摘要：為解決設備監(jiān)控、通信、報警等功能系統(tǒng)兼容性差、人廊單位交叉作業(yè)安全風險高、運維管理復雜等問題，設計了智能公用隧道監(jiān)控管理系統(tǒng)，從整體設計、硬件系統(tǒng)設計、軟件平臺設計三個方面詳細介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。該系統(tǒng)實現(xiàn)了公用隧道的環(huán)境和設備監(jiān)控、安全防范通信和定位、運維管理等功能。它具有集成化和精細化管理的優(yōu)點，滿足了公用隧道運維管理的安全性、便利性和智能化要求。

關鍵字：公用隧道；智能監(jiān)控系統(tǒng)；硬件系統(tǒng)；軟件平臺

引言

目前，雖然我國有三項國家標準闡述了公用隧道監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成、具體功能和性能指標，但對其智能管理沒有具體規(guī)定。在滿足上述國家標準的基礎上，筆者設計的公用隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)綜合應用了BIM、GIS、通過對管廊內(nèi)環(huán)境和設備狀態(tài)的主動感知、異常問題的動態(tài)處理和運行情況的智能分析，大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)實現(xiàn)了綜合管廊的智能化管理。

一整個系統(tǒng)設計

1系統(tǒng)組成

公用隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)由中央層、控制層、設備層三級組成。其中，中心層設置在監(jiān)控中心，硬件包括監(jiān)控系統(tǒng)機柜、安全系統(tǒng)機柜、通信系統(tǒng)機柜、數(shù)據(jù)管理機柜、UPS機柜、各類工作站、監(jiān)控大屏幕等。由統(tǒng)一管理平臺軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、工業(yè)控制系統(tǒng)軟件、通信系統(tǒng)軟件、BIM軟件、手持終端APP等各類業(yè)務軟件組成。控制層為設置在管廊現(xiàn)場各防火分區(qū)設備之間的區(qū)域控制單元。(ACU),機柜內(nèi)的主要設備有交換機，PLC、UPS、NVR、中間繼電器、斷路器等.)該設備層是安裝在管廊內(nèi)的各種類型的傳感器和前端設備，包括氣體傳感器（〇2、H2S、CH4、溫??度）、液位傳感器，煙霧傳感器，紅外線探測器，攝像機，無線AP、設備控制箱(風機、水泵、照明等)門禁、巡更點等。圖1顯示了系統(tǒng)架構(gòu)。

圖一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2系統(tǒng)的整體功能

管廊監(jiān)控系統(tǒng)可分為環(huán)境和設備狀態(tài)監(jiān)控、安全視頻監(jiān)控、人侵和門禁監(jiān)控、火災自動報警、無線和固定語音通信、電子巡邏、人員定位、機器人自動巡邏等部分。該系統(tǒng)通過統(tǒng)一的管理平臺整合所有功能模塊，具有監(jiān)控、報警管理、數(shù)據(jù)采集和存儲等功能。，并且可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)分析監(jiān)控數(shù)據(jù)的趨勢；同時，它還具有應急預設、走廊管道數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)維護和診斷、基于GIS和BIM技術(shù)的運行和維護管理功能，可以實現(xiàn)位置。

圖2系統(tǒng)功能示意圖

二設計硬件系統(tǒng)

1監(jiān)控中心硬件系統(tǒng)

該系統(tǒng)的中心層設置在監(jiān)控中心，為管道走廊提供設備監(jiān)控、維護和運行維護等配套服務。中央硬件系統(tǒng)需要滿足統(tǒng)一管理平臺軟件和各子系統(tǒng)后臺軟件的運行環(huán)境要求。

2區(qū)域控制單元（ACU)

ACU是集信號采集、地方控制、數(shù)據(jù)交換、遠程聯(lián)網(wǎng)等功能于一體的區(qū)域控制模塊。，以滿足公用隧道內(nèi)多種檢測數(shù)據(jù)的集中控制和傳輸需求。ACU配有PLC控制器，通過數(shù)字輸入/模擬輸入和現(xiàn)場總線采集氣體濃度、溫度、人侵防范、液位等監(jiān)測信息，控制通風機、排水泵、照明、電控井蓋、門禁、光報警器等設備的運行。ACU的網(wǎng)絡通道由安全交換機和監(jiān)控交換機組成，分別連接人攝像機和無線AP。、通過環(huán)網(wǎng)光纖將門禁和PLC控制器上傳到監(jiān)控中心。管轄范圍內(nèi)的ACU機柜和監(jiān)控設備通過各種斷路器和開關連接到機柜內(nèi)的UPS輸出端和UPS外部配電柜。

3前端設備和傳感器

該系統(tǒng)的前端設備層主要由現(xiàn)場儀表和設備箱組成，如環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等，包括：

三軟件平臺設計

1軟件平臺架構(gòu)

綜合管廊健康系統(tǒng)統(tǒng)一管理平臺軟件，應用SOA架構(gòu)開發(fā)，充分整合各業(yè)務系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的業(yè)務接口，利用WebserviceSOAP和REST等傳統(tǒng)三層架構(gòu)構(gòu)構(gòu)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道，實現(xiàn)多層服務模式。通過GIS地圖和BIM建模技術(shù)，軟件實現(xiàn)了監(jiān)控數(shù)據(jù)與位置信息的實時聯(lián)系，以及管廊內(nèi)的3D。同時，系統(tǒng)應用大數(shù)據(jù)技術(shù)實時采集和存儲管廊業(yè)務的相關結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)據(jù)挖掘和運維方式進行管理。平臺架構(gòu)圖如圖3所示

圖3軟件平臺架構(gòu)

四AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平臺

1平臺概述

AcrelEMS-UT公用隧道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)控于一體，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動控制、綜合數(shù)據(jù)服務等方面提供數(shù)據(jù)支持。為建立可靠、安全、高效的公用隧道管理系統(tǒng)，解決了公用隧道管理過程中內(nèi)部干擾性強、用戶多、協(xié)調(diào)復雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性。

2平臺組成

安科瑞城市地下公用隧道能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能電機監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可以通過瀏覽器和手機APP獲取數(shù)據(jù)，集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度管廊用電和用電安全，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

3平臺拓撲

4有關平臺部署硬件選擇清單

電力監(jiān)控和配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

五結(jié)語

綜合管廊智能監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法詳細介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)成和功能。該系統(tǒng)結(jié)合運營商的使用需求，應用B1M、GIS和大數(shù)據(jù)技術(shù)，用戶可以通過統(tǒng)一管理平臺對公用隧道的運行狀況進行統(tǒng)一檢測和管理，使業(yè)務處理更加方便高效，從而實現(xiàn)公用隧道的智能管理。該項目的研究成果已應用于武漢市武九線公用隧道項目和沈陽市中德園公用隧道項目，并取得了良好的使用效果和社會效益。

參考文獻

【1】劉玉昊，王昕煜，李芝宏，趙東波，趙少博.一種城市綜合管廊智能監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

【2】上海工程設計研究總院（集團)有限公司，等.城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范:GB50838-2015[S].

【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05