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浅谈智慧管廊监控与报警一体化系统解决方案

 更新时间:2023-05-16 点击量:526

摘要智能管廊监控和报警控制是一种综合性能较的控制操作系统。由于技术管理体系之间的差异,各系统结构之间的评价标准也有所不同,导致各标准之间难以实现相互联系。在这种形式下,需要实现环境与设备之间的监控管理、通信联系、地理信息的综合联系,加快灾害事故预警分析和安全防范综合管理图像监控工作的实施。此外,还需要综合报警、门禁等配套设施之间的联系。为此,本文在智能管廊监控与报警控制一体化建设的基础上,制定了智能管廊监控与报警控制一体化系统解决方案,以满足智能管廊监控与报警控制的工作要求,为后期工作质量优化提供保障。

关键词:智能管廊监控和报警控制;一体化;


1 概述1.1行业背景

     在现代城市发展的背景下,由于城市管道实际建设规模有限,管理水平相对较低,许多城市内涝问题相对明显,加上管道泄漏引起的爆炸、道路使用坍塌等,与人民生命财产安全和城市稳定运行密切相关。在现有的环境模式下,为了有效地适应现代化的发展模式,明确工作任务内容下的工作不足,在现有的工作机制下,相关国家单位发布了加强基础设施建设的工作文件,并在全国许多城市开发了城市管道走廊项目。根据当地情况,在不同环境下的城市建立一批综合性管廊工程内容。新建的道路环境、城市新区和各种园区将设置综合管廊模式进行开发建设。为保证工作质量,国务院在现行工作机制下,发布了《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》,对管廊建设管理提出了详细的总体规划分析。相关指导明确提到,管廊相关工作应在智能建设的基础上实现,以更好地满足运行维护管理的实际需要,同时在相关城市综合管廊工程技术规范中,是系统本身的建设要求。

1.2城市综合管廊内容

      综合管廊本身就是地下城市的综合管廊,不仅便于在地下室建设隧道环境空间,而且在一个环境下结合不同的电力、通信、燃气、供热、排水等相关项目,建立专门的维修口、吊装口和监控管理系统。在推进工作任务的同时,要加快统一规划管理的实施,在统筹设计的基础上形成综合体系的建设管理模式。通过这种方式的实施和推广,也有效地保证了城市运营基础设施的有序实施。


2 具体需求分析

      推进智能管廊建设,可根据相关规范和技术管理要求,对供水、雨水、天然气、电力、通信等相关城市工程基础管道进行统一规划分析、设计处理、施工和日常维护。同时,这种方法也可以充分实现管道的综合使用,对管道的成本控制和管理有积极的影响。综合管廊是实现消防设施、供电管理、照明管理、通风排水等相关工作的基础设施。因此,只有实施智能管廊的监控和报警控制,才能确保后期其他工作的全面推进。

2.1系统工作现状

     随着计算机技术和信息技术的发展和实施,智能管廊监控和报警控制的建设也逐步完善。由于智能管廊监控和报警控制的运行是依靠环境、设施设备、安全消防、通信管理、预警、报警、智能检查等方面构建的智能集成信息平台系统[1]。在日常工作中,由于所有的基础设备都来自不同的制造商,因此在数据交换工作中没有建立相对统一和标准化的工作标准。在这种模式下,连接接口相对较多,访问质量较差,容易导致信息岛。在传统的管理模式下,为了实现监控管理和监控操作,采用人工管理模式,运行过程中消耗的基本管理成本相对较,传统管理机制下难以有效保证管理水平和管理质量。此外,在智能管廊监控和报警控制过程中,由于工作职责不同,分工不明确,分散的操作模式也会导致智能管廊监控和报警控制质量相对较低,工作实施能力较弱。在日常工作的基础上,在促进许多工作的实施过程中,由于工作职责划分不明确,如果遇到紧急工作风险和事故问题,相关人员很容易逃避。在市政设施管理的基础上,由于各种因素的行业形象,在此背景下难以有效提基础设施的运维管理质量、综合监控管理能力、应急调度指挥能力和综合业务实现能力。管廊本身的视频监控模式和监控数据类别差异较大。各系统之间产生的信息岛使相关管理单位难以实施决策。

2.2监控管理要求

     智能管廊监控报警控制设计内容较多,主要包括环境设计监控子系统、通风子系统、供电子系统、照明子系统、排水子系统、安全子系统、语音通信子系统、智能检查子系统、报警控制子系统、综合管理综合平台设施系统等。这些系统的构建实现了多元化的综合管理模式,逐步优化了整个工作环境的质量。结合城市管廊工程技术规范的相关要求,管廊综合监控系统的设计应包括多个方面。首先,在设计的同时设置综合防火管理系统,在硬件设施方案中设置防火墙和防火门。在每个区间环境中设置一套基于各种环境因素的火灾监测和预警工作装置,以确保整个系统内部工作的有效性。同时,在建设防火设施时,应建立电子检查管理系统、通信设施无线通信系统和自动灭火管理操作系统。通过相关防火系统的建设,形成效的机械通风管理机制,进一步促进手动操作、综合自动管理和远程自动控制管理的实现。二是设置自然通风工作系统,既能保证通风质量,又能使人员灵活进出,实现维修工作。在具体工作中,应在维修口、卸料口和人员主要出入口设置专用通风控制操作系统和防火设备。在工作过程中,应在卸料口、维修口和人员进出的主要位置安装摄像机、进出控制指示装置和报警管理装置。对于每个分区,应设置一个集水坑。在集水坑位置设置专用水位在线监测装置系统,设计出水泵自动排水工作装置。


3 设置技术方案

3.1方案内容

     智能管廊监控和报警控制的建设是为了满足现代工作管理的要求,这本身也是一个相对较强的综合控制工作系统。由于技术管理体系之间的差异,这些系统使用的管理标准也存在明显的差异,导致相互兼容性低。在这种情况下,不仅要满足环境本身和社会监控、通信控制和信息管理的实际工作需求,还要考虑灾害事故预警管理和图像监控安全防范管理的工作需求,同时,要充分考虑报警管理、门禁管理等相关配套设施系统的集成控制和广播系统环境之间的联动操作。因此,这些系统之间的互动必然会导致系统异构,使信息岛问题逐渐明显。为了实现信息岛的优化,解决这些问题,复杂异构下的监控报警系统需要有效处理不同厂家和产品形式结构的兼容性,同时与多个系统结构形成相互集成模式,考虑到平台信息网络接入和信息资源开发模式,同时建立大型互联网通信机制,形成全面的互联网用户工作模式,做好信息交流和信息交互。通过智能管廊监控与报警控制一体化平台系统的建设,实现了控制一体化技术与新兴沟通管理机制的融合。该技术措施有效应对了各种产品形式下产生的系统信息兼容性问题,成为后期智能管廊监控与报警控制系统发展建设的主要方向。结合综合管廊产业发展的实际情况和现代新昌综合管理控制应用的具体需求,进一步综合信息管理和智能发展模式,以物联网、智能城市等技术发展模式为核心,结合各行业的发展需求和平台建设管理经验,提出了该方案。

3.2设计原则

     结合智能管廊监控与报警控制一体化系统的特点,在设计过程中应遵循四个方面的设计规划原则。一是可靠性工作原则。在系统操作过程中,管廊本身的数据采集、综合、传输过程应可靠合理。感知数据是整个管廊操作应用的基础,可靠的数据传输和综合是保证管廊功能效运行的基础[2]。二是可扩展性设计原则。在现有的工作机制下,系统可以实现动态的工作调整,为不同的网络实践应用提供一定的创新,包括优化网络拓扑结构、升级服务管理内容等。网络的灵活优化是为了更好地满足管廊在不同发展阶段的接入,保留设计的基本空间和标准化的接入形式。服务工作的主要内容是满足不同服务人员的实际需求,为以后的远程控制管理提供一定的发展空间。三是满足兼容性和开放性的工作原则。在系统软件工作和硬件设施的长期运行过程中,往往会有一定的损坏。因此,在构建系统的同时,也要保证整个系统结构的兼容性和可维护性。四是安全原则。监控管理是构建整个智能管廊监控与报警控制一体化系统的基础,尤其需要维护信息。在具体设计过程中,更好地全面分析,形成系统的设计模式。

3.3系统构建

     智能管廊监控与报警控制一体化系统本身就是一个深度集成的自动化工作平台,其工作涵盖了多种系统结构形式。智能管廊监控报警控制系统通过整合互联网管廊内的综合系统建设,为运营管理工作打造了统一全面的监控管理平台,涵盖了管理层、网络传输层和现场控制层。主要目的是确保各级管理工作的全面推进和实施。现场数据处理智能单元的主要任务内容包括系统初始化、总线数据采集、总线数据分析、实际位置读取信息获取、实时信息读取、数据集成分析、数据发送等任务内容,总线协议往往需要遵循多主发送机制,参数发送周期之间存在明显差异,使当前基于时间的发送周期实现毫秒参数构建,因此,基于时间的现场数据收集信息系统难以有效地满足当前现场数据收集系统的基本要求,并使用基于事件的嵌入式信息收集技术手段[3-5]。目前阶段使用的面向对象的编程技术手段是级语言中经常使用和操作的技术手段,DSP作为当前现场信息处理的信息收集系统通过基本输入输出装置实现实时核心共享,分析各种功能模块结构作为IE不同的任务线程,在现有工作的基础上中断低优先线程结构,从而有效地实现不同线程结构模式之间的相互交互。当系统启动时,相关数据设备开始实现自动配置,首先实现初始配置管理,然后进入不同的函数机制完成系统定期周期规划,然后通过电子邮件基本配置管理、数据接受、缓冲区配置管理等,实现CPU工作控制管理交互,然后有效执行各种任务线程。


4 综合监控和报警系统信息技术的应用

     城市地下综合管廊的监控报警系统是一种度自动化的管理控制系统。由于各系统所需的技术不统一,所需的标准也不同,存在不兼容等问题。不仅要考虑环境和设备监控、通信和信息管理的要求,还要对地下管道实时监控的可靠性和报警与控制系统的有机结合提出更的要求。因此,在综合管廊监控报警系统互联的过程中,为了解决当前信息岛的状态,有必要考虑访问网络信息资源及其开发模式平台。从大多数网民的角度设计,了解互联网和共享的原则,解决制造商和产品之间的兼容性和多地址访问系统的集成问题。

4.1整体架构和方案

     整个管道工程以完整的管道运行管理为主,是负责设备和基础设施运行安全的特殊场所。综合管道监控报警系统大致分为四个层次:应用层(包) 包括综合管廊及其结构监控系统、安全隐患预防系统、环境监控系统及设备、综合监控平台及系统、通信监控系统、入侵监控系统、火灾报警系统、监控系统之间的有效链接),业务逻辑层(确认报警产品的生成、生成通知、数据传输、数据分析统计、数据存储和生成)、数据访问层(数据访问、数据传输、数据存储、数据库操作)、设备层(对应各子系统的具体设备)%系统整体结构见表1、图1。

表1综合管廊监控运营一体化平台整体架构
图一 综合管廊环境与设备监控系统
图一 综合管廊环境与设备监控系统
4.2综合监控运营一体化平台
     综合公共隧道平台的运行监测是公共隧道监控系统、环境设备监测系统、安全系统、通信系统、火灾自动报警系统结合检测系统和监控平台的信 息连接控制,实现公共隧道内部设备的远程管理和 控制,平台集成设备覆盖自动化和智能的各个领 域,无连接地通过各种结构多元系统合并实现数据共享。通过监视平台实现实时监控、自动报警、信息传输等功能。管道分布标识是以GIS/BIM的显示和 管理为基础,是管道隧道的设备、安装、岀口位置和 管道内的辅助结构。BIM技术适用于公共工程隧道 的设计、施工运营的全过程,通过建立管道与附属 设备管理系统,实现数量、类型信息管理,实现隧道 管道设备的所有权;施工单位通过管理企业明确各方责任,提经济管理效率。本平台主要通过以下三方面进行管理:安全管理:消除用户身份和权限管理的重复麻烦,促进用户身份和权限管理的制度化、标准化,简化不同系统的重复登录;数据管理: 统一储存各种结构化、非结构化数据,完成数据提取,支持其他应用;运营管理:确保管道安全运行,减少人员检查次数,进行有目的的检查和管理。通过收集分析,可以提前预测和维护现场设备和管道的运行状态,迅速更换,避免发生严重事故。综合监控运行模式如图2所示。
图2综合监控运营一体化模式图
4.3设备联动与报警
走廊发生紧急情况时,走廊内设备应及时响应,确保走廊内管道活动的安全。发生火灾时,应进行消防连接,探测器发送检测信号,将报警装置与视频系统连接;连接有害气体/空气的排气系统:每个防火区设置可燃气体/空气系统,主要用于有害气体防护。当检测到可燃气体时,监控平台通过多功能基站发岀指示。当温度达到火灾强制灭火要求时,监控平台可通过多功能基站和非消防链路传输系统发送命令,确认火灾检测信息后,监测平台启动传输转换模块,传输火灾信息,特别是发送火灾确认区域及邻近区域;电话连接系统:监控平台可启动专用模块与任何基站通信,所有基站或现场电话均可通过监控平台确认,如与主机录制通话。设备运行如图3所示。
图3 设备运行图
4.4智慧运维
在传感器的广泛应用和快速发展,以及现代物联网信息技术的广泛应用过程中,综合性工业管廊正在逐步深入实现自动化工程智慧运维。当一个设 备需要进行自动巡检时,无需手动进行查看,可以通过系统自动检测每个设备的所在位置,及时做好设备库存、岀入库的自动管理,设备转置自动进行注册。基于RFID的运维物联网管理技术,可以直接自动进行标准精度的实时管理,形成了一个完整的运维设备管理数据库,记录了设备的近期故障发生次数、更换时间、使用寿命频率、使用寿命期限等,对不同使用类型设备的故障,历史数据情况进行跟踪分析和统计归纳,系统会自动提前向用户手机发岀相关设备使用寿命即将到期的相关设备更换情况提示,设备的使用质量状况进行跟踪筛查。目前随着智能巡检技术的广泛应用和快速发展,传统的人工式巡检几乎己经由基于AI的移动式管廊巡检管理方法代替了,常见的移动式管廊巡检多是作为一个后台搭载多种移动传感检测装置的机器人式巡检,可同时实现管廊后台的远程监控和管廊运维流程管理服务平台之间的多种无缝互动接轨,准确、客观地反映了其在管廊内各个系统的日常运行管理情况,7x24 h连续自动执行巡检,低电量自动进行充电,避免了管廊巡检工作人员在恶劣的工作环境中会遭遇的风险,同时它的自动化学习巡检功能也有效解决了其在管廊内部的巡检线路及传感装置之间的执行巡检管理服务上的差异化,对管廊内部进行更智慧化的公共交通管理运维。智慧运维流程如图4所示,系统运行界面如图5所示。
       图5系统运行界面图

 

5 AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台
5.1平台概述
     AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监测于一体,为建立可靠、安全、效的综合管廊管理体系提供数据支持,从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计,解决了综合管廊在管理过程中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题,大大提了系统运行的可靠性和可管理性,提升了管廊基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。
5.2平台组成
     安科瑞城市地下综合管廊能效管理系统是一个深度集成的自动化平台,它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所环境监控系统、智能马达监控系统、电气火灾监控系统、消防设备电源系统、防火门监控系统、智能照明系统、消防应急照明和疏散指示系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据,通过一个平台即可全局、整体的对管廊用电和用电安全进行进行集中监控、统一管理、统一调度,同时满足管廊用电可靠、安全、稳定、效、有序的要求。
5.3平台拓扑
5.4平台子系统
5.4.1电力监控
     电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所,对变电所压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控,对0.4kV出线配置多功能计量仪表,用于测控出线回路电气参数和用能情况,可实时监控低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS,包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。
5.4.2环境监测
     环境监测包括温湿度、烟感温感、积水浸水、可燃气体浓度、门禁、视频、空调、消防数据的采集、展示和预警,同时也可接入管廊舱室内的水泵和通风排烟风机等设备集成的第三方系统完成管廊环境综合监控。

 

 

5.4.3电气安全
     AcrelEMS-UT能效管理系统针对配电系统的电气安全隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器,消防设备电源传感器、防火门状态传感器,接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示,并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视,发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。
5.5相关平台部署硬件选型清单
5.5.1电力监控及配电室环境监控系统

  

5.5.2电气火灾监控系统

 

5.5.3消防设备电源监控系统

 

5.5.4防火门监控系统

 

5.5.5消防应急照明和疏散指示系统
6 结语
     综合管道廊道的信息化建设是综合管道廊道 安全运行和应急处置的保证,是综合管道廊道管理和运行的有效手段,会使整体经济效益显著提。为了综合管道廊道的安全运行,本文在总结以往工程实践经验的基础上,提岀建立管道廊道综合监控平台,通过信息技术实现设备与响应的联动。实现对管道廊道的实时监测,实现对管道廊道的安全和自身状态的智能检测。系统已在多个项目中运行, 为先进的信息生命周期管理提供了强有力的技术支持。该系统在某实验室进行了实验分析,实验结果表明,该系统能实时监测综合管廊,发生火灾可自动报警,可应用于火灾自动报警程序中。

 

参考文献
【1】廖荣健.智慧管廊监控与报警管控一体化系统解决方案
【2】汪志云.国内综合管廊建设中存在的问题及解决思路[J].
【3】安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05