火包，传感器监测到着火点，启动附近视频确认，通过远程控制打开着火点防火包，实现快速破灭火源或延迟火势蔓延。火灾发生时通过管廊内部报警指示灯和播音系统第一时间通知管内人员撤离。通过布设在管廊内部的烟雾传感器和温湿度传感器，实时监测管廊内部的环境变化。系统价值：保障综合管廊本体及入廊管线的安全。提前发现事故

12、隐患点，第一时间处理防止事态扩大，造成不必要的损失。在事故处理过程中起到辅助作用。消防系统应用层设计021.消防系统系统分项设计2.通风系统3.供电系统4.照明系统5.排水系统通风系统系统功能业务价值系统功能：日常状态，按日常通风设定，控制送风机定时运行。通过安装在管廊内部各各类有毒有害气体传感器、温湿度传感器，实时监测管廊内部状态，当监测数据异常，通过远程控制系统开启对应的通风设备，对管廊内部快速通风，减少气体浓度防止产生爆炸，提高人员的入廊工作安全。同时入口处放置管廊内部空气质量电子提示牌，及时提醒准备入廊的工作人员。系统价值：日常保证管廊内部空间的空气质量，避免有害气体聚集和积累。紧急情

13、况时快速通风减小事故发生概率。通风系统1、应用层设计（管廊附属设施管理）应用层设计021.消防系统系统分项设计2.通风系统3.供电系统4.照明系统5.排水系统供电系统系统功能业务价值系统功能：供电管理系统负者对管廊内部的供电设备的运行状态监控和管理，通过远程管理平台实现管廊内部供电设备的监控。对管廊内部供电线路的拓扑网络实现管理。对附属设施的供电电压、电流实时监控。同时根据管廊内部空间结构，设置微电网系统。实现管廊内部分区供电。对管廊内部的用电设备进行监控，发现问题及时同时值班人员维修。系统价值：提供管廊内附属设施的供电、用电保障，通过微电网系统的设置，避免事故造成管廊供电系统整体崩溃。供电系

14、统1、应用层设计（管廊附属设施管理）应用层设计021.消防系统系统分项设计2.通风系统3.供电系统4.照明系统5.排水系统照明系统系统功能业务价值系统功能：综合管廊属于狭长型构筑物，又埋设与地面以下，综合管廊内部的采光主要以电力照明为主。在机械出风口、集水井、配电箱等处照明系统可通过远程控制，亮度设置可调。设置紧急照明系统，监测到主照明系统故障时，自动系统紧急照明系统，同时向管理人员发出报警信息。管廊入口设施红外识别系统，发现有人员会动物闯入，立即启动照明体统和视频监控系统，同时向前端发出告警，提醒值班人员查看。系统价值：首先保障管廊内部的正常照明和应急照明。同时为入侵系统提供辅助帮助。照明系

15、统1、应用层设计（管廊附属设施管理）应用层设计021.消防系统系统分项设计2.通风系统3.供电系统4.照明系统5.排水系统排水系统系统功能业务价值系统功能：由于综合管廊内管道的维修的放空，以及其他一些可能发生泄漏等情况，将造成一定程度的沟内积水。通过排水系统前端的液位传感器监测到的水位情况，启动排水泵，抽取管廊内的积水。通过安放在不同位置的液位传感器，值班人员可以很快确定积水位置和漏水位置。第一时间前去封堵处理。对于洪濑造成的雨水倒灌，及时启动排水系统，排出管廊内积水。系统价值：快速发现积水位置，智能排水，减少人员工作量和人员排水过程中对管线产生的破坏。排水系统1、应用层设计（管廊附属设施管理

16、）应用层设计021、应用层设计系统分项设计应用层设计021、应用层设计-（入廊管线管理）系统分项设计1.管线状态监测系统2.管线资产管理系统管线状态监控系统系统功能业务价值系统功能：1.燃气管线：安装在燃气管线接口、阀门处的甲烷监测设备，监测燃气管线的泄漏情况，并通过定位技术，实现燃气泄漏的快速发现和处置。对事故的易发点系统做重点提示，提醒值班人员关注。2.供电电缆：通过电缆线监测系统实现缆线状态的监测和能量的监控。防治缆线过热起火和偷漏电事故的发生。3.供水管线：利用漏损监测仪，流量计、压力计实时监测供水管线运行状态，能够快速发现漏损点，避免能源浪费。通过管线的流量和压力监测数据，联动供水泵

17、站，避免产生水锤效应造成供水管线损坏。4.污水管线：通过对污水管各点液位的监测，防治污水管的堵塞。5.热力管线：利用压力计实时监测热力管线运行状态，联动供热泵。防治压力过大对管线造成的损害。系统价值：保障管线安全运行，减少人员巡检密度，更有针对性的检查和管理。通过大量数据的分析提前预知管线状态，及时维修跟换。避免跟大事故的发生。管线状态监控系统应用层设计02系统分项设计1.管线状态监测系统2.管线资产管理系统管线资产管理系统系统功能业务价值系统功能：综合管廊内部管线属性复杂、重要节点数量多、投资、建设、运营主体不同给后续的管理带来了很大个麻烦。通过建立管线资产管理系统，实现对综合管廊入廊管线的

18、数量、种类、权属单位、建设单位、管理单位信息管理。明确各方职责，提高经济管理效率。通过绑定在管线上的RFID电子标签，实现关键节点路由信息和属性信息（管径、管材、用途、传输介绍种类、压力、流向、铺设时间、施工单位、权属单位）的全面掌握。在这些数据的基础上，实现对入廊管线的透明管理。系统价值：通过关系资产管理系统的建立，使管廊管理单位能够直观的了解管廊内管线的分布情况。同时为后续的管理收费提供数据参考。管线资产管理系统1、应用层设计-（入廊管线管理）应用层设计02第三部分：总体设计思路支撑层设计02系统分项设计支撑层设计系统功能业务价值系统功能： 提供感知层数据的编解码功能，实现数据的组包和解析

19、。提供数据的整合、录入、各系统之间的接口转换和数据交换功能。支持分布式异构访问，向应用层提供统一的数据服务。支撑层是基于灵活的目录服务系统和标准规范的信息交换格式构 建应用集成、信息管理和共性服务等系统。其中空间信息服务主要是对综合管廊三维展示系统提供数据支撑。系统价值：建立一个数据处理、共享、交换平台，为业务系统提供统一的数据支撑。 支撑层支撑层设计02支撑层设计02第三部分：总体设计思路传输层设计02系统分项设计传输层设计系统功能业务价值系统功能：1. 根据采集数据的数据量选择不同的传输方式，实现数据的远距离传输。2. 通过传输层实现不同协议的数据转换，实现数据的可识别。3. 数据的采集远

20、程传输和远程对设备的控制、建立设备与控制器的远程连接。系统价值：通过互联网、物联网等技术实现采集数据的上传和实时交互，保障数据的连贯性和周期性，为系统的数据获取和决策提供数据支持。 传输层传输层设计02第三部分：总体设计思路感知层设计02系统分项设计感知层设计系统功能业务价值系统功能：通过前端安装的各类物理传感器，采集现场的物理量信息通过半导体器件的转换，变为可定量识别的数字信息。远程控制终端根据需要设置、配置数据采集周期，实现数据合理采集。根据感知传感器设置的预值，启动继电器实现前端设备控制。通过特征值设定，实现触发式采集。系统价值：实现物理量的定量识别，为决策提供数据支撑。感知层感知层设计

21、02城市地下综合管廊环境与设备监控云平台架构图02城市地下综合管廊环境与设备监控云平台功能图02城市地下综合管廊运维管理云平台架构图02管廊的监控报警与运维管理系统由统一管理平台、通讯控制网络、环境与设备监控系统、安全防范系统、通信系统、火灾自动报警系统等组成。通信控制网络采用光纤环网和消防专网，各专业系统通过专用网络接入监控中心与统一管理平台进行集成城市地下综合管廊运维平台功能图02城市地下综合管廊BIM+GIS功能02智慧管廊云平台特点02系统融合集中监控本系统将环境与设备监控、安全防范、通信、预警与报警、地理信息、统一管理信息平台和监控中心进行了有机融合，便于系统之间的信息共享和设备联动

22、，有利于整个信息系统的管理和维护。单元化分区管理简单以防火分区为单元，每个防火区设置一台区域智能控制单元；以被控设备为对象，每个被控设备配置单独的工业测控执行器模块，即可对被控设备进行监测和控制；以工业总线为链接，通过工业通讯总线将控制单元和被控设备连接，实现数据的远程连接。方案结构简单清晰，布线方便，安装快捷，调试统一，大大减少了安装调试时间，从而大大节约维护成本。工业环网链接高速安全系统支持工业环网技术，具备毫秒级解环，单个设备或某一段线路出现故障时，系统自动会自动切换数据链路，保障数据传输的稳定性，通过监控中心的网络管理系统，能够方便显示通讯链路中设备情况及故障位置报警，及时通知维护，从

23、而避免因单个设备或某一段线路出现故障而对整个系统造成影响。标准协议兼容扩展系统中采用了国际标准的现场总线协议，能够与绝大部分工业智能设备通讯，可在通讯链路中集成智能电表，智能温湿度传感器、环境检测设备等，具有绝对的灵活性和延展性智慧管廊云平台主要模块：领导驾驶舱02提供管廊设备设施运维的整体视图，方便管廊运维单位统筹看看；集中视图可视化的呈现管廊整体的运维状况，把管廊概况、健康状况、入廊用户信息、设备台账信息、巡查信息、维修维护信息集中统一呈现给运维人员，方便查询、浏览和处理。智慧管廊云平台主要模块：三维浏览模块02三维浏览从空中、地面、地下多个维度对管廊进行全貌展示，实现从室外到室内、从地上

24、到地下的浏览，还能够进行廊体、管线、附属设施的构件级信息查询。同时支持虚拟巡检，一键式实现廊内的虚拟查询和浏览，缩短运维人员的实际访问、巡查时间。可以与管廊的设备编码体系关联，实现定位漫游。智慧管廊云平台主要模块：GIS应急管理模块02应急档案电子化整个应急指挥结束后，记录档案可查询分析，也可作为大数据分析时灾害预测参考。智慧管廊云平台主要模块：统计分析模块02获取管廊的运维数据和设备运行状态，对设备运行和告警报警两个方面对管廊进行多维度的统计分析，捕捉管廊的运行倾向，及时发现事故隐患，并采取适当措施予以排除。同时将管线的入廊情况、空间占用情况、人员的值守情况、维修保养情况进行统计，提高管廊的

25、使用率、降低设备的故障率，优化人员和物资的配比，从而提高管廊的整体经营效益。智慧管廊云平台主要模块：能耗管理模块02管廊本体日常消耗的能源主要是电能，用能对象主要为排水通风设备、照明设备等。通过在线的电能采集，实现按管廊、分区、设备等多种维度的能源统计，并以柱状图、饼图、趋势曲线、表格等形式进行对比分析和展示，让运营人员充分掌握能源的整体使用情况及效率，为相关设备运行模式的调节、管廊整体安全稳定高效运行以及未来的节能改造提供相关决策分析支持。3智慧管廊解决方案管廊环境对管道内的环境情况进行统一采集与监控，包括：温度、湿度、有毒气体含量、积水深度等辅助设备根据GB50838的规范要求，需要对诸如

26、消防、照明、通风、排水等，需要对这些系统进行集成并统一监控。管线设施对存放于廊道内的各种设施的运行情况进行统一的采集与监控。安全防护对管道内的安全防护设施进行统一调度、控制。比如监测到入侵，则自动视频、开启语音系统、打开照明系统等一些列操作。智慧管廊综合监控03综合管廊工程技术规范信息安全标准规范体系综合监控数据连接数据中心应用系统环境设备辅助设施安全防护照明系统风机系统消防系统门禁系统VOIP广播综合预警视频监控联动控制身份识别 温湿度积水位害气体管线设备运行状态通讯I/O控制通讯连接器端子板RTU/ATU综合数据管理和服务平台综合数据库视频数据业务数据生产数据管理数据GIS数据 排水系统井

27、盖系统运行监测系统巡检管理系统应急防灾系统仿真预警系统 普查数据监理地形数据监理业务数据更新数据综合管理数据共享服务智慧管廊工程建设03地下综合管廊附属设施规划、设计与施工智慧管廊工程建设03管线设施监控规划、设计与施工智慧管廊工程建设032综合监控1 入库管理状态监测，在线可视智慧管廊系统建设033 巡检管理全程可溯，灵动高效智慧管廊系统建设034 应急指挥主动发现，快速处置智慧管廊系统建设035 运行监测多尺度逼真展示，精细化实时监管智慧管廊系统建设036 仿真预警模拟预报，防患未然智慧管廊系统建设03日常值守主要为控制中心及其相关单位服务，包括综合监控管理功能、实时告警一览表功能、历史告

28、警查询功能、视频监控查询功能、人员定位轨迹刻画功能、工单进度查看功能、公告信息发布功能、大屏场景管理等功能。日常值守功能03巡检维护业务的应用功能主要针对廊体检修、管线检修及附属设施维护三大部分组成，重点实现巡检工作可视化、规范化、流程化、模块化。包括巡检计划功能、巡检预案功能、地表巡检功能、设备巡检功能、廊内巡检功能、巡检登记功能、巡检记录分析功能、巡检报告功能、入廊作业申请功能、人员定位联动功能、工单闭环管理功能、维护工单状态功能、工单流程追踪功能、案例统计管理等功能。巡检维护功能03安全管理采用网格化管理进行安全隐患排查，包括安全隐患内容功能、安全信息管理功能、安全隐患排查功能、安全事件

29、报警功能、工作提醒功能、节假日表单功能、预案管理功能、工作流定制等功能。安全管理功能03突发事件下的基于预案的指挥调度，采用结构化模型的方法对预案进行信息化管理，包括应急地图查看功能、应急报警功能、应急保障功能、应急预案功能、指挥调度功能、应急联动功能、应急模型功能、效果评估功能、事件归档功能、演习演练功能、外部联络功能、信息发布等功能。应急指挥功能03对综合管廊的完整性监测预警，主要包括监测看板功能、实时监测功能、总览视图功能、分区工艺视图功能、实时数据一览表功能、组态工艺图功能、硬件状态监视功能、硬件监控图组态功能、设备联动配置功能、报警预案管理功能、历史数据查询功能、历史趋势查询功能、预

30、警规则配置功能、预警预测演示等功能 。监测预警功能03行政管理的应用功能包括知识库管理、用户管理、入廊管线产权单位管理、入廊作业审批管理、值班日志、绩效考核、办公联络等功能。行政管理功能03GIS地图上显示管廊名称，可查看管廊BIM模型，在BIM模型上直观查看各类设备设施的位置和数量，直观展示各类监测数据，建立基于空间可视化的工程精细化、透明化、实境化新型运维管理模式，达到“图上看、网上管、地下查”，从而实现地下管廊的资源动态监管。GIS+BIM综合应用03BIM可视化的资产管理综合管廊本体及附属设施基本参数、运行情况、维护信息、备件更换可视化，综合管廊本体各区域各部位精确定、附属设施精确定位 GIS+BIM综合应用03BIM+