综合管廊(地下城市管道综合走廊),是城市建设现代化、科技化、集约化的标志之一,即在城市地下建造一个隧道空间,保障城市安全运转、促进统筹协调、节约空间资源,提高管理水平的基础设施。将电力、通讯,燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。
建设目的
建设智慧管廊综合管理平台,通过智能传感器、物联网、自动化控制、GIS地理信息、三维可视化等技术,促进综合管廊由“二维”到“多维”、“自动化”到“智慧化”的转型,以信息平台为支撑,智能控制为手段,实现对综合管廊的基础数据及动态信息共享、资源整合、精准管控及智能决策等,实现综合管廊综合管控、智慧运维等的空间化、智能化、自动化、智慧化和可视化,提高综合管廊建设和运营管理的效率和质量。
城市管廊建设从过去的探索阶段正式步入政府调控、多方融资、统一规划和总体运营的平稳发展道路上来。城市地下综合管廊建设实现了包括供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等多个城市重要管线的有序入廊,解决了以往多政府部门、多辖区、多使用单位的管理混乱难处,也最大程度改善了城市内涝、“马路拉链”式工程和地下空间资源利用率低等问题。
系统简介
综合管廊环境与设备监控系统是按照《城市综合管廊工程技术规范》(GB50838-2015)中综合管廊监控与报警系统的要求,在地下综合管廊环境布设各种传感器和多通道数据采集单元,实现对综合管廊环境中有毒有害气体浓度、可燃气体浓度、环境温湿度、集水坑水位等数据进行实时在线采集,通过多通道数据采集单元进行在线监测、预警、上传至统一管理平台,通过多通道区域控制单元实现对现场排风机、水泵、电气设备等进行就地自动、就地手动或远程控制。
管廊分类
支线综合管廊:设置在道路两侧或单侧,采用单舱或双舱敷设配给管线
干线综合管廊:设置于机动车道或道路中央下方,采用独立分舱敷设主干管线的综合管廊。
缆线综合管廊:电缆专用管廊。
管廊前端设备
智慧管廊前端设备系统,主要包括各类环境元素探测传感器、设备监控系统、管廊安全防范系统、灾害自动监测报警系统、语音应急通信系统、管廊信息发布系统、管廊引导标识系统等,可以将管廊内环境信息、设备运行状态、管廊健康状态、管廊灾害状态,实时回传至监控中心;通过应急语音通讯系统、信息广播发布系统和引导标识系统进行远程指挥调度和应急救援,实现管廊管理智慧化。
综合管廊后端管理平台
提供各智能化系统设备装置等安装条件;基于统一的信息集成平台,具有信息汇聚、资源共享及协同管理的综合应用功能;并具有对管廊主体业务提供高效的信息化运行服务及完善的支持辅助功能。
综合管廊系统架构
系统现状
技安综合管廊监控系统,由于依靠环境与设备监控、安全防范、通信、预警与报警子、地理信息等多个不同功能的系统,或者由于产品提供来自不同的厂商,在数据交换中没有一个统一的标准,因此造成接口众多、访问性差,容易形成一个个的“信息孤岛”:
(1)传统监控采用人工管理模式,运营管理成本高,管理水平与管理质量也无法得到有力保障:
(2)政府多头管理、分散操作易产生各种问题;
(3)解决紧急事故发生时易相互推诿、扯皮;
(4)市政设施管理的运维监测监控能力、应急调度指挥能力、综合业务能力很难提高;
(5)管廊监控视频、监控数据类别不一,各系统间信息孤岛导致相关部门决策困难。
总体解决方案
技安综合管廊系统可视化界面
综合管廊处理流程
综合管廊3D显示
系统功能:综合管廊采用二三维一体化的设计方式,平面视图管廊表现为二维方式,转换视角,管线表现为三维方式,可以直观查看管廊内部入廊管线的分布情况、管廊各出口的位置和安装在管廊内部附属设施的位置。同时反映综合管廊本体与周围地形、地物、建构筑物的关系。该系统参照CAD三视图的展示方式,通过主视角度查看管线在管廊内部的空间分布情况,通过侧剖面观察管廊内各里程的实际情况。
系统价值:通过管廊地理信息系统,我们通过三个角度直观的看到管廊内部的实际情况,为后续管理各运维管理提供了方便。同时系统将前端采集到的设备状态数据以实际的位置映射到管廊三维空间上。为制定决策提供客观的依据。
GIS管廊展示
系统组成
技安综合管廊监控系统由环境与设备监控系统、安全防范系统、通信系统、预警与报警系统、地理信息系统和统一管理信息平台六部分组成。
综合管廊系统架构图
系统建立基于物联网的“管、控、营”一体化的智能管控系统,从数据采集、通信网络、系统架构、智能联动和综合数据服务等方面的设计,解决了管廊监控与报警建设中存在着内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题,大大提高了系统运行的可靠性和可管理性,提升了管廊基础设施、环境和设备的恢复效率,进而实现了监控中心应用“五大系统,一个平台,一根光纤,一组基站”即能对管廊内部设备的远程管理与联动控制。
平台总体功能
智能巡检
传统的巡检主要是通过人工方式,综合运用感官以及一些配套的检测仪器对管廊内的情况和设备进行以简单定性判断,该方式存在劳动强度大、检测质量分散、主观因素多等缺陷。该系统主要是通过安装了全景摄像头和其他传感设备(温湿度、气体、红外等)的多功能巡检车,每天定时对管道内部进行巡检,值班人员对巡检数据进行查看,发现问题第一时间到现场确认。通过360全景内景图实现真实、全面、直观的用户体验。
管线状态监测
1.燃气管线:安装在燃气管线接口、阀门处的甲烷监测设备,监测燃气管线的泄漏情况,并通过定位技术,实现燃气泄漏的快速发现和处置。对事故的易发点系统做重点提示,提醒值班人员关注。
2.供电电缆:通过电缆线监测系统实现缆线状态的监测和能量的监控。防治缆线过热起火和偷漏电事故的发生。
3.供水管线:利用漏损监测仪,流量计、压力计实时监测供水管线运行状态,能够快速发现漏损点,避免能源浪费。通过管线的流量和压力监测数据,联动供水泵站,避免产生水锤效应造成供水管线损坏。
4.污水管线:通过对污水管各点液位的监测,防治污水管的堵塞。
5.热力管线:利用压力计实时监测热力管线运行状态,联动供热泵。防治压力过大对管线造成的损害。
管线资产管理
综合管廊内部管线属性复杂、重要节点数量多、投资、建设、运营主体不同给后续的管理带来了很大个麻烦。通过建立管线资产管理系统,实现对综合管廊入廊管线的数量、种类、权属单位、建设单位、管理单位信息管理。明确各方职责,提高经济管理效率。通过绑定在管线上的RFID电子标签,实现关键节点路由信息和属性信息(管径、管材、用途、传输介绍种类、压力、流向、铺设时间、施工单位、权属单位)的全面掌握。在这些数据的基础上,实现对入廊管线的透明管理。
告警与联动
监测告警
实现对综合管廊环境温湿度监测、告警。
实现对综合管廊环境中有毒气体、可燃气体监测、氧气浓度监测、告警。
实现对综合管廊环境中集水坑液位监测、告警。
实现对综合管廊内其他系统报警信号采集、监测、告警。
联动控制
实现对综合管廊内排风机启停控制、联动控制。
实现对综合管廊内潜水泵启停控制、联动控制。
实现对综合管廊内照明配电进行开关控制。
实现对综合管廊内其他系统报警控制信号采集监控。
一体化监控
智慧物联、资产管理、智能巡检、应急管理等运行监控模块。
提供集约化、跨机构的信息管理平台,整合BIM+3S图形化、网络化应用,实现信息资源共享和集约化协同管理。
平台建设效益
经济效益
1、实现平台统一管理确保电力、燃气、给水各管廊数据互联互通,统一监管与联动:以每年电力、燃气、供水建设共计5个应用系统,每个业务应用系统中基础数据建设投资200万元推算,此项预计每年可节省资金1000万元。1000万元。
2、通过事前监控可避免大量事故发生:以每年可避免2个重大安全事故计算(电缆着火、燃气泄漏、堵塞渗水等),每个重大安全事故造成1000万元经济损失,此项可避免损失2000万元。
3、通过防盗入侵避免非法人员入侵盗割电缆:以每年可避免5起电缆盗割事故计算,每次电缆盗割造成损失预估为200万元,此项可避免损失1000万元。
4、降低人力成本:通过自动监控,自动报警联动降低维护人员的人力资源成本:据统计在平台正常使用情况下,可提升使用人员30%工作效率,同时降低40%人力成本。
预计每年可为节约或避免资金损失达7000万元以上!
社会效益
1、建立城市综合管廊实时在线监控:实现城市地下管廊管理的制度化、规范化。
2、提供各管线单位工作与管理效率:替代传统的人为巡检,让前端数据实现自动化、信息化替代传统的不可控因素。保证问题实时发现,自动上传、及时处理,自动分析。
3、扩大收益人群确保市民安全生活:覆盖大范围收益人群,确保地下设施正常,提供市民生活水平与质量。
4、确保地下管网正常运行建立完善的管理制度:通过信息化平台建设,实现一张图统一管理。通过前端数据监测、远程报警、自动处理等保证管线正常运行。通过监控数据、报警数据、巡检维护数据制度完善的管理制度与规范。