淺談智能化的城市地下綜合管廊安全防控平臺研究

更新時間：2023-05-12 點擊次數(shù)：1038

張心志

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：隨著城市地下管廊不斷建設(shè),管廊運維的安全防控問題日益凸顯，城市地下綜合管廊安全信息和運營狀況眾多,給安全防控平臺提出了更高要求。文中以廣西南寧地下綜合管廊安全防控平臺研究項目為例，從智能化角度,詳述了地下綜合管廊安全防控平臺設(shè)運營機(jī)制、分類與接口設(shè)，展現(xiàn)了管廊安全防控的功能，為今后其他城市地下綜合管廊的科學(xué)管理提供了參考。

關(guān)鍵詞：綜合管廊;安全防控;智能化;平臺設(shè)計

0引言

地下綜合管廊是指在城市地下用于集中鋪設(shè)電力線、通訊電線、給排水管道、供熱管道、燃?xì)夤艿赖仁姓芫€的綜合隧道[]。自2013年以來國務(wù)院陸續(xù)發(fā)布綜合管廊建設(shè)政策,并指導(dǎo)了全國管廊建設(shè)試點工作I2]隨著國內(nèi)地下綜合管廊不斷建成管廊運營時其內(nèi)部便營造出一處復(fù)雜的、潛在的災(zāi)害環(huán)境,如可能出現(xiàn)火災(zāi)、水災(zāi)、有毒氣體泄漏、設(shè)施故障等災(zāi)害[3,4)因此,安全防控是綜合管廊規(guī)劃建設(shè)和城市今后發(fā)展中巫待解決的問題,如何有效對管廊進(jìn)行監(jiān)測、管控運營的要求越來越緊迫,對綜合管廊安全防控平臺提出了高要求。文中以廣西南寧地下綜合管廊安全防控智能化平臺研制項目為例，通過規(guī)整管廊安防平臺運營機(jī)制,從智能化角度對平臺的設(shè)計與開發(fā)進(jìn)行了研究。

1平臺總體設(shè)計

1.1軟硬件配置及框架

軟件與服務(wù)器配置:操作系統(tǒng)(Windows和CentosLinux),操作環(huán)境(艾派克公司提供的Jsp環(huán)境)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(甲骨文公司的Oracle11g)硬件配置:中央處理器(Intercorei5-4590)、顯卡(NVIDIAGT960)?？蚣?基于JavaEE的開發(fā)。

1.2平臺運營機(jī)制

根據(jù)平臺框架設(shè)計，整個運營流程分?jǐn)?shù)據(jù)運行、邏輯處理與客戶端應(yīng)用3個階段。

數(shù)據(jù)運行:針對數(shù)據(jù)庫儲存的管廊數(shù)據(jù)(格式為表單)進(jìn)行訪問、增改等操作,實現(xiàn)平臺對安全防控信息的正常運行。

邏輯處理:針對平臺功能進(jìn)行關(guān)系分析和處理中央處理器對相關(guān)運行的管廊數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用,并對客戶端發(fā)來需求指令進(jìn)行邏輯處理,處理后將結(jié)果反饋至客戶端,實現(xiàn)安全防控信息連接。

客戶端應(yīng)用:根據(jù)安全防控管理需求,用戶對平臺發(fā)出操作指令,平臺內(nèi)進(jìn)行邏輯處理后將管廊安防措施反饋至客戶端設(shè)備,實現(xiàn)用戶-平臺-管廊的鏈?zhǔn)浇换ス芾?平臺各個子系統(tǒng)利用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議與各類監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備及傳感器對接并以此進(jìn)行線上操控,對管廊內(nèi)設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控并危險監(jiān)測,實時獲取設(shè)備運行狀態(tài).形成安防智能化管理.如圖1所示。

圖1綜合管廊安全防控平臺運營機(jī)制

1.3系統(tǒng)組成設(shè)計

(1)消防管理系統(tǒng)。消防系統(tǒng)通過現(xiàn)場感應(yīng)器采集廊內(nèi)消防設(shè)施信息,對廊內(nèi)消防情況進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)實時調(diào)取各消防監(jiān)測子系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)，將火災(zāi)報警位置、電氣報警位置、防火門報警位置等數(shù)據(jù)布置在三維模型中,使維護(hù)人員一目了然:管廊內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)時.三維模型快速定位,將數(shù)據(jù)反饋到區(qū)級和市級控制中心,并可聯(lián)動關(guān)閉防火門.啟動自動滅火系統(tǒng)。

(2)巡防監(jiān)控系統(tǒng)。巡防監(jiān)控系統(tǒng)通過將視頻監(jiān)控信息、人員定位信息機(jī)器人信息等數(shù)據(jù)布置在平臺可視化三維模型中,網(wǎng)上連接對應(yīng)設(shè)備及其軟件,對廊內(nèi)實時畫面、入侵報警、人員定位、電子巡更、機(jī)器人巡檢進(jìn)行實時監(jiān)測。

(3)設(shè)備環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。設(shè)備環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對廊內(nèi)設(shè)備環(huán)境沉降位移等信息進(jìn)行實時監(jiān)測，并可以對設(shè)備報警歷史進(jìn)行查看,實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測燃?xì)獗O(jiān)測、沉降位移監(jiān)測等功能,實時將數(shù)據(jù)反饋到區(qū)級利市級控制中心。

2接口類型與接口設(shè)計

2.1接口分型

(1)頁面接口。平臺川戶接口分為PC瀏覽器PAD端APP(iOS)手機(jī)端APP(Android,iOS)數(shù)據(jù)錄入使用isp表單,文件導(dǎo)出和導(dǎo)入使用上傳和下載的方式進(jìn)行。圖形可通過客戶端控件狀入頁面進(jìn)行智能化顯示和更新。pp窗體應(yīng)用AJAX技術(shù)確保用戶良好的使用體驗。

(2)外部接口。系統(tǒng)的外部接口主要是文檔接口,使用一個良好定義的數(shù)據(jù)交換格式文件,可方便清晰的理解及掌提各模塊功佳及實現(xiàn)。

(3)內(nèi)部接口DALMODEL.Bussiness.Frnetcork.UI.DE層政編譯為一個應(yīng)用,托管于艾派克公司。數(shù)據(jù)錄人使用jp表單,文件導(dǎo)出和導(dǎo)人使用上傳利下載的方式進(jìn)行。圖形可通過客戶端控件戰(zhàn)人頁通過測覽器應(yīng)用運行。

2.2接口類型

管廊接口分監(jiān)控系統(tǒng)接口,消防系統(tǒng)接口.巡檢系統(tǒng)接口，通過開發(fā)接口將環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)與地下綜合管廊安全防控平臺進(jìn)行連接，以便平臺對廊內(nèi)環(huán)境與設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。開發(fā)的接口類型內(nèi)容見表1。對接方案,如圖2所示。

圖2接口對接方案

3綜合管廊安全防控功能實現(xiàn)

通過各類設(shè)備與傳感器監(jiān)測管廊內(nèi)部，對管廊進(jìn)行實時監(jiān)控并記錄報警歷史、故障歷史,獲取設(shè)備運行狀態(tài)和顯示數(shù)據(jù)，方便管理者隨時香看管廊運營狀態(tài)和設(shè)備資產(chǎn)信息,實現(xiàn)地下綜合管廊安全防控平臺的多功能化智能化如圖3所示。

圖3地下綜合管廊安全防控聯(lián)動過程

地下綜合管廊安全防控平臺實時調(diào)取各子系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)監(jiān)測,并將報警位置與數(shù)布置在平臺的管廊BIM模型中使管理和維護(hù)人員一目了然!;管廊內(nèi)出現(xiàn)異常情況時將數(shù)據(jù)反饋到區(qū)級和市級控制中心.異常情況發(fā)生后可聯(lián)動安全防護(hù)設(shè)備,啟動相關(guān)智能化操作.如監(jiān)測到管廊出現(xiàn)火災(zāi)后，安防平臺與控制中心進(jìn)行一系列聯(lián)動措施，滅火系統(tǒng)自動開啟,直至火災(zāi)被消滅,如圖4所示。

圖4火災(zāi)報警系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測

4AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

4.1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。

4.2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。

4.3平臺拓?fù)?/div>

4.4平臺子系統(tǒng)

4.4.1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。

4.4.2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。

4.4.3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。

4.5相關(guān)平臺部署硬件選型清單

4.5.1電力監(jiān)控及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

5結(jié)語

地下管廊安全防控平臺通過總體設(shè)計、類與接口設(shè)計,搭建起管廊-平臺-用戶的鏈?zhǔn)焦芾砟Ｊ?。同時，平臺通過收集管廊各監(jiān)測子系統(tǒng)的日常安全信息,與控制中心進(jìn)行了一系列的聯(lián)動措施,實現(xiàn)了綜合管廊智能化的安全防控。平臺的智能化、安全防控科學(xué)管理體現(xiàn)以下幾個方面:

(1)整個平臺采用流程化和接口式的設(shè)計,高度利用了BIM技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能設(shè)備,有利于系統(tǒng)研發(fā)和運營的便捷化工程化智能化。

(2)平臺運營機(jī)制符合工程日常管理流程,各階段分工明確,架構(gòu)設(shè)計易于開發(fā),便于后期運維階段的管廊管理。

(3)平臺各子系統(tǒng)接口豐富,功能拓展性強，只需根據(jù)所需要增加的功能直接添加接口即可,能及時滿足管廊安全管控需求

(4)管廊各監(jiān)測系統(tǒng)與安防平臺實時聯(lián)動,安防平臺日常收集分析管廊安全信息,信息綁定于BIM模型以便用戶查閱,并及時將管廊異常情況傳至市區(qū)級控制中心,控制中心做出應(yīng)急決策并發(fā)出信號,反饋信號傳達(dá)至管廊自動化設(shè)備，實施阻斷危險措施,高效地實現(xiàn)了綜合管廊的安全防控。

參考文獻(xiàn)

【1】朱雪花,劉保東. 面向智能化的地下綜合管廊安全防控平臺研究

【2】張東霞，潘峰.城市綜合管廊綜合監(jiān)控平臺功能設(shè)計[J]

【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：張心志，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司