综合管廊监控与报警系统设计浅析

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《综合管廊监控与报警系统设计浅析》一文通过分析综合管廊监控与报警系统设计、施工及后期运管中需要注意的问题，对通信、廊内设备与环境监控、火灾监测、自动报警及消防联动、IP电话、无线对讲、视频监控、入侵监测与无线电子巡更、监控中心计算机等系统进行探讨，初步给出各项系统的设计方案，并对优化综合管廊报警与监控系统构建提出部分建议。

1引言综合管廊是一种统筹建设管理地下管线的新模式，为电力、通信、供热、燃气、供水、排水等各种地下管线建造一个共同的“房子〞。全国已建成的综合管廊项目中，入驻管廊的管线主要包括电力、通信、给水等，部分管廊中还含有排水管线，但燃气、热力、空气输送等管线入驻最少。管廊本体是钢筋混凝土地下构筑物，原则上每隔200m设置一个防火分区，廊内设有通风、供配电、排水、标识、监控与报警系统等附属设施。后期管廊运管部门会通过以上附属设施对管廊进行科学的综合管理，提高廊内管线安全性、稳定性等。其中监控与报警系统是决定管廊是否正常运行及运管维护工作是否便利的重要因素之一，目前仍在不断地改良创新。

综合管廊监控与报警系统由管廊前端设备、通信网络、监控

中心三部分组成。

其中，前端设备包括布置在综合管廊内部的检测、控制及报警设施，主要负责前端现场的数据采集和控制；通信网络由光纤通信网组成，可实现管廊前端设备与通信中心之间的通信功能；监控中心为综合管廊监控与报警系统的业务管理和指挥中心，前端所有设备通过通信网络接入监控中心。笔者根据前期建设单位的看法、工程设计中监控与报警系统设计经验、施工现场问题与后期运管部门提出的改进建议，对综合管廊监控与报警系统的设计方案与措施提出以下建议。

2通信网络通信网络是综合管廊内部各子系统与监控中心主系统之间通信传输及信息交换的重要枢纽，其系统构架具有多样性。过去，通信网络的设计采用主干环网结构，即在监控中心设置核心交换机，再通过光纤与廊内底层交换机连接成环。这种主干环网结构虽然较为经济，但由于目前好多综合管廊项目规模较大，任意两个节点之间的断线就会造成断点之间区段与监控中心之间的通信中断，严重影响系统的稳定性，所以笔者建议将主干环网结构只运用于规模较小的工程中。

对于规模较大的综合管廊，通信网络可考虑采用底层区域环网＋主干冗余点对点通信的系统结构，管廊按每6~8个防火分区（可协同电气供配电辖区考虑）组建一个底层区域光纤

环网，这样就能将一段很长的通信网络分成几个较小的底层环网；每个防火分区内设置1套底层交换机，接入本分区内除火灾报警系统和无线对讲系统以外的设备；在每个区域环网靠近监控中心的第一个分区内，交换机通过光缆与监控中心实现主干冗余点对点光纤通信；监控中心配置2台核心交换机，互为热备，负责前端通信设备的接入，同时负责与中心计算机系统进行连接。上述的设计方案通过增设1套核心交换机实现主干冗余，廊内分区各自成环，无论是主干网还是底层环网出现断线都不会影响系统运行，大大提高了系统的可靠性，所以规模较大的综合管廊宜采用底层区域环网＋主干冗余点对点的通信网络结构。3廊内设备与环境监控系统

建议在综合管廊内部每个防火分区内布设1套PLC控制单元，负责监测控制本区内的设备，包括风机、照明、排水泵、井盖、出/入口控制器、综合气体检测仪、温/湿度检测仪及液位检测仪、供配电系统信息化数据设备等。

对于廊内风机、照明、水泵、井盖、环境监测等设备，可采用点对点传输方式接入PLC；出/入口控制器、供配电系统信息化等自带控制单元的设备可通过RS-485总线接入PLC，经处理后通过TCP/IP通信模块接入工业级交换机，从而将数据上传至监控中心。在远程控制模式下，PLC接收监控中心发送的联动指令，对上述设备进行监控；在本地控制模式

下，将各设备将运行状态输入后根据PLC内预设的程序进行控制，接收控制信号进行本地控制。

考虑到以往工程分区控制点数量较少的状况，往往在多个分区内共用1套PLC主机及数套分布式I/O系统，造成实际施工时反馈PLC主机与分布式I/O模块间距过长不便于扩展，且部分PLC厂家主机与分布式I/O模块之间的线缆需特别定制，会增加投资成本，所以从稳定性及扩展性两方面考虑，建议每个防火分区按1个自控单元设计。4火灾监测、自动报警与消防联动系统

综合管廊内部多为主干管线，担负着城市或片区正常运行的重任。一旦没有及时发现、扑灭火灾，将导致城市或片区基础设施瘫痪，使城市受到巨大的经济损失及不良的社会影响，故火灾监测、自动报警与联动灭火系统的设置是十分有必要的。

4.1火灾监测系统

火灾监测宜采用线型光纤测温，将光纤测温主机与感温光纤等作为主要的火灾监测装置。先由测温光纤确切定位火灾发生的位置，将信息反馈给光纤测温主机，再由测温主机将实时温度、火灾发生位置、火灾报警信号输出至火灾报警系统，最终由火灾报警系统完成相应的消防联动。

以往部分工程在廊内设置感烟探测器、感温光栅等作为辅助或主要的火灾监测装置，但实际使用效果不佳，由于综合管

廊内纳入的给排水管、通讯电缆一般不燃或难燃，且廊内电力电缆均为阻燃或耐火电缆，在发生火灾并产生大量烟气时，感温装置早已动作，故采用感烟探测器意义不大；另外在管廊内造成电缆局部升温进而引发火灾主要是由于电力线路出现相间短路、对地短路、接触不良、线路过载等问题，而感温光栅是点式感温，监测时间为循环非连续，故也不建议将感温光栅作为综合管廊内部主要的火灾探测器。所以建议采用感温光纤测温作为综合管廊火灾探测系统的首选。4.2火灾报警系统

火灾报警系统通过接收火灾检测信号或者手动按钮报警信号，在综合管廊内部进行声光报警，以警示管廊内部的工作人员，并同时在监控中心内部进行声光报警及软件弹窗报警，监控管理平台自动将监视器画面切换到发生火灾的位置并通知监控中心工作人员采取相关措施。

该系统包括设置在监控中心的火灾报警控制主机、消防控制室图形显示装置、综合管廊内的火灾报警控制分机、手动火灾报警按钮、火灾声光报警器等设备。其中，监控中心的火灾报警控制主机