關(guān)于綜合管廊智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：城市管廊智慧管理內(nèi)涵是通過互聯(lián)網(wǎng)，把植入管網(wǎng)設(shè)施的智能傳感器連接起來形成物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)物理管網(wǎng)的感知。闡述了當(dāng)今綜合管廊智能化管理的研究現(xiàn)狀，并結(jié)合福州市洪灣路綜合管廊提升改造工程，介紹了綜合管廊智能控制平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)分層和子系統(tǒng)構(gòu)成，可為類似綜合管廊項(xiàng)目提供參考。

關(guān)鍵詞：綜合管廊， 智能化系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)

0 引言

為滿足如今信息化、智能化社會(huì)的需要，城市綜合管廊的規(guī)劃、建設(shè)、管理和維護(hù)離不開智能化技術(shù)手段。智能化運(yùn)用于綜合管廊，即是把計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和BIM-GIS技術(shù)、自控技術(shù)等融合在綜合管廊的前期規(guī)劃、中期建設(shè)和后期管理上，對(duì)管廊內(nèi)部情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障報(bào)警、統(tǒng)計(jì)分析。本文詳細(xì)介紹了智能化管理平臺(tái)搭建過程的網(wǎng)絡(luò)分層$系統(tǒng)劃分及系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)工作等。

1 設(shè)計(jì)思路

智能化控制平臺(tái)的搭建主要從后期的運(yùn)行和日常管理角度出發(fā)，利用智能化手段對(duì)廊內(nèi)供電、照明、通風(fēng)、安防、通信和能源檢測(cè)等進(jìn)行統(tǒng)管理，主要目的是為了在節(jié)約人力、物力的基礎(chǔ)上做到管廊的運(yùn)行。

本文設(shè)計(jì)結(jié)合工程實(shí)例，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為兩個(gè)平臺(tái)，運(yùn)用典型的分布式控制（DCS）系統(tǒng)，做到集中管理、分散控制，即管理平臺(tái)統(tǒng)化、控制設(shè)備離散化。整個(gè)系統(tǒng)分為6個(gè)子系統(tǒng)，分別為供電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)相互聯(lián)動(dòng)，共同保障管廊內(nèi)正常工作。

2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)框架

2.1系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

系統(tǒng)采用分布式構(gòu)架，支持分級(jí)管理、支持多管理，便于項(xiàng)目的多階段、長期建設(shè)、系統(tǒng)的長期運(yùn)維。且采用通信與應(yīng)用分離的框架，支持應(yīng)用服務(wù)集群和無線客戶端及服務(wù)器 接入。

系統(tǒng)在整體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)上，更為穩(wěn)定的相互冗余星型網(wǎng)絡(luò)連接上層總體監(jiān)控層和下層分區(qū)控制層，總體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖1 所示.層監(jiān)控層由2 條網(wǎng)絡(luò)線連接設(shè)備，保證其工作穩(wěn)定性，配置多組視頻工作站和監(jiān)控站，用以對(duì)分區(qū)傳輸?shù)脑O(shè)備數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行管理以及相關(guān)人員調(diào)度工作。上、下層間由核心交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。下層同樣使用2條網(wǎng)絡(luò)線連接設(shè)備，互為備用，主要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞，各個(gè)分區(qū)控制站與主站都采用1000Mbps以太網(wǎng)絡(luò)。在管控過程中，主站先級(jí)大于分區(qū)控制站，主站對(duì)分區(qū)人員調(diào)度和權(quán)限設(shè)置有管控作用，也能隨時(shí)對(duì)某分區(qū)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理。

3 智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)集成，可通過軟件對(duì)集成平臺(tái)進(jìn)行人機(jī)界面$操作指令的設(shè)計(jì)， 本文設(shè)計(jì)的綜合管廊集成平臺(tái)主要由供電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、$通信系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)組成。

3.1工程概況

福州市洪灣路(浦上大道東嶺路段)提升政造工程(第標(biāo)段)總長為1550m，標(biāo)段管廊 分9個(gè)分區(qū)。1-8分區(qū)為單艙綜合倉，第9分區(qū)為電力倉、綜合倉，管廊收納電力（10kV和110kV）、通信、給水、雨水、預(yù)留中水。本文介紹了以這9個(gè)分區(qū)為基礎(chǔ)的整個(gè)管廊管理平臺(tái)的搭建過程。

3.2供電系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)的主要用電設(shè)備為管內(nèi)的照明設(shè)備、排風(fēng)和排煙設(shè)備以及排水泵等，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)BG50838-2015《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》的要求，監(jiān)控設(shè)備、應(yīng)急照明、消防設(shè)備、燃?xì)鈧}事故風(fēng)機(jī)等為二級(jí)負(fù)荷，其余為三級(jí)負(fù)荷。

 為了保證整個(gè)管廊不斷電#選用由兩條主從回路供電的冗余式供電系統(tǒng)和個(gè)備用的發(fā)電機(jī)組成的雙回路供電方式，由個(gè)大容量自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制輸電回路，本文采用雙路電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)ATS。

3.3 消防系統(tǒng)

城市綜合管廊內(nèi)部鋪設(shè)有民用燃?xì)夤艿篮痛罅康墓╇娸斔屠|線，這些都是可能造成火災(zāi)的隱患。系統(tǒng)配置了套火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)檢測(cè)到火災(zāi)發(fā)生，第時(shí)間發(fā)出警告信號(hào)，此區(qū)域的火災(zāi)控制器將會(huì)發(fā)出指令，使其他幾個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)工作，共同完成對(duì)火災(zāi)的消防工作。

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)邏輯圖

系統(tǒng)采用超細(xì)干粉滅火裝置，當(dāng)區(qū)域火災(zāi)控制器發(fā)出指令，排風(fēng)扇自動(dòng)關(guān)閉，防止火勢(shì)蔓延，門禁開啟和應(yīng)急照明燈自動(dòng)開啟，幫助人員疏散，超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置第時(shí)間開啟，完成滅火工作。若區(qū)域火災(zāi)控制器出現(xiàn)指令延誤情況，操作員則需要第時(shí)間手動(dòng)開啟滅火裝置。

3.4 智能照明系統(tǒng)

城市綜合管廊中，管廊內(nèi)管線具有種類較多、集成化程度高、覆蓋區(qū)域廣等特點(diǎn)，管廊長度較長，通信線路敷設(shè)難度大，施工成本較高。為解決此問題，對(duì)智能照明系統(tǒng)進(jìn)行分段、分布式控制，通過總線與控制系統(tǒng)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)處理。

3.5通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)的作用是保證管廊內(nèi)、外部之間的聯(lián)系，用以及時(shí)調(diào)度工作人員進(jìn)行相關(guān)操作。 系統(tǒng)弱電控制室電話按直通外線考慮，信號(hào)引用公用話網(wǎng)，并于設(shè)備房內(nèi)設(shè)置電話端口，在管廊分區(qū)出/入口設(shè)置IP電hua,管廊內(nèi)的IP電hua利用監(jiān)控系統(tǒng)與弱電控制室通信。

4 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

子系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)能夠更高效地保證整個(gè)管廊的運(yùn)行。聯(lián)動(dòng)主要有兩種情況：種為人員流動(dòng)引起的聯(lián)動(dòng)；另種為發(fā)生火災(zāi)引起的聯(lián)動(dòng)。

人員流動(dòng)引起的聯(lián)動(dòng)：工作人員進(jìn)出時(shí)，引起的照明系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)工作；人員入侵時(shí)，引起的人員入侵報(bào)警、照明系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信息管理等的工作。

發(fā)生火災(zāi)引起的聯(lián)動(dòng)：發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)第時(shí)間發(fā)出報(bào)警信號(hào)，之后照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等陸續(xù)開始工作。通過上述幾大系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，保障廊內(nèi)人員撤離。

5 安科瑞綜合管廊電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)及消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)選型

5.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)（管廊地下部分）

產(chǎn)品選型

注：地下管廊使用的動(dòng)力箱/柜符合管廊相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，防護(hù)等級(jí)達(dá)IP65

5.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)（管廊地下部分）

產(chǎn)品選型

6 結(jié)束語

隨著城市的不斷發(fā)展#未來綜合管廊的智能化成為城市發(fā)展的新趨勢(shì)。本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了智慧管廊的系統(tǒng)框架、系統(tǒng)分層、功能劃分以及子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)作用，將智能化思想運(yùn)用于城市綜合管廊的建設(shè)當(dāng)中。

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作者簡介：劉細(xì)鳳，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司