地下綜合管廊是指為容納兩類以上城市工程管線而建設的地下構筑物和附屬設施,它是由干線綜合管廊、支線綜合管廊、纜線綜合管廊等組成的多層次網絡連接的系統[1]。在道路下面修建的綜合管廊,集燃氣、電力、通訊、雨水、污水等各種市政管道于一體,其安全運行和應急處置十分重要。對管道系統進行信息化建設,對管道運行狀態進行實時監控、報警、定位、遠程控制,為管道的安全運行和應急處置提供了有力保障。當前,對于綜合管廊的研究主要集中在其開發利用的規劃、設計和施工階段,而對其后期運營管理,尤其是以智能控制技術為手段的運營管理研究較少。為此,建立一套適用于走廊運營管理的智能系統,通過弱電控制系統、網絡技術、計算機技術等手段,實現走廊內各子系統之間的聯動、快速響應,對提高通道運行管理服務質量和效率具有非常重要的意義[2]。
1項目概況。
該項目為成渝高速入城段(三環路-繞城高速)綜合管廊改造工程的綜合管廊,按照《成都市綜合管廊規劃建設管理辦法》,成都綜合管廊將分為干線和支線兩種。形成“一環、十射、多片”的綜合管廊系統布局。"一環"是指三環路干線綜合管廊;"十射"是指規劃與主干道、快速路等道路改擴建項目同步規劃的十條干線綜合管廊;"多線"指在火車北站、東村路等重要功能區布置支線綜合管廊;該工程全長6869m,共十條主干道之一,分為北面綜合管廊和南面綜合管廊,其中一條管廊設監控分中心,為一層下沉式建筑,建筑面積約600m2。
2智能系統的組成。
2.1監視中心電腦系統。
該綜合監控中心設有千兆核心以太網交換機、各系統工作站、服務器、主機等。在二維GIS的支持下,監控中心建立了綜合集成與控制平臺,負責對環境與設備監測系統、安全防范系統、通訊系統、火災報警等子系統進行實時數據的綜合集成,并在此基礎上實現聯動報警和遠程控制。
監測中心實現以下幾個主要功能:
(1)通過LCD拼接屏顯示綜合管廊內攝像機上載的圖像。
(2)通過視頻安全工作站采集、管理圖像信息,接收由紅外對射器上傳的報警信號,并與視頻監控系統聯動。
(3)通過視頻存儲服務器存儲重要的視頻圖像,包括各層設備之間的視頻信息,管廊人員進出的視頻信息,發生異常情況報警對應分區的視頻信息,存儲時間不少于20天。
(4)通過環境監測工作站收集、管理各個消防分區PLC上載的數據,并對管道中的設備進行遠程啟??刂?。
(5)通過火警工作站對各個防火分區區域的報警器上載的數據進行采集、管理,并通過火警主機遠程控制自動滅火裝置。
2.2數據網絡傳輸系統。
綜合管廊變電所內視頻監控(環境監控)千兆以太網交換機與監控中心設置的核心交換機構成千兆以太網主干環網,同時變電所內的視頻監控(環境監控)千兆以太網與其監控中心設置的核心交換機構成千兆以太網主干環網,并構成千兆以太網網絡。在管廊數據處理平臺的幫助下,系統將監控系統采集到的數據和現場人工監測的數據分層整理,并結合管廊生命周期內的數據,按既定策略進行深層次分析,從全局角度對數據進行處理與判斷,得出實時結構健康評分,提出相應的維修和維護措施。
2.3監測系統。
2.3.1環境和輔助設備監測系統。
該工程通過設立一個綜合管廊監控中心,負責綜合管廊的日常管理、設備監控和安全防范。該線路沿線各設一套信息集散箱,箱內設有一臺千兆工業以太網交換機。其中一組ACU柜安裝在豎井夾層,一臺千兆工業以太網交換機,一套可編程控制器,一套UPS。分變電所內的數據集中箱通過工業以太網交換機與分變所內部的通信,構成千兆以太主干環網;分變電所內的ACU信息匯聚箱通過工業以太網交換機與分變所內部的信息匯集箱通信,構成千兆以太干環網。監控室監控計算機顯示,綜合管廊建筑模擬圖、管廊內各設備的狀況、儀表檢測數據及動態配電的實時數據與報警等,能生動形象地反映出來。監控機同時也向現場ACU發出控制命令,啟動現場輔助設備。輔助設備通過以太網交換機與消防報警系統聯網。
2.3.2監測和安全系統。
每一個人孔位置設置雙光紅外自動對射探測器報警器,將其用膨脹螺栓固定在不容易進入者發現的地方,其無源觸點報警信號送現場ACU,并通過監控系統以太網送到相應分區和位置的圖像元素閃爍并發出報警信號。通道內各艙室安裝高清網絡紅外線槍,由ACU箱負責供電,信號經ACU箱內的以太網交換機送至監控中心安全工作站。NVR在各變電所中設置,負責存儲相應管理區域的視頻信號,存儲時間不少于20天,碼流量為4Mbps,視頻安防監控系統與入侵報警系統、報警系統、出入口控制系統、照明系統聯動。發生報警時,打開相應部位的正常照明設備,報警現場畫面切換到指定的圖像顯示設備,全屏顯示。變電站內低壓配電柜、EPS柜電力網絡儀表均采用MODBUS總線電纜串聯后,將MODBUS/以太網網關連入箱內。消防分區配電控制柜用MODBUS總線電纜與ACU串接,電力網絡儀表、安全裝置、水泵信號回路。
2.4警報系統。
因為變頻器具有優異的調速性能和良好的節能效果,所以工業控制系統監控中心的火警聯動主機和分變電所火災報警聯動主機通過單模光纖構成了火災報警聯動主機,并通過單模光纖構成了火災報警系統的子網;光纜通訊網絡全部采用環網形式。各火警控制柜完成本轄區內的火警監控、火警聯動、火警聯接以及所有信號通過網絡上傳到中央控制室的火警系統設計為集中報警方式,火災自動報警系統由火災報警主機、高壓細水霧滅火系統、消防控制閥組、氣體滅火控制器等組成。