智慧綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究

韓佳彤，戎泓歷，蘭杰

（呼和浩特市市政工程技術(shù)服務(wù)中心）

1 智慧綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)的相關(guān)概述

1.1 智慧綜合管廊監(jiān)控的主要特征

智慧綜合管廊監(jiān)控建設(shè)屬于一項長期且復(fù)雜的工程，因其所具有的特征，能夠有效的推動城市的發(fā)展。

①智慧綜合管廊監(jiān)控建設(shè)在地下隧道空間內(nèi)，主要就是因為地下隧道空間環(huán)境非常特殊，十分容易產(chǎn)生積水，或者是出現(xiàn)其他有毒、有害氣體，所以，需要通過建設(shè)智慧綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)對其進行監(jiān)控。

②智慧綜合管廊監(jiān)控也是城市的生命線，很多城市內(nèi)的主管線都被納入到智慧綜合管廊監(jiān)控工程中，比如35kV以上高壓輸電線路、主干水管等，這部分管線能夠為城市內(nèi)人們的日常生活提供確切的保障。換而言之，這部分管線可以為一個特定的區(qū)域提供服務(wù)，如果容納這些管線的綜合管廊發(fā)生安全事故，則會直接導(dǎo)致管線停運，進而對人們的日常生活造成巨大的影響。所以說，智慧綜合管廊監(jiān)控建設(shè)對城市內(nèi)各種設(shè)備、設(shè)施的穩(wěn)定運行至關(guān)重要。只有適當(dāng)?shù)奶嵘腔劬C合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，確保其能夠發(fā)揮作用，才能夠保證城市的正常運轉(zhuǎn)。

③智慧綜合管廊監(jiān)控通常建設(shè)在人少的地區(qū)或場所，而且平時也基本處于無人監(jiān)管的狀態(tài)，只有專業(yè)的檢修與維護人員才能夠進入到綜合管廊內(nèi)。因此，在建設(shè)智慧綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)時，不應(yīng)與公共建筑的相關(guān)系統(tǒng)進行結(jié)合，應(yīng)將管線能否安全運行作為主要的考慮內(nèi)容，同時也必須要確保人員保護措施的有效性，確保人員的人身安全。

1.2 智慧綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)的服務(wù)對象

在智慧綜合管廊中建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)與報警系統(tǒng)時，必須要確保報警系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)能夠完整的覆蓋到智慧綜合管廊中，對于其具體的服務(wù)對象來說，為了能夠更加準(zhǔn)確的找到其服務(wù)對象，應(yīng)結(jié)合工程管線的多方面因素進行綜合性考慮。比如管線敷設(shè)、管線系統(tǒng)以及管理方式等。在專業(yè)的工程管線系統(tǒng)中，包括起點與其他相關(guān)設(shè)備、設(shè)施，而后為用戶建立更加完善的管線系統(tǒng)。而不同類型的管線，其具體的用途也有所不同。比如，發(fā)電廠和制水廠內(nèi)所使用的管線類型就完全不同。在智慧綜合管廊的布局過程中，往往無法考慮所有環(huán)境，這樣就導(dǎo)致只有一些專業(yè)工程管線會包含在綜合管廊建設(shè)中。從管線敷設(shè)的角度進行分析，因為不同的工程管線其作用也不同，所以，在管線敷設(shè)時，具體的敷設(shè)方式也有所差異，具體包括架空方式、埋設(shè)方式等多種方式。選擇敷設(shè)方式時，應(yīng)根據(jù)實際情況進行選擇。如果從管線監(jiān)控的角度進行分析，應(yīng)對專業(yè)管線系統(tǒng)進行深入的完善，但是在實際進行操作時，工程管線負責(zé)人通常會將系統(tǒng)分為兩個部分進行管理。

在此基礎(chǔ)上，應(yīng)強化對智慧綜合管廊中管線系統(tǒng)的管理，實現(xiàn)統(tǒng)一管理與統(tǒng)一調(diào)度，所以，應(yīng)將各種管線單位納入到智慧綜合管廊監(jiān)控范圍內(nèi)，對其進行統(tǒng)一管理與調(diào)度。對于智慧綜合管廊監(jiān)控內(nèi)含有的多種管線，應(yīng)將其看作為一種多元化的管線空間，運行單位應(yīng)對其進行綜合性管理，并完善報警系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)，明確智慧綜合管控的具體服務(wù)對象。

2 智慧綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

智慧綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)與報警系統(tǒng)屬于一個安全性、穩(wěn)定性以及綜合性都很強的管控系統(tǒng)，在這其中具體包括安全防范系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、報警和預(yù)警系統(tǒng)以及地理信息系統(tǒng)等多個系統(tǒng)，每個系統(tǒng)之間非常容易出現(xiàn)信息孤島的情況。而在這其中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠構(gòu)建以太網(wǎng)或者是光纖環(huán)網(wǎng)[1]，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與交互，這樣一來就可以有效的避免信息孤島問題的發(fā)生。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，其中主要包括傳感器技術(shù)、RFID 技術(shù)、云計算技術(shù)以及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)，而后按照約定好的協(xié)議，連接互聯(lián)網(wǎng)與其他所需要連接的設(shè)備，而后完成信息通訊與信息交換實現(xiàn)智能化管理與智能化監(jiān)控。

比如，在環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中，主要包括水位計、溫度傳感器、氣體檢測儀、氧氣傳感器、甲烷傳感器、攝像頭以及風(fēng)機等設(shè)備、設(shè)施，而后利用這些設(shè)備對公共環(huán)境進行全面的監(jiān)控與檢測，如果實時環(huán)境無法滿足人員進入或者管線運行的要求，則可以利用數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)中心進行數(shù)據(jù)交換，使各種設(shè)備能夠自行啟動，這樣一來就可以使設(shè)備恢復(fù)到正常運行的狀態(tài)。如果環(huán)境中含有有毒、有害氣體，在經(jīng)過信息交換后，使環(huán)境可以恢復(fù)到正常的狀態(tài)。對于入侵報警系統(tǒng)來說，其主要包括紅外報警裝置與風(fēng)口感應(yīng)探測器 ，如果發(fā)生外界非法侵入情況時，感應(yīng)探測器能夠?qū)崟r收獲到的信息數(shù)據(jù)傳遞給管控系統(tǒng)，并觸發(fā)報警系統(tǒng)。

合理的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠使各種設(shè)備、設(shè)施互相兼容，并解決各系統(tǒng)集成融合、接口標(biāo)準(zhǔn)以及協(xié)議不一致等問題，確保安全防范、設(shè)備監(jiān)控、實時環(huán)境、報警系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)等之間的信息能夠互相聯(lián)動與互通，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化、可控化以及可量化運行與管理。

2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)

人工智能與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之所以能夠得到飛速的發(fā)展，主要就取決于大數(shù)據(jù)長期發(fā)展的結(jié)果。換而言之，隨著各種數(shù)據(jù)采集技術(shù)、感應(yīng)器的發(fā)展，綜合管廊報警系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的儲存量也在不斷提升，從而提高其運行效率與應(yīng)用效果。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠發(fā)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)之間存在的聯(lián)系，并描述與預(yù)測大量能夠持續(xù)、動態(tài)化的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)智慧綜合管廊的智能運營維護、遠程在線監(jiān)控，同時也能夠根據(jù)報警系統(tǒng)提出的信號進行智能化、精確化與實時化的處理。

環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能就是對管廊內(nèi)的濕度、溫度、甲烷、氧氣、水位以及硫化氫等相關(guān)的環(huán)境參數(shù)進行實施監(jiān)測與報警；對于安全防范系統(tǒng)來說，其主要的作用就是對管廊內(nèi)部的安全做出保障，具體包括離線巡邏系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。不同的系統(tǒng)，其維度、信號屬性也有很大的差別，并且隨著實際情況而不斷變化。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)⑦@些不同系統(tǒng)形成的信號轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行分析，使其能夠成為有利用價值的信息，最后在利用數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)中心促進各個子系統(tǒng)之間的聯(lián)動，并使管控系統(tǒng)能夠及時做出行動與決策。在環(huán)境、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生預(yù)警信號后，報警系統(tǒng)就能夠自動啟動視頻系統(tǒng)，將發(fā)出預(yù)警信號區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控視頻畫面調(diào)取出來，并自動報警，形成自我保護體系，實現(xiàn)自我保護。通過管控系統(tǒng)，其可以與應(yīng)急通訊系統(tǒng)進行聯(lián)動，實現(xiàn)即時通話與任意廣播，而后在利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對傳感數(shù)據(jù)進行分析與檢測，這樣就可以對故障進行預(yù)判，并分析工作人員的異常行為、規(guī)劃新建項目的具體部署情況等?？偠灾?，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠有效的提高智慧綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)與報警系統(tǒng)的靈活性，實現(xiàn)自動化、可控化的系統(tǒng)運維管理。

2.3 BIM+技術(shù)

為了可以對智慧綜合管廊中各個階段的數(shù)據(jù)資料進行有效的利用，并構(gòu)建好相關(guān)的模型，避免數(shù)據(jù)重復(fù)采集，應(yīng)在管廊建設(shè)中使用BIM+技術(shù)，其也被稱作為建筑信息模式。

在BIM+技術(shù)中，包括BIM+GIS 技術(shù)，GIS 技術(shù)也叫做地理信息系統(tǒng)技術(shù)，采用該技術(shù)能夠及集中化、系統(tǒng)化展示出城市中多條管廊的實際運行狀況，實現(xiàn)動態(tài)化管理。同時，采用該技術(shù)也可以使管廊空間與相關(guān)設(shè)備、設(shè)施通過三維的方式呈現(xiàn)出來，而且也能夠精確顯示地下管廊的分布位置，并對管廊的通風(fēng)口、出入口等位置進行精準(zhǔn)的定位和查詢，既可以顯示出全局范圍內(nèi)的關(guān)鍵參數(shù)，也可以將其細化到各個設(shè)備的具體參數(shù)。利用BIM+GIS 技術(shù)，能夠?qū)⒔ㄖ?、地下管線以及周圍環(huán)境進行建模，從而形成大數(shù)據(jù)信息平臺，在此平臺上，將相關(guān)的管線、綜合管廊以及道路等信息，為綜合管廊的設(shè)計、施工以及后期運維管理提供指導(dǎo)意見，從而有效的提高智慧綜合管廊工程建設(shè)與管理的效率和水平。

BIM+FM 技術(shù)也是BIM+技術(shù)中的一種，F(xiàn)M 技術(shù)也被稱為設(shè)施管理技術(shù)，該技術(shù)并非只是一種突破性、嶄新性的技術(shù)，而是將其他系統(tǒng)中的相關(guān)因素進行整合，為客戶帶來新的體驗與價值的一種技術(shù)[2]，比如精確化維護與保養(yǎng)、高質(zhì)量耗能與空間管理、延長設(shè)備、設(shè)施使用年限以及提高建筑績效表現(xiàn)等。

采用BIM+技術(shù)進行指揮綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)與報警系統(tǒng)的建設(shè)，不僅能夠?qū)IM 技術(shù)的價值與作用充分的發(fā)揮出來，而且也能夠提高運營維護工作的質(zhì)量與效率，有效的降低綜合管廊運用與維護的作用，全面滿足綜合管廊運維管理可量化與可視化的要求。

3 結(jié)語

綜上所述，對于智慧綜合管廊中的監(jiān)控系統(tǒng)與報警系統(tǒng)來說，其技術(shù)與合理程度會直接對綜合管廊的運行、管理水平造成影響，完善的報警系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)是確保綜合管廊穩(wěn)定運行的關(guān)鍵與保障。所以，應(yīng)對智慧綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)構(gòu)建中的關(guān)鍵技術(shù)進行分析，合理的利用各種技術(shù)，采用統(tǒng)一化的管理平臺，實現(xiàn)智慧綜合管廊系統(tǒng)的可視化、自動化、可量化以及可控化的發(fā)展，全面提高綜合管廊的智能化水平。