關于綜合管廊智能控制系統(tǒng)的設計

摘要：城市管廊智慧管理內(nèi)涵是通過互聯(lián)網(wǎng)，把植入管網(wǎng)設施的智能傳感器連接起來形成物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)物理管網(wǎng)的感知。闡述了當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的網(wǎng)絡分層和子系統(tǒng)構(gòu)成，可為類似綜合管廊項目提供參考。

關鍵詞：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、智能化社會的需要，城市綜合管廊的規(guī)劃、建設、管理和維護離不開智能化技術(shù)手段。智能化運用于綜合管廊，即是把計算機信息技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(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、中期建設和后期管理上，對管廊內(nèi)部情況進行實時監(jiān)控、故障報警、統(tǒng)計分析。本文詳細介紹了智能化管理平臺搭建過程的網(wǎng)絡分層$系統(tǒng)劃分及系統(tǒng)聯(lián)動工作等。

 

1 設計思路

智能化控制平臺的搭建主要從后期的運行和日常管理角度出發(fā)，利用智能化手段對廊內(nèi)供電、照明、通風、安防、通信和能源檢測等進行管理，主要目的是為了在節(jié)約人力、物力的基礎上做到管廊的安全運行。

本文設計結(jié)合工程實例，將整個網(wǎng)絡架構(gòu)分為兩個平臺，運用典型的分布式控制（DCS）系統(tǒng)，做到集中管理、分散控制，即管理平臺化、控制設備離散化。整個系統(tǒng)分為6個子系統(tǒng)，分別為供電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)，每個系統(tǒng)相互聯(lián)動，共同保障管廊內(nèi)正常工作。

 

2 系統(tǒng)網(wǎng)絡框架

2.1系統(tǒng)的網(wǎng)絡構(gòu)架

系統(tǒng)采用分布式構(gòu)架，支持分級管理、支持多管理中心，便于項目的多階段、長期建設、系統(tǒng)的長期運維。且采用通信與應用分離的框架，支持應用服務集群和無線客戶端及服務器 接入。

系統(tǒng)在整體網(wǎng)絡設計上，更為穩(wěn)定的相互冗余星型網(wǎng)絡連接上層總體監(jiān)控層和下層分區(qū)控制層，總體網(wǎng)絡構(gòu)架如圖1 所示.層監(jiān)控層由2 條網(wǎng)絡線連接設備，保證其工作穩(wěn)定性，配置多組視頻工作站和監(jiān)控站，用以對分區(qū)傳輸?shù)脑O備數(shù)據(jù)信號進行管理以及相關人員調(diào)度工作。上、下層間由核心交換機進行數(shù)據(jù)交換。下層同樣使用2條網(wǎng)絡線連接設備，互為備用，主要對現(xiàn)場控制設備的實時數(shù)據(jù)進行傳遞，各個分區(qū)控制站與主站都采用1000Mbps以太網(wǎng)絡。在管控過程中，主站先級大于分區(qū)控制站，主站對分區(qū)人員調(diào)度和權(quán)限設置有管控作用，也能隨時對某分區(qū)現(xiàn)場設備進行監(jiān)控和管理。

3.3 消防系統(tǒng)

城市綜合管廊內(nèi)部鋪設有民用燃氣管道和大量的供電輸送纜線，這些都是可能造成火災的隱患。系統(tǒng)配置了一套火災報警系統(tǒng)，當發(fā)生火災時火災探測器檢測到火災發(fā)生，時間發(fā)出警告信號，此區(qū)域的火災控制器將會發(fā)出指令，使其他幾個系統(tǒng)產(chǎn)生聯(lián)動工作，共同完成對火災的消防工作。

 

火災報警系統(tǒng)邏輯圖

系統(tǒng)采用超細干粉滅火裝置，當區(qū)域火災控制器發(fā)出指令，排風扇自動關閉，防止火勢蔓延，門禁開啟和應急照明燈自動開啟，幫助人員疏散，超細干粉自動滅火裝置時間開啟，完成滅火工作。若區(qū)域火災控制器出現(xiàn)指令延誤情況，操作員則需要時間手動開啟滅火裝置。

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，管廊長度較長，通信線路敷設難度大，施工成本較高。為解決此問題，對智能照明系統(tǒng)進行分段、分布式控制，通過總線與中央控制系統(tǒng)進行通信和數(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，用以及時調(diào)度工作人員進行相關操作。 系統(tǒng)弱電控制室按直通外線考慮，信號引用公用話網(wǎng)，并于設備房內(nèi)設置端口，在管廊分區(qū)出/入口設置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

子系統(tǒng)間聯(lián)動能夠更高效地保證整個管廊的運行。聯(lián)動主要有兩種情況：一種為人員流動引起的聯(lián)動；另一種為發(fā)生火災引起的聯(lián)動。

人員流動引起的聯(lián)動：工作人員進出時，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，引起的人員入侵報警、照明系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信息管理等的工作。

發(fā)生火災引起的聯(lián)動：發(fā)生火災時，火災預警系統(tǒng)時間發(fā)出報警信號，之后照明系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等陸續(xù)開始工作。通過上述幾大系統(tǒng)的聯(lián)動，保障廊內(nèi)人員安全撤離。

 

5 安科瑞綜合管廊電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)及消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)選型

5.1電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)（管廊地下部分）

產(chǎn)品選型

類別	型號	功能	安裝方式	防護等級	使用說明
監(jiān)控設備	Acrel-6000/B	接收電氣火災監(jiān)控探測器信號，實現(xiàn)對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制與管理。	壁掛式	IP65	主機自身防護等級達IP65
監(jiān)控探測器	ARCM300-J1	1路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，1路繼電器輸出，事件記錄，LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊	導軌式	IP30	同動力箱/柜配合可達IP65
	ARCM300-J4	4路剩余電流監(jiān)測，1路溫度監(jiān)測，4路繼電器輸出，事件記錄，LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊	導軌式	IP30
配套附件	AKH-0.66/L	剩余電流互感器，采集剩余電流信號	螺絲固定	IP30
	ARCM-NTC	溫度傳感器，采集線纜或配電箱體溫度	扎帶固定	IP30

注：地下管廊使用的動力箱/柜符合管廊相關標準，防護等級達IP65

 

5.2消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)（管廊地下部分）

產(chǎn)品選型