关于综合管廊智能控制系统的设计

摘要：城市管廊智慧管理内涵是通过互联网，把植入管网设施的智能传感器连接起来形成物联网，实现物理管网的感知。阐述了当今综合管廊智能化管理的研究现状，并结合福州市洪湾路综合管廊提升改造工程，介绍了综合管廊智能控制平台的网络分层和子系统构成，可为类似综合管廊项目提供参考。

关键词：综合管廊， 智能化系统，物联网

0 引言

为满足如今信息化、智能化社会的需要，城市综合管廊的规划、建设、管理和维护离不开智能化技术手段。智能化运用于综合管廊，即是把计算机信息技术、网络通信技术、大数据技术、云计算技术和BIM-GIS技术、自控技术等融合在综合管廊的前期规划、中期建设和后期管理上，对管廊内部情况进行实时监控、故障报警、统计分析。本文详细介绍了智能化管理平台搭建过程的网络分层$系统划分及系统联动工作等。

 

1 设计思路

智能化控制平台的搭建主要从后期的运行和日常管理角度出发，利用智能化手段对廊内供电、照明、通风、安防、通信和能源检测等进行管理，主要目的是为了在节约人力、物力的基础上做到管廊的安全运行。

本文设计结合工程实例，将整个网络架构分为两个平台，运用典型的分布式控制（DCS）系统，做到集中管理、分散控制，即管理平台化、控制设备离散化。整个系统分为6个子系统，分别为供电系统、消防系统、安防系统、通风系统、通信系统、智能照明系统，每个系统相互联动，共同保障管廊内正常工作。

 

2 系统网络框架

2.1系统的网络构架

系统采用分布式构架，支持分级管理、支持多管理中心，便于项目的多阶段、长期建设、系统的长期运维。且采用通信与应用分离的框架，支持应用服务集群和无线客户端及服务器 接入。

系统在整体网络设计上，更为稳定的相互冗余星型网络连接上层总体监控层和下层分区控制层，总体网络构架如图1 所示.层监控层由2 条网络线连接设备，保证其工作稳定性，配置多组视频工作站和监控站，用以对分区传输的设备数据信号进行管理以及相关人员调度工作。上、下层间由核心交换机进行数据交换。下层同样使用2条网络线连接设备，互为备用，主要对现场控制设备的实时数据进行传递，各个分区控制站与主站都采用1000Mbps以太网络。在管控过程中，主站先级大于分区控制站，主站对分区人员调度和权限设置有管控作用，也能随时对某分区现场设备进行监控和管理。

3.3 消防系统

城市综合管廊内部铺设有民用燃气管道和大量的供电输送缆线，这些都是可能造成火灾的隐患。系统配置了一套火灾报警系统，当发生火灾时火灾探测器检测到火灾发生，时间发出警告信号，此区域的火灾控制器将会发出指令，使其他几个系统产生联动工作，共同完成对火灾的消防工作。

 

火灾报警系统逻辑图

系统采用超细干粉灭火装置，当区域火灾控制器发出指令，排风扇自动关闭，防止火势蔓延，门禁开启和应急照明灯自动开启，帮助人员疏散，超细干粉自动灭火装置时间开启，完成灭火工作。若区域火灾控制器出现指令延误情况，操作员则需要时间手动开启灭火装置。

3.4 智能照明系统

城市综合管廊中，管廊内管线具有种类较多、集成化程度高、覆盖区域广等特点，管廊长度较长，通信线路敷设难度大，施工成本较高。为解决此问题，对智能照明系统进行分段、分布式控制，通过总线与中央控制系统进行通信和数据处理。

3.5通信系统

通信系统的作用是保证管廊内、外部之间的，用以及时调度工作人员进行相关操作。 系统弱电控制室按直通外线考虑，信号引用公用话网，并于设备房内设置端口，在管廊分区出/入口设置IP,管廊内的利用监控系统与弱电控制室通信。

 

4 系统联动

子系统间联动能够更高效地保证整个管廊的运行。联动主要有两种情况：一种为人员流动引起的联动；另一种为发生火灾引起的联动。

人员流动引起的联动：工作人员进出时，引起的照明系统、门禁系统、视频监控系统工作；人员入侵时，引起的人员入侵报警、照明系统、视频监控系统、信息管理等的工作。

发生火灾引起的联动：发生火灾时，火灾预警系统时间发出报警信号，之后照明系统、通风系统、门禁系统、通信系统、消防系统等陆续开始工作。通过上述几大系统的联动，保障廊内人员安全撤离。

 

5 安科瑞综合管廊电气火灾监控系统及消防设备电源监控系统选型

5.1电气火灾监控系统（管廊地下部分）

产品选型

类别	型号	功能	安装方式	防护等级	使用说明
监控设备	Acrel-6000/B	接收电气火灾监控探测器信号，实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理。	壁挂式	IP65	主机自身防护等级达IP65
监控探测器	ARCM300-J1	1路剩余电流监测，4路温度监测，1路继电器输出，事件记录，LCD显示，1路RS485/Modbus通讯	导轨式	IP30	同动力箱/柜配合可达IP65
	ARCM300-J4	4路剩余电流监测，1路温度监测，4路继电器输出，事件记录，LCD显示，1路RS485/Modbus通讯	导轨式	IP30
配套附件	AKH-0.66/L	剩余电流互感器，采集剩余电流信号	螺丝固定	IP30
	ARCM-NTC	温度传感器，采集线缆或配电箱体温度	扎带固定	IP30

注：地下管廊使用的动力箱/柜符合管廊相关标准，防护等级达IP65

 

5.2消防设备电源监控系统（管廊地下部分）

产品选型