城市地下综合管廊智能互联运营监控系统建设研究

时间：2023-04-25作者：安科瑞电气股份有限公司浏览：38

杨翠
安科瑞电气股份有限公司  上海嘉定  201801




 

 

   摘要:分析地下综合管廊智能互联运营监控系统的需求，构建智能互联监控系统架构，包括环境与设备监控系统、安全监控系统、通信系统和智慧管廊综合监控平台四个子系统，为综合管廊智能化管理提供参考。

   关键词：地下综合管廊 智能互联 运营监控系统 BIM 物联网

1、引言

   近年来，地下综合管廊已成为建设现代化“绿色城市”、“智慧城市”的重要环节。在综合管廊运营过程中，由于管廊位于地下呈封闭性，不确定因素较多，受工程地质和水文条件影响较大，且内部管线种类多、密度较高、口部设计复杂、维修费用高等，传统的人工运营管理常出现安全隐患多、检修不及时等问题，因此借助BIM、物联网等信息化技术构建城市地下综合管廊智能互联运营监控系统，对实现管廊运营安全智能预警，及时排除运营风险，提升运营管理效率意义重大。目前将BIM、物联网、机器人等技术应用到管廊运维阶段的研究已较多，但管廊整体的智能互联运营体系架构还不完善。如何将管理与环境、设备、产品等通过互联网数据互联，使彼此能够互相感知，实现智能化运营管理体系已十分迫切。所以构建管廊智能互联运营管理体系架构，对实现管廊智能化运营管理有着重要促进作用。

2、城市地下综合管廊运营监控系统的需求分析

   为实现综合管廊运营过程中的信息互通与安全监控预警，需分析综合管廊建设安全监控系统的需求。

（1）服务对象。根据管廊运营单位管理需求，建立智能监控系统，实现状态监控、事故预防与控制优化等。

（2）功能要求。综合管廊智能互联监控系统应以信息系统为核心，通过传感器采集管廊运营数据，并通过互联网的运程操作、计算及通信等，将数字化信息与管廊环境、设备、安全等运营实体关联，实现传感器、智能控制面板、通信系统和终端接收系统的互联互通，达到管廊自我感知、自我诊断、自我控制及自我优化的智能化运营管理体系，更好地服务于运营单位。

（3）数据需求。为确保监控状态的及时、准确、有效，须在廊体内部安装不同功能的传感器进行数据的收集，并能及时传送到监控系统进行分析、预警，从而实现动态智能监测。数据主要包括基础数据和监控数据，前者为管廊内部的结构、设备、管线等基础数据，后者为廊体内设置的各传感器所监测、采集、分析的数据。

（4）非功能性需求。在管廊运营阶段，系统在信息搜集、分析、处理，安全隐患排查及风险预警执行过程中，硬件和软件应保证在运行过程中抵抗异常情况的干扰及保证系统正常工作的可靠性能力。为此，系统应具有可扩展性和二次开发性，保证先进性和持续性，以及良好的接口以保证系统数据不丢失从而维持正常的运作。此外，系统中信息编码、、信息通信要具备一致性，设计规范应完整、标准，保输出成果能与其他系统相兼容或不同数据格式的转换，实现系统间的数据共享。

3、地下综合管廊智能互联监控系统架构设计

   智慧管廊智能互联监控系统采用分层设计、统一架构、标准协议、协同管理的整体技术构架。系统包括：

（1）感知层：通过传感器采集整个管廊气体、温湿度、水位、电力、通信数据，实现对整个管廊运行状态的感知，通过风机、水泵、配电、照明、消防实现整个管廊的安全运行。

（2）接入层：提供统一的设备接入服务，提供多种通信终端产品及接入方案，采用统一的数据采集及控制接口模型，支持各种工业通信协议，可实现对各类环境传感器和通风、配电、燃气及排水设备的快速接入。

（3）传输层：采用有线及无线通信网络，分布式消息中间件，实现的双向数据交互，确保各类感知数据的实时采集以及远程控制命令实时到达和执行，并能连接大数据服务平台。

（4）数据层：由消息中间件、数据缓存服务、数据分析服务、实时数据流服务、NoSQL数据库平台，依托数据库集群、云计算及大数据技术，构建智慧管廊大数据处理系统。提供从终端到头端、从设备到业务、从数据到运营决策的全业务、全数据、全覆盖的整体解决方案。

（5）展示层：依托GIS、GPS、BIM技术、三维展示技术、虚拟显示技术以及移动互联网技术为智慧管廊运营单位提供全面的应用服务，实现环境及设备监控、安全防范管理、运行维护管理以及数据统计及效能分析。

4、地下综合管廊运营监控系统功能架构

   依据设计原则，通过调研管理现状，了解亟待解决的问题，提出综合管廊智慧运维监管系统应包含四个子系统：环境与设备监控系统、安全监控系统、通信系统以及智慧管廊综合监控平台。该系统要实现的功能模块，如图1所示。










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