智慧管廊应用

智慧管廊应用智慧化已经成为衡量综合管廊当代化水平的一种重要原则，更是提高提高综合管廊运维效率的重要手段。智慧管廊进一步结合了PPP模式的运维需求、人员和设备的安全需求，运用物联网、云计算、数据挖掘及数学模型等新兴技术，开发了软硬件一体的智慧管廊综合监控信息平台。针对蒙自管廊项目，充足考虑各系统的数据的融合，提供将来智慧都市管控平台与管网平台的数据接口，实现云计算得应用，建立一体化监控、分析、决策平台，提供设备维护管控分析平台，提供报警预警、事故应急智慧平台，提供三维可视化监控平台，实现管廊管理从传统的平面信息管理模式到立体化、物联化、智能化的变革。智慧管廊综合监控信息平台重要特点涉及：a全生命周期智慧化系统平台，提供内容涉及规划、设计、建设、运行的工程完整生命周期的全方位都市建设解决方案，服务对象涵盖规划、设计、建设、监理、业主单位以及政府主管部门的信息化协同平台。b智慧化的事件趋势分析技术、故障应急解决方略及地下管线的智慧化运行管理，对于异常状况远程进行分析及解决，对于运行提出方略与规定。c采用三维驱动引擎平台在规划、设计、施工、运行中直观呈现地下综合管网位置信息及布署的传感器和控制器的信息，能够通过三维平台对现场合有的控制和探测设备进行远程控制和调用。d大数据存储系统收集管廊、管线历史、设备、采购、安装以及运行的海量数据，为智慧化分析提供基础大数据。e采用VR虚拟现实技术，入廊前就能够对管廊有身临其境的体会,能够用来数据廊内设备、安全培训教育。f采用AR增强现实技术。入廊人员带上AR眼镜，能够在看到实际管廊内环境外，还可看到叠加在现实环境中的设备信息、维护规程等信息。并且能够实现互动、拍照、信息上传等操作。g机器人辅助巡检。管廊巡检机器人可按照智慧管廊平台的任务、途径和规定完毕管廊内的巡检。h系统平台在采用隔离隔离网管和防火墙技术，确保系统的安全。平台的安防系统、环境和设备监控系统、管线运行监控等系统确保管廊、管线的安全。环境监测、人员定位、移动端辅助巡检、VR培训、AR辅助巡检、机器人辅助巡检等系统确保人员的安全。8.16.1智慧管廊综合监控信息平台设计原则综合管廊智能监控系统本着综合管廊安全、可靠的运行，秉持技术先进性、架构合理性、安全稳定性、统一性、可扩展性等原则，构建适合于综合管廊现在和将来发展需要的管理信息平台架构，确保其体系架构和应用框架能构建在含有远期发展规划的应用平台基础上。系统各项建设原则具体规定以下：a架构合理性原则在系统构造上采用开放式的构造，含有极大的灵活性、可扩展性。采用可靠、高性能的系统总线，确保系统的高效I/O解决能力。采用高速网络传输技术、数据库技术，确保系统含有高效数据交换能力和安全稳定性。系统在高并发的状况下，能够确保并发的、分布式事务的完整性，数据的一致性。在系统出现宕机或者其它非正正常状态时，实现快速的节点切换、并确保业务逻辑的完整性和一致性。系统含有方便、快捷、人性化的人机接口，能够支持台式机、笔记本、手机等多个设备。信息展示规定有监控画面、趋势、报警和报表等多个格式。系统含有开放的接口，能方便灵活地和智慧都市信息平台对接。系统能够和管廊内管线监控系统的接口，能够实现管廊、管线统一管理。b安全稳定性原则系统要选择实用、成熟、可靠、有使用实绩的系统和设备，备件能够确保供应。系统采用分级顾客权限控制，数据库支持备份，配备系统防火墙，硬件架构上专网专用，安全防护等级高。c可扩展性原则综合管廊智慧管控系统按照总体配齐，预留发展的原则设计。所谓总体配齐是指将满足现有监控、管理、运维、分析、预测和决策功效配备齐全；所谓预留发展是指设计的系统应含有较强的扩展能力，以适应将来技术发展的需要。因此要考虑系统的成熟性、兼容性、开放性，便于后来的扩展和开发。d低维护量原则系统所采用的产品易操作，易维护。监控系统对各子系统的综合监控、集中管理，提高了系统的高效性，减少系统的管理成本。智慧管廊综合监控信息平台采用的先进技术智慧管廊先进技术框图智慧管廊平台采用了物联网、SCADA、运维管理、GIS、管网分析模型、云计算、大数据等先进的技术手段来实现综合管廊的信息化、网络化和智慧化。8.19.2智慧管廊综合监控信息平台的系统架构及功效划分智慧管廊平台系统架构图智慧管廊综合监控信息平台架构重要涉及下列几个部分：感知层：重要涉及环境与设备监控(风机控制、水泵控制、气体检测、水位检测、温湿度检测、氧气浓度监测等)、安防系统(视频监控、入侵报警、电子巡更、门禁、人员定位等)、消防系统(自动灭火、烟感等)、通讯系统(工业电话、工业手机等)、供电和照明和管线监控(电缆检测、管道检测等)。网络层：采用多个光纤环网，确保数据通讯的安全性、快速性和稳定性。数据层：感知层的多个系统数据信息在本层聚集，避免了信息孤岛，避免IT黑洞。环境和设备监控、安防、消防等系统，不同厂家采用的通讯合同不尽相似。平台层：运维阶段重要采用SCADA+GIS的平台，SCADA和GIS数据共享，深度集成，充足运用SCADA的系统可靠性、操作便利性和三维GIS丰富的数据信息和多样的展示手段。数据来自于规划数据库、设计数据库、施工数据库、运行数据库、模型数据库、地理数据库、实时数据库等。应用层：涉及三维展示、集中监控(环境和设备监控、安防、消防)、运维管理、应急调度、分析决策、智慧管网等。智慧管廊平台符合智慧都市的架构体系，为融入智慧都市平台打下较好的基础。开放式构造，支持第三方软硬件接入。可移植到云计算平台，支持智慧都市接口。根据功效规定，借助性能优越的检测设备、安防设备、消防设备和控制设备，采用先进的控制技术、网络技术、计算机技术，开发综合管廊智慧管控平台，平台内全部数据完全共享，业务互相协作，达成真正的平台统一。综合管廊智慧管控系统的系统架构以下图所示。智慧管控系统的系统硬件网络图总而言之，根据功效划分，分为下列系统进行介绍：=1\*GB3①基于3D的监视平台；=2\*GB3②环境与设备监控；=3\*GB3③安防系统；=4\*GB3④火灾报警及自动灭火；⑤通信系统；⑥运维系统；⑦电子标签；⑧应急管理系统；⑨分析决策系统；⑩移动端信息展示；eq\o\ac(○,11)VR仿真平台；eq\o\ac(○,12)AR巡检辅助系统;eq\o\ac(○,13)机器人辅助巡检系统;eq\o\ac(○,14)视频在线分析;eq\o\ac(○,15)其它。综合管廊智慧管控系统软件功效划分图8.19.3智慧管廊综合监控信息平台重要功效介绍智慧管廊综合监控信息平台重要功效有：参数检测及设定，设备状态监视，故障报警显示，设备的自动连锁次序控制，运行、维护、管理、分析决策等。重要系统的功效以下所述：=1\*GB3①基于3D的监视平台建立三维信息化系统，实现可视化监控，实现管廊设备设施的数据统计和管理，实现管廊运维的虚拟模拟。实现基础设施设备档案统计及维护的平台，将与各类管线的有关原始信息存入计算机信息数据库中，实现动态数据的实时传送和监视，达成对基础设施及设备的信息化和可视化。该3D平台实现整个管廊系统的漫游浏览、分区显示、动画导航、空间测量、设备动态信息显示、实时数据监控、设备信息查询、监控画面调取、车辆人员定位等功效。三维虚拟漫游例图实时数据监控360度全景展示图360度全景功效以360度全景虚拟现实技术为基础，真实、全方面、直观地呈现管廊的全貌，含有多视角、多角度、全方位的360度环顾特点，给客户带来身临其境的全新真实现场感和交互式感受。=2\*GB3②环境与设备监控根据《都市综合管廊工程技术规范》，环境监测对象是温度、湿度、水位和氧气，有些舱室需要进行H2S和甲烷的检测。仪表的设立及选型是管廊综合监控系统重要构成部分，也是确保管廊正常工作的重要确保。因此，根据安全可靠、先进、经济实用的配备原则，不仅考虑所选仪表的先进性、可靠性、成熟性，还要兼顾此后管廊日常运行及维护简便、方便后来仪表的鉴定与管理工作。检测仪表通过（4~20）毫安或者总线形式，将信号传送给PLC，在PLC完毕数据采集整顿、连锁逻辑，并通过监控平台完毕显示、报警和设备连锁。并运用诊疗系统对设备的运行状态进行分析判断。当现场环境异常时，系统快速采集、解决故障数据，同时完毕在线计算、存储、统计、报警、分析报表和数据远传等功效。设备监控重要涉及排水控制、通风控制、智慧照明和电力监控。监控由监控平台和PLC完毕。设备控制方式涉及自动、手动、调试。自动模式又分为自开工作模式、巡视工作模式、灾前模式和灾后模式。自开工作模式：在正常工况下，区域控制器按既定的控制参数对对应设备的控制，使测量参数达成原则值。巡视工作模式：巡视工作模式重要为管廊的人工维护设定的一种工作模式，就是在人工进入管廊的前30分钟，监控中心将模式切换到巡视模式，启动分级进行调解，使空气质量达成正常态。灾前模式：当管廊内部区域发生火灾时，区域控制器立刻切换到紧急状态，立刻关闭全部风机和连锁防烟防火阀，通风系统风机、防火门应与火灾探测器连锁，使火灾因缺氧而熄灭。灾后模式：在火灾熄灭并经人工确认后，进入火灾解决模式，启动对于区域段内全部风机进行排烟解决。环境和设备监控网络示意图环境和设备监控例图排水系统自动排水系统示意图排水泵在正常工况下，处在自动控制状态。自动控制方式下，水泵根据集水井的水位变化自行启动和停止；排水泵同时支持远程操作，由监控中心人员在监控工作站的水泵控制操作界面上进行控制；还支持就地控制，就是指现场工作人员在水泵控制箱上手动按钮操作控制的。液位传感器发生水位超限报警时，系统自动联动视频监控系统，打开有关区间的照明，自动将该位置的视频图像画面切换至大屏上，供人工确认。通风系统自动通风系统示意图在自动控制模式下，当管廊内温度和湿度超出一定数值（温度40度、湿度90%以上），或者有毒气体检测仪表超出设定值的时候，通风机自动启动，直到检测环境回到正常状态停止通风机。在手动控制模式下，操作员能够根据状况远程控制任何一种防区的通风机进行手动通风。智能照明操作人员可借助多个照明控制模式，实现对不同时间、不同工况、不同区域的照度进行精确设立和合理管理，从而达成节能目的。控制模式充足考虑管廊内建筑布局、补光、不同工作阶段对照度的规定、人员定位等。通过选择不同的控制模式，获得所需的照度分布，从而运用最少的能源确保所需规定的照度水平。电力监控系统对变电站供电、配电的电压、电流和功率进行采集和监视，确保电能的安全和质量。电力监控画面示例网络和控制系统的诊疗用来监控PLC系统CPU运行状态、网络状态等。当系统出现故障,到诊疗画面上能够非常清晰地看到故障的控制设备和通讯设备。网络和控制系统的诊疗画面=3\*GB3③安防系统实现安防系统在智慧平台的信息集成和自动连锁，综合管廊安防系统涉及视频监控、LCD拼接屏、防入侵系统、井盖监控、门禁系统和人员定位。安防系统架构示意图综合管廊安防系统界面视频监控系统在综合管廊的核心部位设立摄像头，能够通过视频监控管理器对单个或多个摄像头进行查看操作。具体功效涉及单摄像头显示、分屏显示、序列显示、摄像机控制等。在平台监控上，可调用某一种摄像头，可对该摄像头进行操作。当设备故障、某区域入侵报警、电缆温度升高报警或液位传感器发生水位超限报警时，就近摄像头画面可自动弹出，摄像头自动移动到设定位置。视频系统通报将前后的信息进行定制录像存储。系统全部摄像机图像均被赋予编号与日期、时间，并进行数字式存储录像，回放。综合管廊视频监控界面LCD拼接屏选用的LCD拼接屏重要由高质量的多台液晶屏和1台多屏图像解决器构成。系统中对于计算机的图像信号和视频信号，接入多屏图像解决器输入端，完毕采集计算机信号和视频信号的大屏幕拼接显示。通过多屏图像解决器拼接显示解决功效，实现信号可在大屏幕上完全实时的实现放大、缩小、跨屏、移动、叠加等显示功效，不受屏幕拼接模块的限制。防入侵系统为避免人员入侵管廊，对电缆、管道等设施实施外力破坏，对能够供人员进出的地方进行监测，一旦发现有非法人员入侵，能够立刻报警，从而确保管廊运行安全。门禁系统各出入口设立门禁系统，对出入管廊进行身份管理,并集成综合监控平台进行状态监视。井盖监控对井盖与否打开进行监视，确保人身安全。若采用液压井盖，可远程和就地遥控对井盖进行操作。井盖打开时，监控中心声光报警并信息统计。井盖监控能够有效不免外人闯进对管廊、管网的破坏，也能够避免行人掉入造成人身伤害。人员定位系统通过无线定位技术，实时获取维修人员或设备的位置信息，并显示在地图上。能够显示巡检员姓名、工号、巡检轨迹、巡检状态、附属部门、职务、状态更新时间等。人员定位系统架构图人员定位画面例图=4\*GB3④火灾报警及自动灭火火灾独立成系统，火灾报警系统的状态通过通讯在智慧管廊平台显示。综合管廊消防系统界面⑤通信系统实现通信系统在智慧平台的信息集成和自动连锁，综合管廊的通信系统涉及电话系统、广播和无线AP。通信系统架构图综合管廊通讯系统画面例图⑥运维系统智慧管廊运维系统重要涉及人员管理、资产管理、成本管理和档案管理四个部分。人员管理涉及人员信息管理、人员排班管理、外来施工人员管理等；资产管理涉及设备采购流程管理、入廊管网信息管理、维护/维修流程管理、入廊流程管理、日常巡检流程、缺点管理等；成本管理涉及人员成本管理、维护成本管理、运行收益管理、耗能成本管理、成本预测等；档案管理涉及法律法规档案管理、设计图纸管理、设备台账管理、归档流程管理等。智慧管廊运维功效框图综合管廊运维系统画面例图⑦电子标签系统每一种设备/管线都有自己唯一的电子标签，通过射频扫描能够得到其名称、安装位置、维护办法、注意事项等身份信息。电子标签系统架构图⑧应急管理应急管理系统涉及紧急告警与人员安全系统、应急预案管理、应急任务分派、应急车辆管理、应急人员与车辆定位跟踪等。应急管理例图⑨分析决策将决策\o"数据"数