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淺談智慧城市管廊綜合管理平臺的建設(shè)及設(shè)備選型

更新時間：2023-03-16點擊次數(shù)：277

吳柯霓

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801


摘 要：隨著智慧城市的發(fā)展，地下綜合管廊的建設(shè)不斷增多，建成后的管廊需要有科學(xué)合理的綜合管理平臺對其進(jìn)行智能化管理。本文介紹了地下綜合管廊的建設(shè)內(nèi)容，從管廊智能化管理角度出發(fā)，在運用GIS、可視化、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等多種技術(shù)的基礎(chǔ)上，搭建起智慧管廊綜合管理平臺，為實現(xiàn)管廊的安全管理提供有力保障。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；地理信息系統(tǒng)；可視化管理；實時監(jiān)測


0 引言      

地下綜合管線是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是保證城市生產(chǎn)、生活正常運轉(zhuǎn)的重要基礎(chǔ)條件，是城市的“生命線"。隨著城市的不斷發(fā)展，地下空間日趨緊張，管線單位各自為政，敷設(shè)混亂、道路反復(fù)施工、“馬路拉鏈"難以閉合等問題突顯。針對綜合管網(wǎng)現(xiàn)狀，辦公廳下發(fā)了《推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見》。綜合管廊的建設(shè)有利于節(jié)約土地資源，保證城市地下管線安全，集約化利用城市地下空間，消除“馬路拉鏈"。地下綜合管廊是指在城市地下用于集中敷設(shè)電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃?xì)獾仁姓芫的公共隧道。設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測系統(tǒng)，實施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一建設(shè)和管理。地下綜合管廊的建設(shè)，需滿足維修與運行方面的需求，科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計，布設(shè)故障報警系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)故障管網(wǎng)，提高維修效率，為城市居民的生活提供便利。      

智慧管廊綜合管理平臺采用三維可視化技術(shù)將地上建筑、管廊本體、附屬設(shè)施、入廊管線等進(jìn)行三維建模，采用GIS、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等多種技術(shù)，實現(xiàn)綜合管廊的數(shù)字化、集成化、智能化管理。管廊本體：綜合管廊的結(jié)構(gòu)主體及人員出入口、吊裝口、逃生口、通風(fēng)口、管線分支口、支吊架、防排水設(shè)施、檢修道及風(fēng)道等構(gòu)筑物。附屬設(shè)施：為保障綜合管廊本體、內(nèi)部環(huán)境、入廊管線穩(wěn)定運行和人員安全，配套建設(shè)的消防、通風(fēng)、供電、照明、監(jiān)控與報警、給水排水和標(biāo)識等設(shè)施。入廊管線：敷設(shè)于綜合管廊內(nèi)的給水、雨水、污水、再生水、天然氣、熱力、電力、通信等各類城市工程管線。日常監(jiān)測：采用儀器量測、現(xiàn)場巡檢或遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等手段和方法，采集反映綜合管廊日常運行狀態(tài)、變化特征及發(fā)展趨勢的信息，并進(jìn)行反饋的活動。

1 平臺架構(gòu)      

平臺采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)(SOA,Service-oriented architecture)，基于WEB服務(wù)實現(xiàn)空間信息資源共享，模塊化的設(shè)計實現(xiàn)跨平臺異構(gòu)多源數(shù)據(jù)的訪問。全面支持OGC標(biāo)準(zhǔn)的接口，支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)以及擴(kuò)展的SOAP和REST協(xié)議的服務(wù)接口？傮w體系架構(gòu)如圖1所示。



圖1體系架構(gòu)      


1）數(shù)據(jù)層：是平臺的基礎(chǔ)和核心，為管廊綜合管理工作提供基本的數(shù)據(jù)信息，主要由基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)構(gòu)成；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)主要包括城市地圖、地形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)；三維數(shù)據(jù)主要包括地上建筑物、小品等；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要包括管廊運維、運營數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)等。      

2）接口層：為應(yīng)用層提供二三維地圖服務(wù)、目錄服務(wù)，同時接入外部系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)，如報警系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等監(jiān)測信息。      

3）應(yīng)用層：是面向用戶的部分，基于接口層建立，調(diào)用環(huán)境監(jiān)測、設(shè)備監(jiān)控、安防、消防等多個系統(tǒng)數(shù)據(jù)，集成到智慧管廊綜合管理平臺。通過三維瀏覽可以身臨其境地看到管廊內(nèi)部實景、根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)為管廊的日常運維和應(yīng)急突發(fā)事件提供應(yīng)急指揮協(xié)作等，從而實現(xiàn)對管廊的智能化管理。


2 平臺應(yīng)用    

智慧管廊綜合管理平臺包括管廊三維展示、管廊數(shù)據(jù)管理、管廊運維管理、可視化監(jiān)測、指揮調(diào)度、應(yīng)急管理等多個模塊。


2.1 管廊三維展示    

實現(xiàn)地下管廊三維場景的瀏覽、二維地圖瀏覽、二三維聯(lián)動、路線瀏覽、圖層分類控制、距離量算等功能。


2.2 管廊數(shù)據(jù)管理    

對管廊內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理展示，廊內(nèi)附屬設(shè)施可以編輯關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)信息，也可通過條件查詢管廊設(shè)備信息并在地圖上快速定位，另外提供分類統(tǒng)計管廊設(shè)備數(shù)據(jù)的功能。


2.3 管廊運維管理    

管廊的運維管理不僅保障了管廊工作人員的健康安全，而且合理的運維管理還可延長管道的使用壽命、避免事故的發(fā)生。具體包括工單管理、排班管理、人員管理、配置管理、巡檢管理、維護(hù)管理等功能。通過對運維配置的管理，合理安排運維檢修人員、設(shè)備等資源，保障管廊的運維管理工作有序、高效地進(jìn)行。


2.4 可視化監(jiān)測    

通過與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等進(jìn)行對接，調(diào)取設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)在地圖中進(jìn)行實時的可視化展示，及時掌握預(yù)警信息，為處理險情、安排維修人員提供有力支持。


2.5 指揮調(diào)度    

基于GIS的工作人員位置可視化管理，通過工單管理、調(diào)度管理，對工作人員的任務(wù)狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控管理。


2.6 應(yīng)急管理    

應(yīng)急預(yù)案管理：支持用戶根據(jù)不同險情新建不同的應(yīng)急預(yù)案。應(yīng)急物資管理：用戶可以在地圖上直觀地查看所有應(yīng)急物資的地理位置信息。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)險情時，平臺中可以顯示相應(yīng)的報警信息，搜索相關(guān)的應(yīng)急預(yù)案，進(jìn)行應(yīng)急響應(yīng)。險情結(jié)束后，在平臺中形成此次險情的相關(guān)信息總結(jié)，形成知識庫，便于后期查看。


3 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

3.1 平臺概述      

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)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(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內(nèi)部干擾性強、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率。


3.2 平臺組成    

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。


3.3 平臺拓?fù)?/span>



3.4 平臺子系統(tǒng)

3.4.1 電力監(jiān)控    

電力監(jiān)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(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)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(shù)和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄等。


 

3.4.2 環(huán)境監(jiān)測    

環(huán)境監(jiān)測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃?xì)怏w濃度、門禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預(yù)警，同時也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。


3.4.3 電氣安全    

AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進(jìn)行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預(yù)警。


3.5 相關(guān)平臺部署硬件選型清單

3.5.1 電力監(jiān)控及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)


3.5.2 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)


3.5.3 消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)


3.5.4 防火門監(jiān)控系統(tǒng)


3.5.5 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)



4 結(jié)語    

綜合管廊將給水、排水、熱力、電力、通信等市政管線集中管理，不僅能解決城市“馬路拉鏈"的問題，還能方便各管線的維護(hù)和檢修。通過智慧管廊綜合管理平臺的建設(shè)，將管廊的日常管理等工作數(shù)字化、可視化、智能化，由紙質(zhì)圖表辦公向電子可視化辦公轉(zhuǎn)變；由事后應(yīng)急向預(yù)防預(yù)測轉(zhuǎn)變；由信息孤島各自為政向共享共用協(xié)同合作轉(zhuǎn)變。智慧管廊綜合管理平臺讓綜合管廊的管理工作更直觀、更智能。


參考文獻(xiàn)

【1】田靜，賈小娟.智慧管廊綜合管理平臺的建設(shè)及應(yīng)用.

【2】朱艷．城市地下綜合管廊智能化運營管理技術(shù)研究［J］．智能建筑與智慧城市

【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05


作者簡介：      

吳柯霓，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智慧管廊監(jiān)控研究發(fā)展。