城市綜合管廊監控系統的設計

邵國強

[摘要]本文以某地區新建城區的綜合管廊項目為背景，介紹了城市綜合管廊監控系統的構成及功能，并對該城區綜合管廊監控系統做了詳細設計。

[關鍵詞]綜合管廊；監控系統；ACU；視頻監控；安防；火災報警；語音通訊；電力監控

1、綜述

綜合管廊一般是在城市地下建造，將電力、通信、供水、熱力、能源等市政公用管線，根據規劃要求集中敷設在同一個構建物內，實施統一設計、施工、管理的市政公用隧道空間。綜合管廊的常見監控對象包括：管廊內環境溫、濕度，有害氣體濃度，通風、水泵設備狀態，集水坑液位，入侵檢測，視頻監控等。

2、監控系統的構成

綜合管廊監控系統是一個深度集成的自動化平臺，它集成了設備和環境監控、視頻監控、安防、火災報警、語音通訊、電力監控等子系統。通過集成和互聯管廊內的自動化系統，為運營和維檢人員提供一個完整的、統一的監控平臺。本工程綜合監控系統的系統框圖如下所示，它由監控中心、管委會監控室、現場檢測及控制三部分組成。監控中心是整個監控系統的核心，它聯系、協調、控制和管理各子系統的工作。管委會監控室設置LCD大屏幕，用于監控綜合管廊內的實時情況。現場檢測及控制部分主要由接入層交換機、網絡攝像頭、現場區域控制器ACU等組成。其中ACU負責采集管廊內的檢測信號，并對根據信號對管廊內設備進行控制。綜合管廊監控系統主要由上位監控軟件平臺、監控主干網、各子系統等組成。

2.1上位監控軟件平臺

上位監控軟件平臺具備數據庫管理、數據處理、通用HMI、冗余設備的自動切換、系統安全與權限管理等通用功能，以及與其他集成通訊、聯動等功能。

2.2監控主干網

綜合管廊現場ACU、網絡攝像頭、火災自動報警系統等均需與監控中心建立快速、可靠的數據通道，即監控主干網。根據綜合管廊的走向及特點，本工程將監控主干網分為8個千兆光纖環網。其中監控中心設2臺核心層交換機，一用一備，熱備冗余，現場設130臺接入層交換機，搭建一個安全、快速、可靠的數據、通訊通道。

3、環境與設備監控子系統

綜合管廊按200米一個防火分區設計，單倉路段設1個防火分區，雙倉路段設2個防火分區，三倉路段設3個防火分區。

傳統的方案是每個防火分區設1套ACU，本工程在傳統方案的基礎上進行優化，單倉路段，每個防火分區仍設置1套ACU；雙倉路段，兩個隔壁倉位防火分區合設1套ACU；三倉路段，相鄰三個倉位防火分區共設1套ACU。此方案大大較少ACU的數量，降低投資成本，同時也具備控制節點少，維護方便等優點。

4、視頻監控子系統

設置視頻監控系統可以更加清晰直觀地掌握綜合管廊內各部位的實時狀態，同時可以對歷史視頻數據進行存儲、歸檔、管理。本工程綜合管廊全線共設置約800臺網絡高清攝像頭，與現場ACU共用監控主干網。為了減少網絡攝像頭對帶寬的占用，本工程采用分布式視頻監控方案。每隔1000米設置一套NVR（網絡硬盤刻錄機），用來存儲附近約32臺網絡攝像頭的視頻數據，綜合管廊全線共設置25套NVR。

5、安防子系統

綜合管廊安防子系統主要由門禁系統和防入侵系統兩部分組成。

在出入口處設置門禁系統，有效防止未經許可人員進入，并可對綜合管廊出入情況做實時記錄。門禁處設觸摸屏，實時顯示管廊內環境信息，為巡檢、維修人員進入管廊提供安全確認數據。在投料口及機械通風口設置防入侵系統，采用雙光束紅外線自動對射探測器。一旦有非法入侵，探測器就會發出報警信號，監控中心大屏幕上會顯示出入侵的區段，并產生聲光報警。

6、火災報警子系統

綜合管廊火災自動報警系統保護對象為一級，采用控制中心報警系統，火災自動報警系統供電電源末端雙切。火災報警控制器沿管廊等間距布置，通過光纖進行環網連接，確保網絡安全可靠。本工程綜合管廊火災自動報警系統每隔1500米設置一套火災報警控制器，綜合管廊現場設17套，監控中心設1套，共計18套火災報警控制器。其中，監控中心的火警控制器作為集中火警控制器，管廊現場的控制器作為區域控制器。主要監控設備有：防火門，消防泵，噴淋泵，排煙風機，防火閥。主要功能包括火災報警、系統狀態檢測、排煙消防聯動、防水消防聯動等。

7、語音通訊子系統

綜合管廊平時無固定人員值班，為便于管理、巡檢和施工人員的通信聯絡，管廊配備各區間工作人員之間、現場工作人員與監控中心值班人員之間的語音通信系統。語音通訊系統由固定語音通訊和無線對講兩部分組成。固定語音通訊采用IP網絡電話，每個防火分區設置1～2套IP電話，監控中心設置一臺網絡綜合通訊器。IP網絡電話與現場ACU、網絡高清攝像頭共用監控主干網，實現監控中心與現場IP電話通信。無線對講由調度基臺，中繼器，功分器，泄露電纜等組成，在綜合管廊沿線敷設泄漏電纜，泄漏電纜一端接在調度基臺天線輸出口，沿著泄露電纜進行無線電的收發。

8、電力監控子系統

本工程電力監控系統主要的監控對象包括：高壓側電量計量、高壓開關柜至各供電分區變壓器的開關狀態監測、變壓器出線側開關狀態檢測、各防火分區進線柜進線開關狀態檢測等。對高壓側電量監測，可統計綜合管廊的用電情況，并產生報表。對各用電設備的開關狀態的監測，可對設備運行時間、故障時間進行統計，及時提示運維人員更換備品備件。

9、結束語

綜合管廊是一個新興產業，有很大的發展潛力和需求。本文以某地區新建城區的綜合管廊為背景，介紹了綜合管廊監控系統的構成，并對綜合管廊監控系統做了具體詳細的設計。綜合管廊監控系統的最終實施，確保了管廊的安全運行，對推動新型市政基礎設施建設，提高城市現代化管理水平，將起到良好的示范作用。

參考文獻

[1]朱雪明.世博園綜合管廊監控系統的設計.現代建筑電氣，2011（1）：21-25.