城市综合管廊又称共同沟,它是实施统一规划、设计、施工和维护,建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施,是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。
城市综合管廊避免了由于敷设和维修地下管线频繁挖掘道路而对交通和居民出行造成影响和干扰,综合管廊自动化控制系统是城市基础设施建设发展的新方向,是城市地下空间开发的重要形式之一。它作为一种集约化、可持续性的管线敷设方式,通过合理利用城市用地,综合确定城市工程管线在城市地上、地下空间位置,避免工程管线之间及其相关建筑物相互干扰,为各管线工程的规划管理提供了依据,保持路容完整和美观,便于各种管线的敷设、增减、维修和日常管理,提高了城市管理效率,减少了人力、财力、物力的巨大浪费,促进城市不断向着现代化、智能化方向发展。

1、功能需求
监控中心设置监控工作站、管理计算机、数据服务器、通信计算机和智能化模拟系统等设备组成中央计算机系统。智能化模拟系统可通过3D模拟建模技术直观形象地展示管廊内各种设备的运行情况,及时了解环境信息、巡检人员位置和巡查信息、报警信息和非法入侵的发生时的情况及其位置。
模拟显示系统的显示内容有:
管廊内各防火区段的位置和建筑模拟图,各防火分区排水泵的状态、通风装置状态、照明的状态、火灾检测的状态、环境温度/湿度和有毒气体和可燃气体的含量,并能够及时的显示报警信号,当管廊设备遭受非法入侵时,能够远程的监视、报警以及视频取证等。
综合管廊监控中心主要任务为确保管廊内管线及操控设备能正常运转,并在发生事故时能迅速反应处理,因此管廊监控中心就是整个管廊安全管控系统的神经中枢,通过自动化监视与侦测设备,将管廊内任一角落的状况资料迅速传递收集于监控中心中,使管理人员可以随时轻易的掌握所有情况;能够在突发状况发生时,提供准确可行的解决方案;建立完善的预警、报警机制,解决城市管廊设施遭受人为破坏的地下隐患,保障管廊内的通风、照明、排水、防火、通信等设备的正常运转。
2、方案架构

(1)设备环境监控系统:设备环境监控系统对综合管廊内所有的被控设备和环境信息进行实时监控,其中照明控制箱,水泵控制箱、风机控制箱和智能井盖控制箱,对综合管廊内通风设备、排水泵、照明和智能井盖设备等进行状态监测和控制,设备控制可采用远程或就地控制方式;管廊内环境信息主要是通过气体报警器(含氧气、甲烷、硫化氢)采集空气中有毒和可燃气体的含量,温湿度传感器采集温度和湿度,液位开关采集集水井水位情况,红外对射装置检测投料口或者通风井非法入侵信息,当出现异常情况时能够及时报警,告知管理人员。

(2)视频监控子系统:视频监控系统对综合管廊内部环境、综合管廊出入口等重要位置处实时全方位的图像监控,使监控中心值班人员清楚了解综合管廊现场实际情况,并及时获得以外情况的图像信息。监控中心可随时调取网络摄像机的实时视频信号和历史回放图像,并投放到显示大屏上。
(3)防入侵监测系统:防入侵监测系统采用红外对射技术,当综合管廊现场出现 “非法入侵”情况,联动现场声光报警器,同时其报警信号通过区域控制单元送入监控中心监控工作站,监控画面相应位置闪烁,并产生语音报警信号。
(4)门禁系统:门禁系统通过门禁控制,对监控中心和综合管廊出入口等处实施出入管理,强化综合管廊安全防范功能。
(5)电子巡查管理系统:电子巡查系统对综合管廊现场巡查行为进行记录并进行监管和考核,是安防系统的重要组成部分,能有效地对管理维护人员的巡逻工作进行管理。
(6)应急通信与调度系统:应急通信与调度系统通过以太网实现各电话之间的相互呼叫,并通过设置的语音网关实现与外部市话联系功能。系统通过应急调度平台和综合管廊现场扬声器广播,实现远程调度功能。
(7)无线通信与人员定位系统:无线通信与人员定位系统对综合管廊内部实现无线信号覆盖,在手机上安装相应的APP软件,结合应急通信与调度系统实现无线语音通话功能。工作人员携带定位卡或智能手机(预装APP软件)进入综合管廊,实现人员定位功能,在紧急情况下指导综合管廊现场人员及时疏散,确保人身安全。
(8)火灾自动报警系统:火灾自动报警系统实时接收感温光缆的火灾检测信号或手动火灾报警按钮的报警信号,在综合管廊内部进行声光报警,以警示管廊内部的工作人员。同时监控中心进行声光报警,软件界面弹窗报警,系统联动视频监控系统切换至火灾报警区域画面,警示监控中心工作人员采取相关措施。
(9)消防系统:消防系统在综合管廊现场每个防火分区设置气体灭火控制器、气溶胶灭火装置、放气指示灯和紧急启停按钮等设备。当火灾发生时,远程控制或者本地按下紧急启停按钮,气体灭火控制器启动管廊内部的气体灭火装置,灭火过程中放气指示灯常亮。
3、方案产品
(1)区域智能控制柜(控制单元)
(2)鸿控执行器(MCA)
(3)工业以太网交换机
(4)UPS电源
(5)有毒气体报警器
(6)可燃气体报警器
(7)综合系统软件(Totalsys)
4、方案特点
(1)多系统融合:本系统将环境与设备监控、安全防范、通信、预警与报警、地理信息、统一管理信息平台和监控中心进行了有机融合成为一个整体,便于系统之间的信息共享和设备联动,有利于整个信息系统的管理和维护。
(2)模块化结构:以防火分区为单元,每个防火区设置一台区域智能控制单元;以被控设备为对象,每个被控设备配置单独的鸿控执行器模块,即可对被控设备进行监测和控制;通过工业通讯总线将控制单元和被控设备连接,实现数据的远程连接。方案结构简单清晰,布线方便,安装快捷,调试统一,大大减少了安装调试时间,从而大大节约维护成本。
(3)工业环网技术:本系统支持工业环网技术,具备毫秒级解环,单个设备或某一段线路出现故障时,系统自动会自动切换数据链路,保障数据传输的稳定性,通过监控中心的网络管理系统,能够方便显示通讯链路中设备情况及故障位置报警,及时通知维护,从而避免因单个设备或某一段线路出现故障而对整个系统造成影响。
(4)兼容和扩展性:本系统中构建了贯穿地上与地下的千兆光纤以太环网,为多个系统提供高达百兆的数据带宽,保障各系统的数据链路。同时,设计采用了标准开放的工业以太网协议,留有各种相应的接口,具有灵活性和延展性,采用国际标准的协议,以方便与其它厂家设备的互通。
(5)专业化地理信息管理系统,结合GIS和3D全景建模技术,虚拟现实,将整个管廊智能化的移植进电脑系统,形象直观的呈现管廊内的设备。建立管廊管线信息系统,多视角识别管线位置和状态报警信息;并根据故障点信息,准确提供应急处预案。
5、项目案例
河南省新郑国际机场地下综合管廊机电工程