地下综合管廊监测技术方案

地下综合管廊监测技术方案

目录

一、综合管廊简介............................................错误!未指定书签。

1.1用途....................................................错误!未指定书签。

1.2分类....................................................错误!未指定书签。

1.3经济成本................................................错误!未指定书签。

1.4国内外发展状况.........................................错误!未指定书签。

二、本方案依据标准..............................................错误!未指定书签。

三、系统总体架构................................................错误!未指定书签。

3.1层次架构................................................错误!未指定书签。

3.2逻辑架构................................................错误!未指定书签。

四、监测内容及实施..............................................错误!未指定书签。

4.1基础设施结构健康监测...................................错误!未指定书签。

4.2环境监测................................................错误!未指定书签。

4.3火灾监测................................................错误!未指定书签。

4.4视频监测................................................错误!未指定书签。

4.5入侵防盗监测...........................................错误!未指定书签。

4.6电力监测................................................错误!未指定书签。

4.7通信监测................................................错误!未指定书签。

4.8管道监测................................................错误!未指定书签。

4.9照明系统................................................错误!未指定书签。

4.10通讯系统..............................................错误!未指定书签。

五、系统综合管理平台............................................错误!未指定书签。

六、系统辅助设备................................................错误!未指定书签。

七、施工管理措施错误!未指定书签

7.1质量控制..错误!未指定书签

7.2安全控制..错误!未指定书签

7.3环保控制..错误!未指定书签

一、综合管廊简介

1.1用途

综合管廊主要用于：电力线缆、通讯线缆、有线电视线缆、

给水管线、中水管线、供冷管线、供热管线、燃气管线、排

水管渠、路灯线缆、垃圾真空系统、输油管线等市政民生工

程项目。

1.2分类

综合管廊宜分为干线综合管廊、支线综合管廊及缆线管廊。

干线综合管廊：用于容纳城市主干工程管线采用独立分舱方

式建设的综合管廊；支线综合管廊：用于容纳城市配给工程

管线采用单舱或双舱方式建设的综合管廊；缆线管廊：采

用浅埋沟道方式建设，设有可开启盖板但其内部空间不能满

足人员正常通行要求，用于容纳电力电缆和通信线缆的管

廊。

图3.1综合管廊分类示意图

1.3经济成本

综合管廊盾构成本最高，一般为1亿元/公里；普通施工0.5

亿元/公里。综合管廊内基本都是市政民生工程，不利于提高

收费，否则会影响老百姓基础生活成本，影响物价稳定；同

时综合管廊建成后只是方便市政管线和线缆的综合管理，消

除公路拉链现象，不会有其它盈利途径。

综合管廊建设的一次性投资常常高于管线独立铺设的成本。

据统计，日本、台北、上海的综合管廊平均造价（按人民币

计算）分别是50万元/米、13万元/米和10万元/米，较之普

通的管线方式的确要高出很多。但综合节省出的道路地下空

间、每次的开挖成本、对道路通行效率的影响以及环境的破

坏，综合管廊的成本效益比显然不能只看投入多少。台湾曾

以信义线6.5公里的综合管廊为例进行过测算，建综合管廊

比不建只需多投资五亿元新台币，但75年后产生的效益却

有2337亿元新台币。

L4国内外发展状况

在国外，地下综合管廊是综合利用地下空间的一种手段，一

些发达国家已实现了将市政设施的地下供、排水管网发展到

地下大型供水系统、地下大型能源供应系统、地下大型排水

及污水处理系统，与地下轨道交通和地下街相结合，构成完

整的地下空间综合利用系统。欧美是地下综合管廊的发源

地。世界上第一条管廊在巴黎建成，随之该理念推广到欧美

各国。？日本是当今管廊技术最成熟的国家，这个和日本地域

有很大关系，规划建设一致沿用1964年制定的相关措施条

例，各在野党执政期间一致延续该条例不断完善。由于日本

是多地震国家，一旦遇到地震破坏，恢复期大部分经历及费

用都要放在开挖及回填过程中，如果将综合管线放置在管廊

内，管道与管廊侧壁变为柔性连接，管道抗震补偿措施可以

更大范围的使用，基本不受地震时土体的位移影响，如果维

修的话也是区域更换及系统性能检查，对管廊上交通无影

响。中国仅有北京、上海、深圳、苏州、沈阳等少数几个城

市建有综合管廊，据不完全统计，全国建设里程约800公里,

综合管廊未能大面积推广的原因不是资金问题，也不是技术

问题，而是意识、法律以及利益纠葛造成的。

住建部会同财政部开展中央财政支持地下综合管廊试点工

作，确定包头等10个城市为试点城市，计划到2018年建设

地下综合管廊389公里（2015年开工190公里），总投资351

亿元。根据测算，未来地下综合管廊需建8000公里，若按

每公里1.2亿元测算，投资规模将达1万亿。

试点的10个城市总投资351亿元，其中中央财政投入102

亿元，地方政府投入56亿元，拉动社会投资约193亿元。“我

们的思路是以试点示范带动全国建设地下综合管廊的积极

性。全国共有69个城市在建地下综合管廊约1000公里，总

投资约880亿元。”

二、本方案依据标准

GB50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》

CECS333-2012《结构健康监测系统设计标准》

GA_T1217-2015《光纤振动入侵探测器技术要求》

GB50394-2007《入侵报警系统工程设计规范》

GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》

三、系统总体架构

3.1层次架构

地下综合管廊监测主要分为应用层、传输层和展示层。

其中应用层包括管廊监控单元、管道监测单元、线缆监测单

元、通讯单元和照明单元，每个单元由前端传感器或探头、

以及监控单元组成单个智能前端设备，前端传感器负责采集

现场基础设备的状态信息，探头用于管廊内的照明、通讯、

警报等，监控单元对采集的设备状态信息进行预处理、上传

服务器和对联动设备下达命令；

传输层主要包括服务器、传输网络，服务器用于前端设备状

态信息的多信息融合处理、数据存储和输出、报警信息发布、

前端探头联动命令下达、现场设备状态上传至监控子站和监

控中心，传输网络可以是现场无源的光网络、也可以是工业

级无线网络；

展示层主要包括监控子站区域设备状态信息展示、监控中心

全局设备状态信息展示、声光报警、短信报警和打印输出等。

图3.1综合管廊运行监控系统总体架构图

3.2逻辑架构

综合管廊运行监控系统从逻辑上讲包括五大部分：综合管廊

运行监控管理平台、地理信息系统、信息管理系统、安全监

控系统、通讯照明系统（如图3.2所示）。

其中综合管廊运行监控管理平台是用于面向用户的最终界

面，将人性化展示综合管廊状态信息，根据客户需求可以是

平面展示，也可以是三维立体360。全景展示（线缆、管道、

仪表、管廊），实现更直观简洁的综合管廊运行状态的虚拟

巡检。并设有监控子站和监控中心两个级别展示，监控子站

主要是展示该管控区域内的综合管廊状况，监控中心用于全

局综合管廊状态展示。

地理信息系统是一种专门用于采集、存储、管理、分析和表

达空间数据的信息系统，它既是表达、模拟现实空间世界和

进行空间数据处理分析的“工具”，也可看作是人们用于解决

空间问题的“资源”，同时还是一门关于空间信息处理分析的

“科学技术”。它将直观展示出综合管廊空间三维的信息，还

可以立体展示管廊内部设施的布设，结合监测单元的传感器

和探头，显示管廊内部设备的状态信息。

信息管理系统涉及经济学、管理学、运筹学、统计学、计算

机科学等很多学科，它除了具备信息系统的基本功能外，还

具备预测、计划、控制和辅助决策特有功能。（1）数据处理

功能。包括数据收集和输入、数据传输、数据存储、数据加

工和输出，用于安全监控系统和通讯照明系统上传的数据管

理、上传显示和打印报警；（2）预测功能。运用现代数学方

法、统计方法和模拟方法，根据过去的数据预测未来的情况,

用于将管廊内部的状态信息（多传感器信息）融合，预测管

道寿命、管道腐蚀速率、电缆载流量、结构健康寿命等；（3）

计划功能。根据企业提供的约束条件，合理地安排各职能部

门的计划，按照不同的管理层，提供不同的管理，提供相应

的计划报告；（4）控制功能。根据各监测单元提供的数据，

对综合管廊基础安防设备进行联动控制，查明并消除危险

源，例如灭火装置联动、视频联动等；（5）辅助决策功能。

采用各种数学模型和所存储的大量传感数据，及时推导出有

关问题的最优解或满意解，辅助各级管理人员进行决策，以

期合理利用人财物和信息资源，取得较大的经济效益。

安全监控系统主要功能是监测并保护综合管廊内部设备财

产安全，包括管廊本身的监控、各种油气管道和水管的监控、

各种线缆的监控。

通讯照明系统主要是用于有人员（巡检人员、偷盗人员）在

综合管廊内部时，方便巡检人员正常工作的门禁、照明、通

讯、在岗巡查等，同时对于偷盗人员进行监听、警示。

图3.2综合管廊运行监控系统模块图

综合管廊运行监控系统根据现场情况，有可能采取多种不同

技术手段的融合，为确保各技术信息相容性，必须考虑该系

统的通信组网能力。如图3.3所示，我们采用开放式接口将

各底层监控单元数据汇合，然后经过协议判定器进行通信协

议判断，之后用协议转换器进行通信协议的统一化，然后按

照行业标准通讯模型将数据上传。该功能还可方便客户自行

增加监测设备，不至于产生不兼容问题。

图3.3综合管廊运行监控系统通讯逻辑示意图

四、监测内容及实施

4.1基础设施结构健康监测

基础设施结构健康监测主要包括综合管廊本身的位移沉降、

裂缝、倾斜、渗漏、振动、表面应力应变、土体压力压强等

监测，还有管道水泥墩、线缆支架的应力应变、压力压强、

振动、倾斜等监测。

技术

名称关键技术指标厂家

原理

量程：100mm、200mm、

北京希卓、北

位移沉降光纤400mm

京达卡、上海

计光栅分辨率：0.1mm

波汇

精度：±lmm

温度范围：-80C〜+150C

量程：±2000|i£

分辨率：＜1|1£北京希卓、北

表面应变光纤

精度：±1%F.S.京达卡、上海

计光栅

工作温度范围：-80〜+波汇

150℃

标准里;程：±2000|i£

精度：0.3%F.S.北京希卓、北

埋入式应光纤

灵敏度:0.1%F.S.京达卡、上海

变计光栅

工作温度范围：-80〜"H波汇

150℃

标准量程（MPa）：0.35,0.7,

1,2,5,7,10,15,30,北京希卓、北

光纤

渗压计60京达卡、上海

光栅

分辨率：0.03%F?S波汇

灵敏度：0.05%F.S.

工作温度范围：-30〜+80C

量程：(1,5,10)g可选

上海伯珏、深

加速度传光纤

频响范围：0.5-100hz圳太辰、北京

感器光栅

分辨率：＜0.1%F.S达卡

测量精度：＜0.3%F.S.

量程(kPa)：50〜34500北京希卓、北

光纤

土压力计准确度：15%F.S京达卡、上海

光栅

工作温度：-40〜120c波汇

量程：15、30、60、100mm

上海拜安、北

光纤分辨率：V0.1%F.S.

裂缝计京达卡、上海

光栅精度：＜0.5%F.S.

波汇

工作温度范围：-50〜80c

北京希卓、北

光纤

索力计承载力(KN)：223〜4450京达卡、上海

光栅

波汇

量程：50mm>100mm、

200mm、400mm北京希卓、北

静力水准光纤

分辨率：0.01mm京达卡、上海

仪光栅

精度：±lmm波汇

温度范围：-80C〜+150C

标准量程（MPa）0.5,1,

1.6,2.5,10,25,50,60北京希卓、北

压力传感光纤

精度：0.5%F-S京达卡、上海

器光栅

灵敏度:0.2%%F.S.波汇

工作温度范围：-30〜+80C

标准里程：拉伸：。〜

400Mpa；压缩：0〜320Mpa北京希卓、北

光纤

钢筋计测量精度：0.3%F?S京达卡、上海

光栅

分辨率：0.1%F.S波汇

工作温度范围：-20〜+80C

倾角传感电子量程：0〜±180。（可选）无锡迈科传

器类分辨率：0.002°感、无锡慧联

精度：0。1。信息、北微传

感

方位测量范围量程：0。〜北微传感、陕

光纤

光纤陀螺360°西航天长城测

传感

精度:±1.5°控

浙江中欣动

测量距离：5-100km

力、上海拜安、

温度范围：-190〜700℃

布里威海北洋、宁

温度精度：±1℃

BOTDA渊散波诺驰光电、

应变测量范围：-4000〜6000

射江西旭锋光

微应变

电、加拿大

应变精度：±20微应变

OZ、无锡亚天

1）光纤光栅

光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法

将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的

折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作

用实质上是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器

或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅

布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继

续传输。

图41光纤光栅传感原理示意图

由于光栅光纤具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能

埋入智能材料等优点，并且其谐振波长对温度、应变、折射

率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在光纤通信和传

感领域得到了广泛的应用。

2）光纤陀螺

光纤陀螺的工作原理是基于萨格纳克（Sagnac）效应。萨格

纳克效应是相对惯性空间转动的闭环光路中所传播光的一

种普遍的相关效应，即在同一闭合光路中从同一光源发出的

两束特征相等的光，以相反的方向进行传播，最后汇合到同

一探测点。

图4.2光纤陀螺仪原理图

若绕垂直于闭合光路所在平面的轴线，相对惯性空间存在着

转动角速度，则正、反方向传播的光束走过的光程不同，就

产生光程差，其光程差与旋转的角速度成正比。因而只要知

道了光程差及与之相应的相位差的信息，即可得到旋转角速

度。

3)BOTDA

光在光纤中传输时，由于光纤材料的密度、折射率等存在不

均匀性，入射光会产生散射现象。布里渊散射是光波和声波

在光纤中传播时相互作用而产生的光散射过程。当环境温度

变化或光纤产生形变时，光纤中声速和光的折射率都会随之

变化，从而使布里渊频移发生变化，并且布里渊频移变化量

与温度和应变成线性关系。BOTDA基于受激布里渊散射效

应，利用泵浦光pump、探测光probe和声波的相互作用，使

得后向布里渊散射信号不断放大。对泵浦光pump和探测光

probe的频率差进行连续扫描，可确定光纤不同位置的布里

渊频移，从而获得整根光纤的温度、应变分布信息。

图4.3BOTDA原理示意图

4)倾角传感器

倾角传感器经常用于系统的水平测量，从工作原理上可分为

“固体摆”式、“液体摆”式、“气体摆”三种倾角传感器，倾角

传感器还可以用来测量相对于水平面的倾角变化量。

工作原理：理论基础就是牛顿第二定律，根据基本的物理原

理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但却可以测量其

加速度。如果初速度已知，就可以通过积分计算出线速度，

进而可以计算出直线位移。所以它其实是运用惯性原理的一

种加速度传感器。当倾角传感器静止时也就是侧面和垂直方

向没有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。

重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角

了。

4.2环境监测

环境监测主要有三方面功能，一方面是综合管廊内部的温

度、湿度、风速风向、PM2.5监测，另一方面是保证巡检人

员安全的氧气含量、有毒气体、易燃气体和淹积水监测，第

三方面是监测天然气管道是否泄漏。最终形成综合管廊内部

环境状况的实时报告系统，对综合评估管廊内部问题，并指

导管廊基础设施的检修工作，确保管廊内部设备和进入管廊

的人员的安全。

技术原

名称关键技术指标厂家

理

北东希卓、

光纤光量程：-50〜+120C

温度计北京达卡、

栅测量精度：±0.3℃

上海波汇

湿度精度：典型值±4.5%RH

温度精度(BFSL)：±0.5℃(典型

值)霍尼韦尔、

工作温度范围：-40℃至100℃广州奥松

湿度计电子类

响应时间：6s电子、河南

长期稳定性：±1.2%RH保持5驰诚电气

年

工作湿度范围：0%RH至100%

RH

北京九纯

健科技、北

准确度：＜±0.5℃,±3%RH京达卡、北

温湿度

电子类@20%-80%RH,25℃京昆仑海

变送器

温度范围：-20〜+70C岸传感、广

州奥松电

子

启动风速：＜0.4m/s

武汉中科

分辨率：风速：0.1m/s风向：线

风速风能慧、北京

电子类性度0.1%

向仪达卡、清胜

量程：风速：0〜70m/s风向：0〜

电子

360度

北京浩开

PM2.5量程：0-80pg/m3误差：±2%预

电子类科技、北京

监测仪热时间：1分钟

聚道合盛、

康姆德润

达（无锡）

'Kill曰

/则里拉木

量程选择：安帕尔、北

电子、

0-10/100/1000/1OOOOppm；京达卡、河

氧气化学、

0-5/10/25/30/100%VOL南驰诚电

光学

准确度：皂±2%FS气

河南驰诚

量程：50、200、lOOOppm

电气、深圳

硫化氢电子类分辨率：1ppm

市鑫海瑞、

响应时间:<30秒

安帕尔

测量范围：0-2000ppm、5000ppm、山东中煤

1OOOOppm>5%VOL、10%VOL>工矿、北京

甲烷红外20%VOL、50%VOL>100%VOL达卡、深圳

（可选，未列出量程可订制）市鑫海瑞、

分辨率：Ippm(1OOOOppm以河南驰诚

内)、0.01%VOL电气

(5%VOL-100%VOL)

精度：＜±1%

北京九纯

报警浓度：8%LEL

气敏元健科技、安

天然气工作环境：0-55℃；相对湿度三

件帕尔、深圳

95%RH

巾吉顺安

北京达卡、

量程选择：安帕尔、深

二氧化

红外0-2000/5000ppm;0-l%/2%/5%10圳市矢量

碳

%20%50%100%VOL联合、武汉

中科能慧

北京九纯

工作环境：-10〜50℃,10%RH〜健科技、北

淹积水电子类

90%RH京赛斯尔

自控、深圳

巾宏电技

术、基康

4.3火灾监测

综合管廊内部布设有很多线缆，它们都属于易燃物品，并且

电缆的局部放电、人为点火破坏及各种意外都会引起管廊内

部发生火灾，因此监测管廊内部火灾，并与消防设备联动进

行自动灭火的技术显得很有必要。火灾监测技术主要从管廊

内部温度异常、红外线和紫外线强度异常、烟雾浓度异常等

角度来监测，同时将监测结果送至服务器处理，若有异常现

象发生，服务器会给灭火设备下达指令，启动起火位置处的

灭火设备进行灭火，视频也会集中关注起火位置。

综合调研着火的方方面面特征，我们针对各种火灾着火的初

期、中期进行实时监测，采用温度异常、烟雾异常、红外线

和紫外线辐射异常的情况综合判断火灾发生发展过程，预判

火势发展趋势，综合调动现场视频和灭火设备，对现场火灾

进行实时监控，并有的放矢的进行灭火程序，以期将火灾破

坏降到最低。

技术原

名称关键技术指标厂家

理：

北京希卓、北

京达卡、上海

温度传感光纤光量程：-50〜+120C

波汇、深圳太

器栅测量精度：±0.3℃

辰、武汉理工

光科

同方威视、浙

探测距离：最长10km江中欣动力、

?响应时间：＜10s北泉诺可电

温度传感?测温精度：l℃@2km子、威海北洋、

DTS

器?定位精度：1m上海华魏、宁

测温范围可高达波诺驰光电、

350~700℃江西旭锋光

电、无锡亚天

工作温度：-10C〜+50℃

相对湿度：＜95%RH(40℃

烟雾报警深圳市宏达瑞

光电式±2℃)

器斯

监测面积：20平方米

灵敏度等级：1级

红外光工作温度：-10C—50℃北京九纯健科

烟感器

电管环境温度：＜95%RH技

视角范围：90°

探测距离：燃烧物火源

大小探测距离

济南东山仪

正庚烷0.3mx0.3m

红外火焰红外感器、西安众安

50米

探测器应电子、北京翼

汽油0.3mx0.3m

捷世纪

50米

柴油0.3mx0.3m

45米

煤油O.3mxO.3m

45米

酒精O.3mxO.3m

45米

甲烷0.5mx0.2m

30米

纸张0.3mx0.3m

30米

响应特性：燃烧物火源

大小响应时间

汽油0.3mx0.3m

<10s

汽油0.7mx0.7m

<5s

灵敏度等级：5级灵敏度

（通过磁棒设定）

工作温度：-40C〜70c

工作湿度：S95%RH（不结

露）

响应的光谱范围：

185nm~260nm

响应时间：5s

济南东山仪

灵敏度：1-5级可调

紫外火焰紫外感器、西安众安

视角范围：三90°

探测器应电子、北京翼

最大探测距离：50m（条件：

捷世纪

1100cm2,高5cm的正庚烷

火）

环境温度：-10〜55c

首安工业消

防、北京京盾

灭火设备

消防设备、浙

安消防科技有

限公司

4.3.3技术原理简介

DTS简介：

DTS技术同时用单根光缆实现温度监测和信号传输，综合利

用光纤拉曼散射效应(Ramanscattering)和光时域反射测量

技术(OpticalTime-DomainReflectometry,简称0TDR)来

获取空间温度分布信息。其中光纤拉曼散射效应(Raman

scattering)用于实现温度测量，光时域反射测量技术(Optical

TimeDomainReflectometer)用于实现温度定位，DTS技术

是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的

高科技技术，它能够连续测量光纤沿线的温度分布情况，测

量距离在可达30公里，空间定位精度达到米的数量级，能

够进行不间断的自动测量，特别适宜于需要长距离、大范围

多点测量的应用场合。

4.4视频监测

综合管廊智能监控系统具备视频监视与控制功能，视频监控

系统管理软件能够对管廊内部环境、管廊出入口等重要位置

处实时全方位的图像监控，使监控中心值班人员清楚了解管

廊现场实际情况，并及时获得以外情况的图像信息。监控中

心可随时调取网络摄像机的实时视频信号和历史回放图像，

并投放到显示大屏上。

综合管廊内设备集中安装地点、人员出入口、变配电间和监

控中心等场所应设置摄像机。管廊每个防火分区中间设置带

红外的网络像机实时采集图像信息。投料口、通风口和转弯

等处根据实际情况设置。采集到的视频信号通过工业以太网

交换机、通讯光纤上传至监控中心视频监控系统服务器经数

据处理，视频监控画面都实现全范围实时显示，并且可在监

视器上切换显示各分区的监视画面。现场由于摄像机与接入

层交换机之间距离较长，所以可采用光电结合的方式进行信

号传输。视频监控系统架构图如图所示。

图4.4视频监控系统架构图

注：当综合管廊线路过长，含大量视频数据时，对交换机要

进行VLAN划分，控制数据与视频数据要隔离开来。防止视

频数据影响正常系统采集与监控，从而增加系统安全性，减

少广播风暴，缩小冲突域的功能。

综合管廊内设备集中安装地点、人员出入口、变配电间、监

控中心可根据需要设置多套彩色转黑白一体化低照度高清

网络固定摄像机。视频信号通过超五类线与千兆以太网交换

机连接。在每个防火分区内每个仓设置2套彩色转黑白一体

化低照度红外高清网络摄像球机，视频信号通过超五类线传

输至区域控制单元ACU,区域控制单元ACU可利用监控系

统光缆环网将信号送至硬盘录像机NVRo

4.5入侵防盗监测

综合管廊入侵防盗监测分两步三步实施，首先在入口（如通

风口、检修口）安装入侵报警系统，在第一时间探测到入侵

人员时间和地点；然后在关键设备上安装防盗报警系统，探

知入侵人员入侵目的和位置；最后对管廊壁进行监测，事实

探知管廊壁的振动情况，以防破坏分子凿壁入侵，以及挖掘

机无意破坏而侵入管廊。该系统并与视频监控联动，从而在

最短时间捕捉入侵人员的样貌和行为的图像，同时启动声光

报警设备进行警告入侵人员。

技术

名称关键技术指标厂家

原理

迈克

防区型周

尔逊单防区最大长度2km,防区

界安防报同方威视

干涉数量可定制

警系统

仪

长距离定

①

位型入侵监测距离：40Km

-OTD同方威视

监测报警定位精度：10m

R

系统

输出电压：约3000-8000V北京国林创

脉冲电子脉冲脉冲间隔：1.28s安、杭州锐盾、

围栏高压脉冲持续时间：3.12ms成都海德克、

环境温度：-10〜+55℃深圳市安通

瑞达、深圳市

宏安科智能科

技、深圳市华

俊信科技

深圳市艾礼安

安防设备、北

红外监测距离：室外:50〜250m

红外对射京亿安和科

感应室内：150〜750m

技、宁波恒博

通讯设备、

触发力度:施加15〜30kg

力并持续2秒，即可触发报

MagaK杭州锐

张力警

张力围栏盾、深圳市

感应误报率：每公里每3个月最

安通瑞达

多1次

温度范围：・40℃~72℃

埋地泄漏磁场每台处理器可防护长达800Magah杭州锐

电缆感应米的周界盾、成都海德

可将入侵者的位置精确在克、深圳市宏

士1米内，置信度95%安科智能科

技、北京国林

创安

处理器可连接两根感应电Magak杭州锐

振动缆，每根电缆最长305米。盾、成都海德

振动电缆

感应定位精度3米克、北京国林

环境温度：-40C°—+70°创安

成都海德克、

静电感应单个防区周界为300米以内杭州锐盾、深

静电

周界报警环境温度：-40C〜+55C圳市宏安科智

感应

探测器工作相对湿度：93%能、深圳市

安通瑞达

微波入侵微波探测范围：3〜150mMagak北京聚

探测系统感应爬行探测：最小5cm/s速微波技术

工作温度：-40C~+66℃

热成像仪性能：车辆目标：

(2.3mx2.3m),探测距离

-6900mT=2℃,识别距离

-大于2300mT=2℃；Magak深圳市

视频入侵

图像人员目标：(1.7mx0.5m),宏安科智能科

报警

探测距离-大于2766m技、海康威视、

T=2℃,识别距离-大于

922mT=2℃；

工作温度：-40℃~+60℃

视场角度：190°

扫描频率：

红外

25Hz/35Hz/50Hz/75Hz/100

激光雷达漫反Magal

Hz

射

范围：0m〜65m

角分辨率：0.167°,

0.25°,0.33°,0.5°,

0.67°,1°

系统误差：小于土50mm

温度：-30°C〜60°C

1）防区型光纤周界安防报警系统

本系统采用迈克尔逊干涉仪方案。如图所示，由激光器发出

的窄带激光，经过反射端面反射，与参考臂反射的光在探测

器上干涉，如果有入侵事件，则在敏感臂上处受扰动信号的

调制而发生相位改变，引起干涉条纹变化，从而使探测器探

测光强发生变化。通过测量该变化则可以判定入侵事件的发

生。

图4.5防区型光纤周界系统原理示意图

2）长距离定位型光纤入侵监测报警系统

O-0TDR技术从原理上讲是基于OTDR（光时域反射仪）技

术的，其不同之处在于中-OTDR需要采用线宽极窄和频率漂

移极小的激光光源，从而进入传感光纤中的光脉冲在其脉冲

宽度内的瑞利背向散射光能够进行干涉，进而加强散射光的

强度和传感的灵敏度，其原理如图所示。当有入侵行为发生

时，光纤线路上发生扰动，由于光纤的弹光效应，光纤扰动

位置的折射率发生变化，从而导致该处的光相位发生变化。

由于光纤中的光干涉作用，相位的变化会引起后向瑞利散射

光的光强发生变化。通过探测后向瑞利散射光受扰动前后的

光强大小（如图中的时刻1与时刻2）,两时刻数值相减，就

会得到扰动信号，并根据光在光纤中的传播速度与扰动信号

传递时间的关系，能够对扰动信号的距离进行准确定位。

图4.6基于中-OTDR原理的长距离定位型入侵报警系

统原理示意图

3）主动式红外周界入侵报警技术

主动式红外对射周界入侵报警系统由发射机和接收机成对

组成，其主要原理是发射机向接收机发射红外光束，当有入

侵事件发生时，红外光束被遮断，接收机没有探测到红外光

信号，触发报警。

这类报警系统监测距离短，只有100m左右，且容易受到地

形条件的高低、曲折、转弯、折弯等的限制，容易受强光的

影响，在空气中有大量灰尘或者恶劣的气候条件如雨、雪、

霜、雾的情况下容易出现误报，地面振动、强风可能会使发

射机和接收机失准，导致误报，而采用ATC（自动跟踪装置）

的代价又比较昂贵。

4）被动红外探测周界入侵报警技术

被动红外探测技术主要是利用人体自发辐射的红外射线来

探测入侵事件，当有人接近探测报警区域时，探测装置接收

到人体辐射的红外射线，触发报警。

这类报警系统监测距离一般在10m左右，且误报率比较高，

一旦有和人体温度接近的物体接近探测装置时，就会引起误

报，另外，一旦探测装置被遮挡而不能接收红外射线时，报

警系统将失灵。

5）张力式电子围栏

张力式电子围栏是一种防止人体逾越的障碍物和感知攀爬、

拉压、剪断障碍物企图入侵的机电装置的集合体，是一种新

型周界防入侵报警设施。张力式电子围栏由机电部件、电子

部件和机械部件三部分组成。机电部件有张力探测器、张力

模块。张力探测器是根据电子围栏的张力特征，对于攀爬、

拉压、剪断电子围栏企图入侵做出响应产生报警信号的装

置。张力模块是根据电子围栏的张力特征，感知由于攀爬、

拉压、剪断电子围栏企图入侵所引起的电子围栏的状态变

化，并把该状态变化转换成电信号的部件。张力模块和防区

控制器配套使用，可产生报警信号。该设备检测的是张力变

化，外界普通环境变化不会引起张力报警阀值的变化，因此

可以胜任在恶劣的环境中。

但是由于控制各个点张力相对比较复杂，所以在安装和维护

方面比较困难。虽然一个防范区域不大于50米相对以前同

类产品有所提高，但是还是希望能增大作用区域。

6）埋地磁场式泄漏电缆入侵围栏

埋地式泄漏电缆是一种隐蔽的入侵探测传感器，通过在埋地

泄漏电缆周围产生不可见的电磁场。在发射电缆的外层导体

开槽，使得电场能量外泄，由另一根并行的接收电缆来探测

泄漏出来的电场的能量。当有人干扰该电磁场时，就会触发

报警。埋地式泄漏电缆采用的是一种大的空间场，对移动目

标的导电性、体积、移动速度进行探测。人或车通过该电磁

场都会被探测到，而小动物或鸟类却不会引起报警。

由于检测的传感信号是外界磁场变化，所以外界非入侵物体

的磁场变化将对于该检测方法产生很大干扰，所以受磁场影

响较大；而且该装置必须泄漏磁场，对于那些要求较少外界

磁场干扰的场所环境，是不能符合标准要求的。

7）振动电缆

振动电缆探测属于电磁感应式的解决方案。起探测元件为振

动电缆，振动电缆由芯线、压敏膜、屏蔽层、外套组成。这

种电缆的特性是感测压力和形变。它可铺设在各种铁艺、围

栏、围网、甚至嵌入墙体中，与开关量输出型电缆振动输出

设备、一缆式电缆振动报警设备、网络型电缆振动报警设备

结合使用对翻越和入侵破坏进行探测报警。

8）脉冲电子围栏

脉冲电子围栏主要利用高压电子脉冲来实现对入侵事件的

探测，该围栏由脉冲电子围栏主机和脉冲电子围栏前端两个

部分组成。主机通电后发射端产生高压脉冲，脉冲信号通过

高压绝缘导线施加于电子围栏的始端，沿着电子围栏的导线

由始端传向终端，再通过高压绝缘导线形成回路施加于控制

器的接收端，如果有人入侵或破坏前端电子围栏时，就会触

发报警。同时，入侵者在接触带有高压脉冲的围栏时，会产

生短暂电击的疼痛感，可以延迟入侵时间。

这种报警系统需要将电子围栏安装在有形的周界之上，不适

合用于开放式的周界，有些系统需要恢复时间，不能连续报

警，并且这种方式还可能对人体产生伤害。

9）视频周界入侵报警系统

视频监控在周界入侵报警系统中应用十分广泛，在周界的关

键监测点布置摄像探头，安保人员在监控室观察监视器，监

控入侵状况。这类系统不能预报入侵事件，也不能在入侵事

件发生时报警，只能在事后调用录像观察，完全依靠人力监

视来实现报警，而安保人员在长时间观察监视器的过程中极

易错过有用的信息。后来出现了利用智能视频分析技术来报

警的视频监控周界入侵报警系统，该系统先从监视画面中将

监视主体（人或物）解析出来，借助在数据库中建立或自学获

得的人或物的各种姿态或状态模型，分析、比对视频监控图

像中的各种活动或物体的状态，并针对每路摄像机设置各自

的活动或状态报告规则，若在监视画面中出现与规则相符的

情景，系统即报警。

利用视频监控进行周界入侵报警存在很大的缺陷，摄像头的

视距有限并且存在死角，要完全覆盖整个周界需要增设摄像

头数目，另外在恶劣天气状况下，如大雾、大雨和大雪等，

视频监控的可见性大大降低，智能视频分析技术虽然对普通

的视频监控手段有所改进，但它的算法复杂，计算的时间非

常长，不能实时地报警，并需要性能强大的计算机支持。

10）微波入侵系统

雷达式微波探测器是一种将微波收、发设备合置的探测器，

工作原理基于多普勒效应。微波的波长很短，在1mm〜

1000mm之间，因此很容易被物体反射。微波信号遇到移动

物体反射后会产生多普勒效应，即经反射后的微波信号与发

射波信号的频率会产生微小的偏移。

11）静电感应报警探测器

在需要防护的周界区域每隔4米安装一根支架，在支架上根

据安全等级架设多条探测电缆（每两条探测电缆间距通常是

20厘米），支架与探测电缆之间加绝缘子进行隔离，这样便

组成了一个周界报警前端。将周界报警前端接入报警处理

器，通电时周界报警前端的探测电缆上产生交变的电磁场，

当入侵者接近、触摸、剪断、翻越探测电缆时，电磁场受到

干扰，经报警处理器分析处理，确认其幅度、方向、速度均

满足报警条件时，报警处理器触发一个常开或常闭开关量

报警信号。

静电感应周界报警探测器采用国际流行安防理念”阻挡为

主、报警为辅”的新型周界探测器，本质上有别于红外微波、

红外对射、振动电缆及高压脉冲电网等周界报警探测器，具

有性能稳定、安装方便、性价比高等优点，报警处理器可与

各种接受开关量信号的报警主机兼容。

其缺点是易受外界电磁场、雷电干扰而产生误报警，监测距

离受限，不能定位。

4.6电力监测

传感器是电网电气量、状态量的采集终端，是智能电网的感

知神经末梢，是电网调度、保护测控、安全运维、检测计量、

在线监测的基础设施组成单元，可视作电力“三次设备”，

在电网安全稳定运行中发挥着基础而广泛的作用。

电力监测技术主要难点是抗电磁干扰、耐高压、绝缘性能优

良等，目前成熟的技术包括变压器、电抗器、开关柜和输电

线缆的温度、局部放电和振动监测，输电线缆接头测温技术,

架空线缆的应力监测技术，埋地电缆的防盗监测技术，变压

器铁芯接地电流、线缆载流量、电源品质检测、SF6气体检

测技术等。

技术

名称关键技术指标厂家

原理

温度传感北京希卓、深

量程：-50〜+120C

器（绕组、FBG圳太辰、上海

测量精度：±0.3℃

铁芯、绝波汇、宁