中建八局西南公司 成都 610041
摘要：综合管廊作为一种集合地下管线于一体的城市基础设施工程，由于空间上的特性，已在我国多个城市进行试点，其自身的智能化运营十分重要。论文以成渝高速改造工程综合管廊为例，对弱电智能化系统在综合管廊内的智慧应用进行了介绍与分析，阐述了智慧管廊的智能化系统构成，为以后同类的综合管廊建设和运行提供更好的思路。
关键词：智慧管廊；智能化系统；系统构成
前言
地下综合管廊是建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施，是由干线综合管廊、支线综合管廊和缆线综合管廊组成的多级网络衔接的系统 [1]。综合管廊建造在道路下方，将燃气、电力、通信、雨污水等多种市政管线集于一体，管廊的安全运行及应急处置显得尤为重要。通过管廊信息化建设，实现运行状态的实时监测、报警与定位、远程控制，为管廊的安全运行、应急处置提供有力保障。目前，对综合管廊的研究主要集中在开发利用的规划、设计和施工阶段，而对管廊后期的运营管理，特别是以智能化控制技术为手段的运营管理方面的研究比较少。因此，利用弱电控制系统、网络技术、计算机技术等建立一套适合管廊运营管理的智能化系统，通过资源共享和信息互通，实现管廊中各子系统的联动和快速反应，以提高管廊运营管理的服务质量和效率具有十分重要的意义[2] 。
1 工程概况
本项目为成渝高速入城段（三环路-绕城高速）改造工程综合管廊项目，按照《成都市地下综合管廊规划建设管理办法》规划，成都综合管廊将分为干线和支线两种。中心城区将形成“一环、十射、多片”的综合管廊系统布局。“一环”指三环路干线综合管廊;“十射”指结合主干道、快速路等道路改扩建项目同步规划十条干线综合管廊;“多片”指在火车北站、东村片区、中和新川片区等11片城市重要功能区布置支线综合管廊[3]。本项目为十条干线管廊中的一条，总长6869m，分为北侧综合管廊和南侧综合管廊，综合管廊设置一座监控分中心，为一层下沉式建筑，建筑面积约600m2。
2 智能化系统构成
2.1监控中心计算机系统
本次综合管廊监控中心设置有千兆核心以太网交换机、各系统工作站、服务器、主机。监控中心设置综合集成与管控平台，在二维GIS的支持下,负责将环境与设备监控系统、安全防范系统、通信系统、火灾报警系统等各个子系统进行实时数据的综合集成，在此基础上，实现联动报警和远程控制。
监控中心实现以下几个主要功能:
(1)通过液晶拼接屏显示综合管廊内摄像机上传的图像。
(2)通过视频安防工作站对图像信息进行采集、管理,接收红外对射装置上传的报警信号,与视频监控系统进行联动。
(3)通过视频存储服务器对重要的视频图像进行存储,包括夹层设备间的视频信息,管廊人员出入口的视频信息 ,发生异常情况报警对应分区的视频信息,存储时间不小于20天。
(4)通过环境监控工作站对各防火分区PLC上传的数据进行收集、管理,并对管廊内的设备实现远程启停控制。
(5)通过火灾报警工作站对各防火分区区域报警控制上传的数据进行收集、管理,并通过火灾报警主机(对自动灭火装置进行远程控制。
2.2数据传输网络系统
综合管廊变电所内的视频安防(环境监控)千兆以太网交换机与监控中心设置的核心交换机组成千兆以太网主干环网,同时变电所内的视频安防(环境监控)千兆交换机与其供电范围内防火分区内通风口设备层的视频安防（环境监控）工业以太网交换机组成下级千兆以太网。系统借助于管廊数据处理平台 ，将监控系统采集及现场人工监测的数据进行分层整理 ，并结合管廊生命周期内的数据 ，通过按既定策略的深层次分析 ，从全局角度对数据进行处理与判断，得出管廊实时结构健康评分，提出相应的维修和保养措施。
2.3 监控系统
2.3.1 环境与附属设备监控系统
本项目通过设置一座综合管廊监控中心,负责综合管廊的日常管理,设备监控和安全防范。在管廊沿线每个分变电所内各设置一套信息汇聚箱,箱内设置一台千兆工业以太网交换机。在管廊的综合竖井夹层设置一套ACU柜,柜内安装一台千兆工业以太网交换机、一套可编程控制器、一套UPS。监控计算机通过工业以太网交换机与分变电所内信息汇聚箱进行通讯,组成千兆以太主干环网;分变电所内ACU信息汇聚箱通过工业以太网交换机与现场ACU控制器通讯,组成千兆以太环网。监控中心监控计算机显示器上能生动形象地反映出综合管廊建筑模拟图、管廊内各设备的状态、仪表检测数据和动力配电的实时数据并报警。监控计算机同时还向现场ACU发出控制命令、启停现场附属设备。附属设备监控系统通过以太网交换机与火灾报警系统联网。
2.3.2 监控与安防系统
在每个人孔井位置设置双光束红外线自动对射探测器报警装置,用膨胀螺栓固定在管廊顶且不易被进入者发现的地方,其无源触点报警信号送现场ACU,并通过监控系统以太网送至安内防计算机安防计算机显示器画面上相应分区和位置的图像元素闪烁,并产生语音报警信号。在管廊内每个舱内设置高清网络红外枪机，由ACU箱负责供电,信号通过ACU箱内以太网交换机送至监控中心安防工作站。在每个变电所设置NVR,负责存储对应管理区域内的视频信号,存储时间不小于20天,码流大小为4Mbps;视频安防监控系统与入侵报警系统、预警与报警系统、出入口控制系统、照明系统建立联动。当报警发生时,打开相应部位正常照明设备,报警现场画面切换到指定的图像显示设备,并全屏显示。变电所内低压配电柜、EPS柜电力网络仪表采用MODBUS总线电缆串联连接后与变电所信息汇聚箱内MODBUS/以太网网关相连接。防火分区配电控制柜电力网络仪表、安全装置、排水泵信号回路采用MODBUS总线电缆串联与ACU连接。
2.4 报警系统
由于变频器调速性能卓越，节能效果优异，因此在工业控制系统中监控中心火灾报警联动主机与分变电所火灾报警联动主机通过单模光纤组成主干火灾报警通讯网络;各分变电所火灾报警联动主机与分变电所供电范围内所有防火区间内的区域火灾报警控制器通过单模光纤组成子火灾报警通讯网络。所有光纤通讯网均采用环网形式。所有火灾报警控制柜完成所管辖区域内的火灾监视、报警、火灾联动及将所有信号通过网络上传至中心控制室火灾报警系统设计采用集中报警方式，火灾自动报警系统由火灾报警主机、高压细水雾灭火区域控制阀组、气体灭火控制器、感温电缆、智能型烟感、消防电话插孔、手动报警按钮、警铃等组成。
3 结语
系统建立基于互联网的集成与管控综合一体化的智能管控系统，将环境与设备监控系统、安全防范系统、通信系统、火灾报警系统等各个子系统进行实时数据的综合集成，从数据采集、通信网络、智能联动和综合数据服务等方面的设计，解决了管廊监控、安防、报警、数据实时传输中存在着内部干扰性强、使用单位多、服务范围广及协调复杂的根本问题，大大提高了系统运行的可靠性和可管理性，提升了地下综合管廊基础设施、环境和设备的运行效率和安全性能，进而实现了智慧管廊应用“统一管理信息平台”即能对内部设备的远程管理与联动控制。
参考文献
[1]住房和城乡建设部.城市地下综合管廊建设规划技术导则[R].北京：中华人民共和国住房和城乡建设部办公厅，2019.
[2]GB50838-2015.城市综合管廊工程技术规范[S].北京：中国计划出版社，2015.
[3]成都市市政府办公厅.成都市地下综合管廊规划建设管理办法[R].成都：市政府办公厅，2018.