淺談機(jī)械自動化控制系統(tǒng)在城市綜合管廊中的應(yīng)用

劉振虹 王文

摘 要：近年來，隨著城市快速發(fā)展，地下管線建設(shè)規(guī)模不足、管理水平不高等 問題凸現(xiàn)，一些城市相繼發(fā)生大雨內(nèi)澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷等事件，嚴(yán) 重影響了人民群眾生命財產(chǎn)安全和城市運行秩序。因此，本文以此背景為基礎(chǔ)，淺談城市綜合管廊自動化控制系統(tǒng)的組成及其實現(xiàn)方式。

關(guān)鍵詞：自動化;綜合管廊;控制系統(tǒng)

引言：城市地下管線是指城市范圍內(nèi)供水、排水、燃?xì)狻崃?、電力、通信、廣 播電視、工業(yè)等管線及其附屬設(shè)施，是保障城市運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命 線”。傳統(tǒng)的城市地下管線各自為政地敷設(shè)在道路的淺層空間內(nèi)，因管線增容擴(kuò) 容不但造成了“拉鏈路”現(xiàn)象，而且導(dǎo)致了管線事故頻發(fā)，極大地影響了城市 的安全運行。目前，我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程十分迅速。為提升管線建設(shè)水平，保障市 政管線的安全運行，有必要采用新的管線敷設(shè)方式——綜合管廊。

1 系統(tǒng)概述

綜合管廊工程是指在城市道路下面建造一個市政共用隧道，將電力、通信、 供水、燃?xì)獾榷喾N市政管線集中在一體，實行“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理”，以做到地下空間的綜合利用和資源的共享。

2 管廊自動控制系統(tǒng)

自動控制系統(tǒng)以實現(xiàn)現(xiàn)場無人值守為目標(biāo)，分為控制中心集中監(jiān)控管理和現(xiàn)場控制站。 控制中心主要設(shè)備：中央監(jiān)控服務(wù)器、中控操作站，數(shù)據(jù)庫服務(wù) 器、DLP 組合式背投、HTR 應(yīng)急電話廣播調(diào)度系統(tǒng)等。

3 管廊系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)主要由電氣系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)組成。其中電氣系統(tǒng)包括供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等。弱電系統(tǒng)包括設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、電話系統(tǒng)等。

3.1 管廊消防系統(tǒng)

綜合管廊內(nèi)，設(shè)置每個防火分區(qū)不超過200米，每個防火分區(qū)設(shè)置防火墻，防火墻上設(shè)置火災(zāi)時能自動關(guān)閉的甲級防火門進(jìn)行火隔斷，每個防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置一個緊急出入口。綜合管廊內(nèi)的管線主要包括電力電纜、通信電纜及配水管等多種市政管線，根據(jù)綜合管廊火災(zāi)原因分析電力電纜是較容易產(chǎn)生火災(zāi)的對象，因此在倉內(nèi)設(shè)置S型溶膠滅火系統(tǒng)。

3.2 管廊通風(fēng)系統(tǒng)

地下管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置可以保證管廊內(nèi)電纜散發(fā)的熱量能及時排出并為檢修人員提供適量的新鮮空氣。以及管廊內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，能有助于控制火勢蔓延和人員疏散。綜合管廊主要采用機(jī)械通風(fēng)方式，機(jī)械通風(fēng)增加了通風(fēng)分區(qū)的長度，減少進(jìn)、排風(fēng)豎井的數(shù)量。機(jī)械通風(fēng)風(fēng)機(jī)安置在管廊專用節(jié)點通風(fēng)口處，不會占用管廊標(biāo)準(zhǔn)段的凈高。通風(fēng)面積結(jié)合管廊斷面尺寸確定，不超過200米設(shè)置一風(fēng)井，風(fēng)孔能強(qiáng)制排風(fēng)排煙。

3.3 管廊電話廣播調(diào)度系統(tǒng)

地下管廊短則幾公里，長則數(shù)十公里，為了充分保障管廊內(nèi)巡檢人員的正常通訊，需要配置應(yīng)急電話廣播調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)有線、無線通信調(diào)度，應(yīng)急廣 播功能。

3.4 管廊環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及功能

地下管廊裝有各種線。信號線、熱力管、燃?xì)夤?、電信管道、給水管道、電力管道等等，是一個多鐘信號與傳輸對象交匯的場所，為充分保障管廊內(nèi)環(huán)境安全，需要對其內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，以達(dá)到實時、自動監(jiān)控地下管廊內(nèi)的環(huán)境，其重要性不言而喻。所以環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要涉及到了管廊內(nèi)的溫濕度、燃?xì)庑孤⒒痣U、有害氣體、積水監(jiān)測等。主要具體實施是通過在地下管廊配置相應(yīng)的傳感器和報警器，并通過通信將監(jiān)測信號從投料口引出到地面上，并通過無線通信（GPRS）傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，通過配套的綜合管理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過軟件對每個測定的地理位置、測量值或工作狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)采集，如出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會自動生成報警（聲光報警、短信報警、郵件報警可選），第一時間通知到相關(guān)人員，將可能出現(xiàn)的險情消滅在萌芽狀態(tài)，避免造成大的經(jīng)濟(jì)損失及影響管涵的正常工作。

3.5 管廊的智能照明控制系統(tǒng)

針對以往城市綜合管廊現(xiàn)狀，對比傳統(tǒng)照明控制模式來看，目前管廊要么無燈，檢查時檢查員或機(jī)器人自帶照明設(shè)備;要么管廊內(nèi)設(shè)置照明設(shè)備，為常開狀態(tài)，以便有人進(jìn)入進(jìn)行檢查;采用這兩種方式均沒法對照明設(shè)備進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。而管廊智能照明控制系統(tǒng)，可以提供一種自動調(diào)控管廊燈光的方法。該智能照明控制系統(tǒng)包括控制模塊、照明設(shè)備組、聲音傳感器、圖像采集模塊、圖像識別模塊、監(jiān)控中心;主要原理是通過聲音信號喚醒系統(tǒng)，并通過采集圖像并識別的方式，選取合適的模式對燈光進(jìn)行控制，更智能化，更適應(yīng)不同的場景;同時人體巡檢模式能夠通過聲音來調(diào)控?zé)艄?，使調(diào)控方法更為簡單。

3.6 管廊視頻監(jiān)控系統(tǒng)

管廊視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過可視化平臺，集成管廊所在區(qū)域的地圖、影像及地形數(shù)據(jù)，加載每一個地理區(qū)域中的管廊、管線以及各附屬設(shè)施系統(tǒng)中的設(shè)備、儀表等數(shù)據(jù)，定義對各個系統(tǒng)的觀察角度。管廊視頻監(jiān)控系統(tǒng)在管廊的出入口、通風(fēng)口、門禁等關(guān)鍵部位安裝攝像頭進(jìn)行視頻監(jiān)控，在可視化平臺中將攝像頭模型與對應(yīng)的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，實時顯示當(dāng)前的監(jiān)控情況，并加載和顯示影像和數(shù)據(jù)，對管廊主題、管線、設(shè)備、儀表等三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、編輯和存儲。系統(tǒng)對綜合管廊各艙室中的管段、線纜、設(shè)備、儀表燈進(jìn)行統(tǒng)一管理，標(biāo)示設(shè)備類型，維護(hù)和查詢各種的基礎(chǔ)信息，對設(shè)備的完好率、故障率進(jìn)行統(tǒng)計分析，制定并嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備的檢修計劃。巡檢人員可根據(jù)巡檢計劃對綜合管廊內(nèi)的管道、線纜、設(shè)備等進(jìn)行巡檢，巡檢人員通過手持終端將巡檢中發(fā)現(xiàn)的異常情況實時上報到系統(tǒng)中。

3.7 管廊安防系統(tǒng)

安防系統(tǒng)包含視頻監(jiān)控、紅外入侵報警、門禁出入口控制、電子巡查等功能。本系統(tǒng)設(shè)計中可以將管廊環(huán)境數(shù)據(jù)提供給安防系統(tǒng)，便于在管廊入口處的門禁設(shè)備上顯示管廊環(huán)境信息，為巡檢、維修人員進(jìn)入管廊提供安全確認(rèn)數(shù)據(jù)。同時一旦安防系統(tǒng)產(chǎn)生報警，可在監(jiān)控中心大屏幕上看到報警詳細(xì)位置并引發(fā)聲光報警，并聯(lián)動視頻系統(tǒng)。

結(jié)束語

綜合管廊自動化控制系統(tǒng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展的新方向，是城市地下 空間開發(fā)的重要形式之一。它作為一種集約化、可持續(xù)性的管線敷設(shè)方式，通 過合理利用城市用地，綜合確定城市工程管線在城市地上、地下空間位置，避 免工程管線之間及其相關(guān)建筑物相互干擾，為各管線工程的規(guī)劃管理提供了依據(jù)。將城市基礎(chǔ)設(shè)施控制整合于一個系統(tǒng)，便于進(jìn)行集中實時監(jiān)控、管理、檢 修、日常維護(hù)等，提高了城市管理效率，減少了人力、財力、物力的巨大浪費，促進(jìn)城市不斷向著現(xiàn)代化、智能化方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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（1.沈陽天久信息技術(shù)工程有限公司，遼寧 沈陽 110000;2.沈陽北方建設(shè)股份有限公司，遼寧 沈陽 110000）