關于綜合管廊智能控制系統的設計

摘要：城市管廊智慧管理內涵是通過互聯網，把植入管網設施的智能傳感器連接起來形成物聯網，實現物理管網的感知。闡述了當今綜合管廊智能化管理的研究現狀，并結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絡分層和子系統構成，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，物聯網

0 引言

為滿足如今信息化、智能化社會的需要，城市綜合管廊的規劃、建設、管理和維護離不開智能化技術手段。智能化運用于綜合管廊，即是把計算機信息技術、網絡通信技術、大數據技術、云計算技術和BIM-GIS技術、自控技術等融合在綜合管廊的前期規劃、中期建設和后期管理上，對管廊內部情況進行實時監控、故障報警、統計分析。本文詳細介紹了智能化管理平臺搭建過程的網絡分層$系統劃分及系統聯動工作等。

 

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，利用智能化手段對廊內供電、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約人力、物力的基礎上做到管廊的安全運行。

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

 

2 系統網絡框架

2.1系統的網絡構架

系統采用分布式構架，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。

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

3.3 消防系統

城市綜合管廊內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。系統配置了一套火災報警系統，當發生火災時火災探測器檢測到火災發生，時間發出警告信號，此區域的火災控制器將會發出指令，使其他幾個系統產生聯動工作，共同完成對火災的消防工作。

 

火災報警系統邏輯圖

系統采用超細干粉滅火裝置，當區域火災控制器發出指令，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。若區域火災控制器出現指令延誤情況，操作員則需要時間手動開啟滅火裝置。

3.4 智能照明系統

城市綜合管廊中，管廊內管線具有種類較多、集成化程度高、覆蓋區域廣等特點，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，對智能照明系統進行分段、分布式控制，通過總線與中央控制系統進行通信和數據處理。

3.5通信系統

通信系統的作用是保證管廊內、外部之間的，用以及時調度工作人員進行相關操作。 系統弱電控制室按直通外線考慮，信號引用公用話網，并于設備房內設置端口，在管廊分區出/入口設置IP,管廊內的利用監控系統與弱電控制室通信。

 

4 系統聯動

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

人員流動引起的聯動：工作人員進出時，引起的照明系統、門禁系統、視頻監控系統工作；人員入侵時，引起的人員入侵報警、照明系統、視頻監控系統、信息管理等的工作。

發生火災引起的聯動：發生火災時，火災預警系統時間發出報警信號，之后照明系統、通風系統、門禁系統、通信系統、消防系統等陸續開始工作。通過上述幾大系統的聯動，保障廊內人員安全撤離。

 

5 安科瑞綜合管廊電氣火災監控系統及消防設備電源監控系統選型

5.1電氣火災監控系統（管廊地下部分）

產品選型

類別	型號	功能	安裝方式	防護等級	使用說明
監控設備	Acrel-6000/B	接收電氣火災監控探測器信號，實現對被保護電氣線路的報警、監視、控制與管理。	壁掛式	IP65	主機自身防護等級達IP65
監控探測器	ARCM300-J1	1路剩余電流監測，4路溫度監測，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路剩余電流監測，1路溫度監測，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消防設備電源監控系統（管廊地下部分）

產品選型