摘要：為解決設(shè)備監(jiān)控、通信、報(bào)警等功能系統(tǒng)兼容性差、人廊單位交叉作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)高、運(yùn)維管理復(fù)雜等問題，設(shè)計(jì)了智能公用隧道監(jiān)控管理系統(tǒng)，從整體設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)三個(gè)方面詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了公用隧道的環(huán)境和設(shè)備監(jiān)控、安全防范通信和定位、運(yùn)維管理等功能。它具有集成化和精細(xì)化管理的優(yōu)點(diǎn)，滿足了公用隧道運(yùn)維管理的安全性、便利性和智能化要求。

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

引言

目前，雖然我國有三項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)，但對(duì)其智能管理沒有具體規(guī)定。在滿足上述國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，筆者設(shè)計(jì)的公用隧道智能監(jiān)控系統(tǒng)綜合應(yīng)用了BIM、GIS、通過對(duì)管廊內(nèi)環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)的主動(dòng)感知、異常問題的動(dòng)態(tài)處理和運(yùn)行情況的智能分析，大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了綜合管廊的智能化管理。

一整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(shè)備層三級(jí)組成。其中，中心層設(shè)置在監(jiān)控中心，硬件包括監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)柜、安全系統(tǒng)機(jī)柜、通信系統(tǒng)機(jī)柜、數(shù)據(jù)管理機(jī)柜、UPS機(jī)柜、各類工作站、監(jiān)控大屏幕等。由統(tǒng)一管理平臺(tái)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(wù)軟件組成。控制層為設(shè)置在管廊現(xiàn)場各防火分區(qū)設(shè)備之間的區(qū)域控制單元。(ACU),機(jī)柜內(nèi)的主要設(shè)備有交換機(jī)，PLC、UPS、NVR、中間繼電器、斷路器等.)該設(shè)備層是安裝在管廊內(nèi)的各種類型的傳感器和前端設(shè)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(jī)，無線AP、設(shè)備控制箱(風(fēng)機(jī)、水泵、照明等)門禁、巡更點(diǎn)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(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、安全視頻監(jiān)控、人侵和門禁監(jiān)控、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、無線和固定語音通信、電子巡邏、人員定位、機(jī)器人自動(dòng)巡邏等部分。該系統(tǒng)通過統(tǒng)一的管理平臺(tái)整合所有功能模塊，具有監(jiān)控、報(bào)警管理、數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)等功能。，并且可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)分析監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的趨勢；同時(shí)，它還具有應(yīng)急預(yù)設(shè)、走廊管道數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)維護(hù)和診斷、基于GIS和BIM技術(shù)的運(yùn)行和維護(hù)管理功能，可以實(shí)現(xiàn)位置。

圖2系統(tǒng)功能示意圖

二設(shè)計(jì)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(shè)置在監(jiān)控中心，為管道走廊提供設(shè)備監(jiān)控、維護(hù)和運(yùn)行維護(hù)等配套服務(wù)。中央硬件系統(tǒng)需要滿足統(tǒng)一管理平臺(tái)軟件和各子系統(tǒng)后臺(tái)軟件的運(yùn)行環(huán)境要求。

2區(qū)域控制單元（ACU)

ACU是集信號(hào)采集、地方控制、數(shù)據(jù)交換、遠(yuǎn)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(fēng)機(jī)、排水泵、照明、電控井蓋、門禁、光報(bào)警器等設(shè)備的運(yùn)行。ACU的網(wǎng)絡(luò)通道由安全交換機(jī)和監(jiān)控交換機(jī)組成，分別連接人攝像機(jī)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(jī)柜和監(jiān)控設(shè)備通過各種斷路器和開關(guān)連接到機(jī)柜內(nèi)的UPS輸出端和UPS外部配電柜。

3前端設(shè)備和傳感器

該系統(tǒng)的前端設(shè)備層主要由現(xiàn)場儀表和設(shè)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(tái)設(shè)計(jì)

1軟件平臺(tái)架構(gòu)

綜合管廊健康系統(tǒng)統(tǒng)一管理平臺(tái)軟件，應(yīng)用SOA架構(gòu)開發(fā)，充分整合各業(yè)務(wù)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)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(shí)現(xiàn)多層服務(wù)模式。通過GIS地圖和BIM建模技術(shù)，軟件實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與位置信息的實(shí)時(shí)聯(lián)系，以及管廊內(nèi)的3D。同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)管廊業(yè)務(wù)的相關(guān)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(yùn)維方式進(jìn)行管理。平臺(tái)架構(gòu)圖如圖3所示

圖3軟件平臺(tái)架構(gòu)

四AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平臺(tái)

1平臺(tái)概述

AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平臺(tái)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(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動(dòng)控制、綜合數(shù)據(jù)服務(wù)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(qiáng)、用戶多、協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性。

2平臺(tái)組成

安科瑞城市地下公用隧道能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái)，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(jī)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)。用戶可以通過瀏覽器和手機(jī)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(shí)滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

3平臺(tái)拓?fù)?/span>

4有關(guān)平臺(tái)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(shí)現(xiàn)方法詳細(xì)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(yùn)營商的使用需求，應(yīng)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(tái)對(duì)公用隧道的運(yùn)行狀況進(jìn)行統(tǒng)一檢測和管理，使業(yè)務(wù)處理更加方便高效，從而實(shí)現(xiàn)公用隧道的智能管理。該項(xiàng)目的研究成果已應(yīng)用于武漢市武九線公用隧道項(xiàng)目和沈陽市中德園公用隧道項(xiàng)目，并取得了良好的使用效果和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

【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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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