摘要：城市綜合管廊電力艙內敷設有大量電力電纜，且艙室空間較為封閉，因此電氣火災成為了綜合管廊內主要危險之一。為實(shí)現城市綜合管廊安全可靠運行，設計一款城市綜合管廊的監控和自動(dòng)報警安全防范系統,對管廊進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。研究結果表明：為解決綜合管廊中存在的火災安全隱患，應完善綜合管廊火災監控系統和自動(dòng)報警系統，提升火災自動(dòng)報警系統的準確性、及時(shí)性，以保障城市綜合管廊的安全可靠運行。

關(guān)鍵詞：安全防范系統；通訊控制系統；火災監測自動(dòng)報警系統；綜合管廊

0引言

隨著(zhù)城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，日益短缺的城市公共設施管道資源與城市居民生活所需水、電、氣等公共資源基礎設施的矛盾日益突出。如運行管理設備故障，可能會(huì )帶來(lái)管道廊道功能失效的風(fēng)險。因此,安全規范城市管道建設尤為重要。越來(lái)越多的城市開(kāi)始修建地下公共管道走廊。管道廊道不僅可以整合水、氣、電、通訊等管道，維護城市功能，而且可以利用電力、照明、排水和其他設備來(lái)滿(mǎn)足自己的功能操作。所以，利用相關(guān)信息技術(shù)解決城市管

道走廊管理中存在的問(wèn)題具有十分重要的意義。

2015年，我國制定并陸續組織修訂實(shí)施了《城市綜合管廊工程技術(shù)規范》，規定了城市管廊建設結構設計施工的要求，應嚴格遵循“因地制宜"的原則綜合考慮，此規范確定了管道走廊及支撐元件包括項目部系統工程，如通風(fēng)系統、供電系統、照明系統、監控報警系統等，以及排水系統、指示信號識別系統等?！氨O控報警系統"技術(shù)占整體走廊建設的一小部分，但技術(shù)含量較高。在管道走廊的日常使用、維護及安全性管理中起著(zhù)舉足輕重的作用,是一項 集監測、管理、操作、維護于一體的重要系統工程。

1綜合管廊監控與報警系統的設置要求

綜合管道廊道的特點(diǎn)和功能在建設中應被充分考慮,在許多城市,專(zhuān)業(yè)化的管道工程應集中在一個(gè)區域內進(jìn)行檢查、修理和維護。綜合考慮管道廊道的基本要求，有必要進(jìn)一步改善管道環(huán)境，從而保證管道可以正常的運行，保障城市安全,實(shí)現城市發(fā)展長(cháng)期穩定。定期對綜合管道廊道進(jìn)行檢查和維護，加強對綜合管道廊道的優(yōu)化，確保其安全運行。管道廊道的施工應以其他管道廊道中共存的管道類(lèi)型集成為前提。一旦發(fā)生管道安全事故時(shí), 應該及時(shí)地采取有效的安全應急處理措施，嚴防管道危險區域擴大,確保其他管道的正常運行。隨著(zhù)我國綜合管線(xiàn)廊道建設規模的增加,其工作難度也越來(lái)越高。所以，必須建立一套完整的管理制度，以滿(mǎn)足管道廊道日常綜合管理的需要，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，解決問(wèn)題，有效預防管道故障，保證其正常運 行。根據上述要求，在建立監測報警系統時(shí),應加強對各類(lèi)管道的監測，發(fā)現異常情況及時(shí)報警；統籌員工的監控管理工作,及時(shí)響應管理需求,增強管理水平。

2綜合管廊的基本特征

綜合管道廊道屬于公共管道廊道，可在公共空間中形成多種專(zhuān)業(yè)管道共存。綜合管廊是一條位于地下，空間很大的隧道。這條地下隧道的空間環(huán)境相當復雜,除了充滿(mǎn)各種氣體外,還容易產(chǎn)生火災、有害氣體泄露等問(wèn)題。對管道廊道的安全運行提岀了嚴格的要求。綜合管道廊道工程專(zhuān)業(yè)種類(lèi)繁多，主干管占很大比例,在主干管中，除了自來(lái)水來(lái)自主干管外，還有屬于不同專(zhuān)業(yè)的高壓輸電線(xiàn)，所以，必須加強管道廊道監控報警系統的管理。綜合管道廊道通常位于不易接觸到的位置，必須由經(jīng)驗豐富專(zhuān)業(yè)人 員進(jìn)行管理。因此，必須考慮到工作人員的安全。應了解綜合管道廊道的各種情況，及時(shí)預防有可能發(fā)生的危險。配置自動(dòng)監控報警系統，確保其能協(xié)助主管人員工作,充分保證管道的安全運行。

3綜合管廊監控與報警系統的服務(wù)對象

在綜合管道廊道上安裝監控報警系統時(shí)，應確保監控報警范圍涵蓋管道廊道的所有位置?？紤]服務(wù)對象是否包括專(zhuān)業(yè)管道工程。為了確定服務(wù)對象，必須考慮管道系統、施工方法和管理方法。專(zhuān)業(yè)的管道系統工程應有一個(gè)起點(diǎn)和相關(guān)設施,為用戶(hù)建造一個(gè)管道系統叫管道類(lèi)型有不同使用類(lèi)型，例如，水處理廠(chǎng)和發(fā)電廠(chǎng)使用不同類(lèi)型的管道作為綜合管道廊道，在設計中無(wú)法考慮到所有的連接，因此，在實(shí)踐中管道廊道施工僅包括管道工程的一部分。從對管道的施工技術(shù)和方法的角度分析來(lái)看，由于各種管道建筑工程具有各自特殊性，所以對其進(jìn)行施工的技術(shù)和方法也不一樣。其中有些是架空管道,應根據具體情況確定在綜合管道廊道內鋪設專(zhuān)業(yè)管道的方法。從管道管理的角度看，管道專(zhuān)業(yè)體系有待進(jìn)一步完善。

因此,必須完善對管道系統的統一管理,統一調度。專(zhuān)業(yè)化、集成化、智能化的管道工程監測應納入管道工程的管理范圍。綜合管道廊道中包含多種 管道，要做到對公共管道空間管理的多樣化。運行單位在對綜合管道廊道進(jìn)行管理時(shí),應不斷完善監控報警系統的功能，明確服務(wù)。因此,管道工程走廊綜合地下監測工程報警監控系統的建設目標是有效改善城市綜合地下管道工程走廊的環(huán)境,解決現有地下管道走廊工程的相關(guān)問(wèn)題,2015年《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設的指導意見(jiàn)》中強調了地下綜合走廊及其配套設施的安全，明確了城市地下綜合走廊負責設施維護和管理的人員應對管道泄漏等安全事故監控報警系統進(jìn)行完善。管道廊道監控報警系統應仔細分析專(zhuān)業(yè)管道的狀態(tài)信號，以確定這些信號是否會(huì )影響管道廊道的功能。

4綜合監控與報警系統的信息化技術(shù)運用

城市地下綜合管廊的監控和報警系統是一個(gè)具有高度自動(dòng)化的管理控制系統。由于各系統之間所需的技術(shù)不統一，所需要的標準也存在差異，因此存在不能兼容等問(wèn)題。不僅要考慮環(huán)境與設備監控、通信與信息管理等方面的要求，同時(shí)也對地下管道實(shí)時(shí)監控的可靠性及報警與控制系統的有機結合提岀更高的要求。因此,在綜合管廊監控報警系統互聯(lián)的過(guò)程中,可能會(huì )產(chǎn)生信息孤島問(wèn)題叫為了解決目前信息孤島的狀態(tài),復雜多樣化的監測系統和報警系統有必要考慮訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )信息資源及其開(kāi)發(fā)模式平臺等問(wèn)題。從廣大網(wǎng)民的角度進(jìn)行設計,理解互聯(lián)網(wǎng)和共享的原則,解決各個(gè)廠(chǎng)家和產(chǎn)品之間的兼容性及多址接入系統的集成問(wèn)題。

4.1整體架構與方案

整個(gè)管道工程以完整的管道運營(yíng)管理為主，是對設備和基礎設施運營(yíng)安全負責的特殊場(chǎng)所。綜合管道監控警報系統大致分為4個(gè)層面:應用層（包 括綜合管廊及其結構監控系統、安全隱患預防系統等、環(huán)境監控系統和設備、綜合監控平臺和系統、通信監控系統、入侵監控系統、火災警報系統、監視系統之間的有效鏈接）,業(yè)務(wù)邏輯層（確認警報產(chǎn)品的生成、生成通知信息、數據傳輸、數據分析統計、數據存儲和生成）、數據訪(fǎng)問(wèn)層（數據訪(fǎng)問(wèn)、數據傳輸、數據存儲、數據庫操作）、設備層（對應各子系統的具體設備）％系統的整體結構見(jiàn)表1、圖1。

表1綜合管廊監控運營(yíng)一體化平臺整體架構

4.2綜合監控運營(yíng)一體化平臺

綜合公共隧道平臺的運行監測是公共隧道監控系統、環(huán)境設備監測系統、安全系統、通信系統、火災自動(dòng)報警系統結合檢測系統和監控平臺的信 息連接控制,實(shí)現公共隧道內部設備的遠程管理和 控制，平臺集成設備覆蓋自動(dòng)化和智能的各個(gè)領(lǐng) 域,無(wú)連接地通過(guò)各種結構多元系統合并實(shí)現數據 共享。通過(guò)監視平臺實(shí)現實(shí)時(shí)監控、自動(dòng)報警、信息傳輸等功能。管道分布標識是以GIS/BIM的顯示和 管理為基礎，是管道隧道的設備、安裝、岀口位置和 管道內的輔助結構。BIM技術(shù)適用于公共工程隧道 的設計、施工運營(yíng)的全過(guò)程，通過(guò)建立管道與附屬 設備管理系統，實(shí)現數量、類(lèi)型信息管理,實(shí)現隧道 管道設備的所有權;施工單位通過(guò)管理企業(yè)明確各方責任，提高經(jīng)濟管理效率。本平臺主要通過(guò)以下三方面進(jìn)行管理:安全管理:消除用戶(hù)身份和權限管理的重復麻煩，促進(jìn)用戶(hù)身份和權限管理的制度化、標準化,簡(jiǎn)化不同系統的重復登錄;數據管理: 統一儲存各種結構化、非結構化數據,完成數據提取,支持其他應用；運營(yíng)管理:確保管道安全運行，減少人員檢查次數,進(jìn)行有目的的檢查和管理。通過(guò)收集分析，可以提前預測和維護現場(chǎng)設備和管道的運行狀態(tài)，迅速更換，避免發(fā)生嚴重事故。綜合監控運行模式如圖2所示。

4.3設備聯(lián)動(dòng)與報警

走廊發(fā)生緊急情況時(shí)，走廊內設備應及時(shí)響應，確保走廊內管道活動(dòng)的安全。發(fā)生火災時(shí)，應進(jìn)行消防連接,探測器發(fā)送檢測信號,將報警裝置與視頻系統連接；連接有害氣體/空氣的排氣系統:每個(gè)防火區設置可燃氣體/空氣系統，主要用于有害氣體防護。當檢測到可燃氣體時(shí)，監控平臺通過(guò)多功能基站發(fā)岀指示。當溫度達到火災強制滅火要求時(shí),監控平臺可通過(guò)多功能基站和非消防鏈路傳輸系統發(fā)送命令，確認火災檢測信息后，監測平臺啟動(dòng)傳輸轉換模塊,傳輸火災信息,特別是發(fā)送火災確認區域及鄰近區域；電話(huà)連接系統:監控平臺可啟動(dòng)專(zhuān)用模塊與任何基站通信,所有基站或現場(chǎng)電話(huà)均可通過(guò)監控平臺確認,如與主機錄制通話(huà)。

4.4智慧運維

在傳感器的廣泛應用和快速發(fā)展，以及現代物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的廣泛應用過(guò)程中,綜合性工業(yè)管廊正在逐步深入實(shí)現自動(dòng)化工程智慧運維。當一個(gè)設 備需要進(jìn)行自動(dòng)巡檢時(shí),無(wú)需手動(dòng)進(jìn)行查看，可以通過(guò)系統自動(dòng)檢測每個(gè)設備的所在位置,及時(shí)做好設備庫存、岀入庫的自動(dòng)管理，設備轉置自動(dòng)進(jìn)行注冊?；?/span>RFID的運維物聯(lián)網(wǎng)管理技術(shù)，可以直接自動(dòng)進(jìn)行高標準高精度的實(shí)時(shí)管理，形成了一個(gè)完整的運維設備管理數據庫，記錄了設備的近期故障發(fā)生次數、更換時(shí)間、使用壽命頻率、使用壽命期限等,對不同使用類(lèi)型設備的故障，歷史數據情況進(jìn)行跟蹤分析和統計歸納,系統會(huì )自動(dòng)提前向用戶(hù)手機發(fā)岀相關(guān)設備使用壽命即將到期的相關(guān)設備更換情況提示，設備的使用質(zhì)量狀況進(jìn)行跟蹤篩查。目前隨著(zhù)智能巡檢技術(shù)的廣泛應用和快速發(fā)展，傳統的人工式巡檢幾乎己經(jīng)由基于AI的移動(dòng)式管廊巡檢管理方法*代替了，常見(jiàn)的移動(dòng)式管廊巡檢多是作為一個(gè)后臺搭載多種移動(dòng)傳感檢測裝置的機器人式巡檢，可同時(shí)實(shí)現管廊后臺的遠程監控和管廊運維流程管理服務(wù)平臺之間的多種無(wú)縫互動(dòng)接軌，準確、客觀(guān)地反映了其在管廊內各個(gè)系統的日常運行管理情況,7x24 h連續自動(dòng)執行巡檢,低電量自動(dòng)進(jìn)行充電,避免了管廊巡檢工作人員在惡劣的工作環(huán)境中會(huì )遭遇的風(fēng)險，同時(shí)它的自動(dòng)化學(xué)習巡檢功能也有效解決了其在管廊內部的巡檢線(xiàn)路及傳感裝置之間的執行巡檢管理服務(wù)上的差異化，對管廊內部進(jìn)行更智慧化的公共交通管理運維。 

5  AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

5.1平臺概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網(wǎng)絡(luò )、系統架構、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數據服務(wù)等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過(guò)程中存在內部干擾性強、使用單位多及協(xié)調復雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環(huán)境和設備的使用和恢復效率。

5.2平臺組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所環(huán)境監控系統、智能馬達監控系統、電氣火災監控系統、消防設備電源系統、防火門(mén)監控系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散指示系統。用戶(hù)可通過(guò)瀏覽器、手機APP獲取數據，通過(guò)一個(gè)平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監控、統一管理、統一調度，同時(shí)滿(mǎn)足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。

5.3平臺拓撲

5.4平臺子系統

5.4.1電力監控

電力監控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進(jìn)行保護和監控，對0.4kV出線(xiàn)配置多功能計量?jì)x表，用于測控出線(xiàn)回路電氣參數和用能情況，可實(shí)時(shí)監控高低壓供配電系統開(kāi)關(guān)柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。 

5.4.2環(huán)境監測

環(huán)境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門(mén)禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時(shí)也可接入管廊艙室內的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機等設備集成的第三方系統完成管廊環(huán)境綜合監控。 

5.4.3電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門(mén)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(shí)時(shí)顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監視，發(fā)生異常時(shí)通過(guò)聲光、短信、APP及時(shí)預警。

5.5相關(guān)平臺部署硬件選型清單

5.5.1電力監控及配電室環(huán)境監控系統

5.5.2電氣火災監控系統

5.5.3消防設備電源監控系統

5.5.4防火門(mén)監控系統

5.5.5消防應急照明和疏散指示系統

6 結語(yǔ)

綜合管道廊道的信息化建設是綜合管道廊道 安全運行和應急處置的保證，是綜合管道廊道管理和運行的有效手段，會(huì )使整體經(jīng)濟效益顯著(zhù)提高。為了綜合管道廊道的安全運行，本文在總結以往工程實(shí)踐經(jīng)驗的基礎上,提岀建立管道廊道綜合監控平臺，通過(guò)信息技術(shù)實(shí)現設備與響應的聯(lián)動(dòng)。實(shí)現對管道廊道的實(shí)時(shí)監測，實(shí)現對管道廊道的安全和自身狀態(tài)的智能檢測。系統已在多個(gè)項目中運行, 為先進(jìn)的信息生命周期管理提供了強有力的技術(shù) 支持。該系統在某實(shí)驗室進(jìn)行了實(shí)驗分析,實(shí)驗結果表明，該系統能實(shí)時(shí)監測綜合管廊,發(fā)生火災可自動(dòng)報警，可應用于火災自動(dòng)報警程序中。

參考文獻

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