城市地下綜合管廊智能互聯(lián)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)研究

時(shí)間：2023-04-25作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：45

楊翠
安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801




 

 

   摘要:分析地下綜合管廊智能互聯(lián)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)的需求，構(gòu)建智能互聯(lián)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，包括環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和智慧管廊綜合監(jiān)控平臺(tái)四個(gè)子系統(tǒng)，為綜合管廊智能化管理提供參考。

   關(guān)鍵詞：地下綜合管廊 智能互聯(lián) 運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng) BIM 物聯(lián)網(wǎng)

1、引言

   近年來(lái)，地下綜合管廊已成為建設(shè)現(xiàn)代化“綠色城市”、“智慧城市”的重要環(huán)節(jié)。在綜合管廊運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于管廊位于地下呈封閉性，不確定因素較多，受工程地質(zhì)和水文條件影響較大，且內(nèi)部管線種類多、密度較高、口部設(shè)計(jì)復(fù)雜、維修費(fèi)用高等，傳統(tǒng)的人工運(yùn)營(yíng)管理常出現(xiàn)安全隱患多、檢修不及時(shí)等問(wèn)題，因此借助BIM、物聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)構(gòu)建城市地下綜合管廊智能互聯(lián)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)實(shí)現(xiàn)管廊運(yùn)營(yíng)安全智能預(yù)警，及時(shí)排除運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，提升運(yùn)營(yíng)管理效率意義重大。目前將BIM、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人等技術(shù)應(yīng)用到管廊運(yùn)維階段的研究已較多，但管廊整體的智能互聯(lián)運(yùn)營(yíng)體系架構(gòu)還不完善。如何將管理與環(huán)境、設(shè)備、產(chǎn)品等通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)互聯(lián)，使彼此能夠互相感知，實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)營(yíng)管理體系已十分迫切。所以構(gòu)建管廊智能互聯(lián)運(yùn)營(yíng)管理體系架構(gòu)，對(duì)實(shí)現(xiàn)管廊智能化運(yùn)營(yíng)管理有著重要促進(jìn)作用。

2、城市地下綜合管廊運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)的需求分析

   為實(shí)現(xiàn)綜合管廊運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的信息互通與安全監(jiān)控預(yù)警，需分析綜合管廊建設(shè)安全監(jiān)控系統(tǒng)的需求。

（1）服務(wù)對(duì)象。根據(jù)管廊運(yùn)營(yíng)單位管理需求，建立智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控、事故預(yù)防與控制優(yōu)化等。

（2）功能要求。綜合管廊智能互聯(lián)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)以信息系統(tǒng)為**，通過(guò)傳感器采集管廊運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)程操作、計(jì)算及通信等，將數(shù)字化信息與管廊環(huán)境、設(shè)備、安全等運(yùn)營(yíng)實(shí)體關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)傳感器、智能控制面板、通信系統(tǒng)和終端接收系統(tǒng)的互聯(lián)互通，達(dá)到管廊自我感知、自我診斷、自我控制及自我優(yōu)化的智能化運(yùn)營(yíng)管理體系，較好地服務(wù)于運(yùn)營(yíng)單位。

（3）數(shù)據(jù)需求。為確保監(jiān)控狀態(tài)的及時(shí)、準(zhǔn)確、有效，須在廊體內(nèi)部安裝不同功能的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，并能及時(shí)傳送到監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析、預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)智能監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，前者為管廊內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管線等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，后者為廊體內(nèi)設(shè)置的各傳感器所監(jiān)測(cè)、采集、分析的數(shù)據(jù)。

（4）非功能性需求。在管廊運(yùn)營(yíng)階段，系統(tǒng)在信息搜集、分析、處理，安全隱患排查及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警執(zhí)行過(guò)程中，硬件和軟件應(yīng)保證在運(yùn)行過(guò)程中抵抗異常情況的干擾及保證系統(tǒng)正常工作的可靠性能力。為此，系統(tǒng)應(yīng)具有可擴(kuò)展性和二次開(kāi)發(fā)性，保證**性和持續(xù)性，以及良好的接口以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)不丟失從而維持正常的運(yùn)作。此外，系統(tǒng)中信息編碼、、信息通信要具備一致性，設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)完整、標(biāo)準(zhǔn)，保輸出成果能與其他系統(tǒng)相兼容或不同數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享。

3、地下綜合管廊智能互聯(lián)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

   智慧管廊智能互聯(lián)監(jiān)控系統(tǒng)采用分層設(shè)計(jì)、統(tǒng)一架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、協(xié)同管理的整體技術(shù)構(gòu)架。系統(tǒng)包括：

（1）感知層：通過(guò)傳感器采集整個(gè)管廊氣體、溫濕度、水位、電力、通信數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)管廊運(yùn)行狀態(tài)的感知，通過(guò)風(fēng)機(jī)、水泵、配電、照明、消防實(shí)現(xiàn)整個(gè)管廊的安全運(yùn)行。

（2）接入層：提供統(tǒng)一的設(shè)備接入服務(wù)，提供多種通信終端產(chǎn)品及接入方案，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集及控制接口模型，支持各種工業(yè)通信協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各類環(huán)境傳感器和通風(fēng)、配電、燃?xì)饧芭潘O(shè)備的快速接入。

（3）傳輸層：采用有線及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，分布式消息中間件，實(shí)現(xiàn)的雙向數(shù)據(jù)交互，確保各類感知數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集以及遠(yuǎn)程控制命令實(shí)時(shí)到達(dá)和執(zhí)行，并能連接大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。

（4）數(shù)據(jù)層：由消息中間件、數(shù)據(jù)緩存服務(wù)、數(shù)據(jù)分析服務(wù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流服務(wù)、NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，依托數(shù)據(jù)庫(kù)集群、云計(jì)算及大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建智慧管廊大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。提供從終端到頭端、從設(shè)備到業(yè)務(wù)、從數(shù)據(jù)到運(yùn)營(yíng)決策的全業(yè)務(wù)、全數(shù)據(jù)、全覆蓋的整體解決方案。

（5）展示層：依托GIS、GPS、BIM技術(shù)、三維展示技術(shù)、虛擬顯示技術(shù)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智慧管廊運(yùn)營(yíng)單位提供全面的應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境及設(shè)備監(jiān)控、安全防范管理、運(yùn)行維護(hù)管理以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及效能分析。

4、地下綜合管廊運(yùn)營(yíng)監(jiān)控系統(tǒng)功能架構(gòu)

   依據(jù)設(shè)計(jì)原則，通過(guò)調(diào)研管理現(xiàn)狀，了解亟待解決的問(wèn)題，提出綜合管廊智慧運(yùn)維監(jiān)管系統(tǒng)應(yīng)包含四個(gè)子系統(tǒng)：環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及智慧管廊綜合監(jiān)控平臺(tái)。該系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能模塊，如圖1所示。










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