關(guān)于綜合管廊智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：城市管廊智慧管理內(nèi)涵是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，把植入管網(wǎng)設(shè)施的智能傳感器連接起來(lái)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(kāi)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(guò)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)上做到管廊的安全運(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)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、支持多管理中心，便于項(xiàng)目的多階段、長(zhǎng)期建設(shè)、系統(tǒng)的長(zhǎng)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(wú)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(guò)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。

3.3 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)配置了一套火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)火災(zāi)探測(cè)器檢測(cè)到火災(zāi)發(fā)生，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(kāi)啟和應(yīng)急照明燈自動(dòng)開(kāi)啟，幫助人員疏散，超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置時(shí)間開(kāi)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，操作員則需要時(shí)間手動(dòng)開(kāi)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(zhǎng)度較長(zhǎng)，通信線路敷設(shè)難度大，施工成本較高。為解決此問(wèn)題，對(duì)智能照明系統(tǒng)進(jìn)行分段、分布式控制，通過(guò)總線與中央控制系統(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，用以及時(shí)調(diào)度工作人員進(jìn)行相關(guān)操作。 系統(tǒng)弱電控制室按直通外線考慮，信號(hào)引用公用話網(wǎng)，并于設(shè)備房?jī)?nèi)設(shè)置端口，在管廊分區(qū)出/入口設(shè)置IP,管廊內(nèi)的利用監(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：一種為人員流動(dòng)引起的聯(lián)動(dòng)；另一種為發(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)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(kāi)始工作。通過(guò)上述幾大系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，保障廊內(nèi)人員安全撤離。

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