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          城市綜合管廊智能監控與報警系統

          更新時間: 2020-12-07 00:00:00

          一、概述:
          城市綜合管廊是指將電力、通信、燃氣、給排水、熱力等市政公用管線集中敷設在同一地下建造的隧道空間內,進行綜合開發利用,以節約城市建設用地,便于統一管理規劃,美化城市的景觀。城市綜合管廊內部整合了維持城市功能的自來水、煤氣、電力、通信管線,管廊自身功能使用的動力、照明、排水等設備繁多,無論納入管線出現故障,還是自身附屬設備出現故障,都將造成沿線城市功能的癱瘓甚至發生災害性事故,因此城市綜合管廊監控系統必須與綜合管廊的建設統一規劃、同步建設。監測的主要內容有: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,入侵監測,視頻監控等。當監測到災害及異常情況時,及時發出預警或報警信息至相關工作和管理人員,便于及時防范、指揮處理,對預防及減少管廊內災害事故起著重要的作用。
          該系統就是綜合利用目前先進的光纖環網技術、環境監測技術、分布式光纖傳感器技術、通信技術、安全防范監控技術、地理信息技術以及系統集成技術,將地下管廊各類安全信息進行綜合監控。
          二、系統組成:
          該系統分為環境與設備監控子系統、安全防范子系統、通信子系統、預警與報警子系統、地理信息子系統、統一管理信息平臺、管線溫度實時監測系統和電力電纜在線監測。本系統方案不僅從軟件上通過數據中間件技術進行了數據接口的集成(不是簡單的提供鏈接按鈕方式),還從硬件設計上做到了從對環境多參數數據集成采集到多系統的接入集成。極大地減少設備的布線,不僅減少了投資,而且提高整個系統的穩定性,便于安裝和維護,做到了真正意義上的“綜合監控”。

          城市綜合管廊智能監控與報警系統各子系統
          環境與設備監控子系統:
          該系統主要由本質安全型的自帶液晶顯示及聲光報警功能的多參數智能組合檢測儀(O2、CH4、H2S、CO、溫度、濕度傳感元件按需要自由組合)、設備開停傳感器、水位傳感器、風速傳感器、煙霧傳感器、本質安全型綜合網絡分站、本質安全型控制器、隔爆兼本安型不間斷電源、地面監控主機及環境與設備監控系統軟件等組成。
          安全防范子系統:
          該系統主要包含視頻監控系統、防入侵系統和門禁系統三部分。
          1、視頻監控系統:
          在廊道中安裝視頻攝像頭對廊道內的環境、異常情況和設備進行實時監視。實現對廊道的可視監管和遠程巡檢。攝像設備通過系統設置可與報警信息進行聯動控制,當報警發生時自動轉向和錄制報警設備信息,且監控中心人員可遠程調節攝像頭。
          2、防入侵系統:
          · 紅外入侵報警探測      · 通風口防入侵監測      · 管廊異常監測
          3、門禁系統:
          管廊出入口設置門禁系統。根據現場情況還需要對進入管廊內的入口進行門禁控制管理,采用門禁控制器(TCP/IP型網絡門禁控制器+電控鎖+讀卡器)的方式實現門禁現場及中心系統遠程集中管理。
          通訊系統:
          通信子系統主要由廣播對講基站、WIFI無線手機和語音調度服務器等設備組成。
          通信子系統的功能是實現管理、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之間保持信息通暢,確保前端巡檢人員信息及時上報,監控中心命令及時下達。
          預警與報警系統:
          該系統的功能是實現對綜合管廊的全程監測,系統將預警和報警信息通過多綜合分站、分布式光纖測溫系統、光纖環網交換機及時、準確地傳輸到監控中心,實現災情預警、報警、處理及疏散,同時通過廣播系統,向綜合管廊內的工作人員廣播,使他們及時撤離現場,保證人身安全等功能。預警與報警系統由火災報警系統和可燃氣體探測報警系統兩部分組成。
          1、火災報警系統:
          該系統主要由多參數組合檢測儀、煙霧傳感器、分布式光纖測溫系統(含系統軟件、主機、測溫光纖)、綜合分站和智能廣播基站等設備組成。
          在每段防火分區內設置含CO、O2、溫度探頭的組合檢測儀(自帶聲光報警器)、煙霧傳感器、分布式測溫光纖、手動報警按鈕、火災電話、多功能廣播基站等設備。手動報警按鈕設置在卸料口兩邊的防火門處?;九c基站之間采用可插拔光纖連接。光纖測溫主機連接多條線性測溫光纜,測溫光纜主要監測管廊內電力電纜的溫度是否在正常的范圍內運行,對于管廊內110kv及以上的電力電纜,每根配置一條測溫光纜監測其溫度的變化;對于10kv的電力電纜,每層橋架上敷設如正弦波般走向的測溫光纜。該系統溫度監測精度為0.1℃,監測距離可達30km,定位精度可達1m,可任意設置多級溫度報警值。在監控中心設置火災報警屏,通過總線回路巡檢、接收、顯示每個報警點的工作情況。當火災發生時,啟動整個管廊內聲光訊響器。
          2、可燃氣體探測報警系統:
          該系統主要由多參數組合檢測儀(含CH4檢測探頭)、分布式測溫光纖、綜合分站、遠程控制器和智能廣播基站等設備組成。
          為使系統有效工作,在每段防火分區內設置多參數組合檢測儀、手動報警按鈕、報警電話、多功能廣播基站和聲光報警器等設備。多參數組合檢測儀設置間距為10m;手動報警按鈕設置在卸料口兩邊的防火門處。
          監控中心可按需設定天然氣報警濃度的上限值(小于其爆炸下限值的20%),多參數組合檢測儀接入綜合分站,當天然氣管道艙天然氣濃度超過報警濃度設定上限值時,由綜合分站自動啟動天然氣艙事故段分區及其相鄰分區的事故通風設備,并通過遠程控制器切斷施工動力電源,且緊急切斷濃度設定的上限值要小于其爆炸下限值的25%,如果天然氣管道發生泄漏,高壓氣體的體積膨脹將引起漏點附近溫度的下降,分布式光纖測溫系統同樣可通過溫度異常點的探測,發現并定位天然氣管道的泄漏情況。并通過可燃氣體報警系統解決燃氣泄漏或危險氣體累積帶來的爆炸隱患,確保燃氣管廊設施正常、穩定運行。
          3、聯動功能:
          (1)消防聯動:探測器發出檢測信號,報警裝置聯動視頻系統,跳出該防區的視頻畫面,確認報警;
          (2)聯動排煙/氣系統:每段防火分區設置有排風及排煙/氣系統,正常時用于排風;當確認探測到火災/可燃氣體時,監控中心可通過多功能基站傳輸指令實現遠程啟動風機排煙/氣;
          (3)聯動電源:災情探測信息確認后,監控中心可通過多功能基站進行指令傳輸以切斷非消防電源;
          (4)聯動廣播系統:災情探測信息確認后,監控中心啟動廣播切換模塊進行災情信息廣播,特別針對災情確認區、相鄰分區進行廣播疏散;
          (5)聯動電話系統:監控中心可啟動專用模塊與任一廣播基站通話;現場任一廣播基站或電話通過監控中心確認后實現與調度主機通話錄音。
          地理信息子系統:
          該系統通過先進的GIS地圖方式對綜合管廊進行地理標注和各類設備運行數據及狀態信息展示。同時通過三維虛擬現實技術,渲染出逼真高效的地下綜合管廊三維環境,可實現三維漫游功能,巡檢功能,三維定位功能,設備或資源信息查詢功能,交互操作功能等。系統能實時對數據采集系統的數據在模型上進行展示,直觀的反應設備的工作狀況,并能對告警等作出不同的狀態展示。系統具有綜合管廊和內部各專業管線基礎數據管理、圖檔管理、管線拓撲維護、數據離線維護、維修與改造管理、基礎數據共享等功能。顯示內容大致可以分為2D地圖顯示和3D虛擬展示。
          統一管理信息平臺:
          該平臺就是將以上環境與設備監控子系統、安全防范子系統、通信子系統、預警與報警子系統、地理信息子系統的信息通過統一的數據接口,由統一管理信息平臺控制軟件在一個界面上進行集成顯示或管理切換,是監控中心的主要工作界面,對全部管廊的監測數據進行分級分層的展示,并實現預報警管理、聯動控制操作應急處置等功能,以達到綜合監控的目的。統一管理信息平臺包括綜合數據支撐平臺和綜合信息顯示平臺兩大部分。
          管線溫度實時監測系統:
          該系統主要以光纖測溫傳感技術,對溫度的變化進行報警,主要解決電纜著火和熱力管道泄漏的安全隱患。本系統利用分布式光纖傳感器對熱力管道泄漏進行實時監測,當熱力管道發生泄漏或管道附近的機械施工和人為破壞等事件產生的振動、壓力或溫度變化信號作用于光纖時,光波在光纖中傳輸時產生的損耗具有不同的信號特征,分布式光纖傳感器可以同時獲取損耗的空間分布及其隨時間的變化;在入射端利用光時域反射技術和在輸出端利用光功率檢測,可實現光纖上各點靜態與動態損耗的測量和定位;計算機通過對數據進行分析和融合,根據信號特征判斷并準確定位管道泄漏等事件的發生,提高熱力管道的監測水平。
          電力電纜在線監測:
          該系統是基于前端傳感技術、無線網絡技術、計算機技術、大數據分析的整體解決方案。通過建立地下電力管溝綜合數據庫、電力管溝地理信息系統平臺、電力管溝綜合管理平臺、電力管溝三維分析系統、電力管溝巡檢管理系統和電力管溝動態監控系統,最終實現電力管溝數據的查詢、統計、分析、設計、竣工驗收、預警、應急處理等一整套解決方案。


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