地下綜合管廊是指建設在城市地下, 用于集中敷設電力、給排水、通信、燃氣等市政管線的建筑[1]。相比于傳統的各類管線單位各自為陣, 地下直埋管線的方式, 綜合管廊具有其顯著的優勢: 避免道路反復開挖, 優化利用城市土地資源尤其是地下資源, 提升城市形象; 管線擴容方便, 路徑清晰明了, 有效減少施工損壞其他管線的風險; 管廊主體統一管理, 便于管線的檢修維護, 提升管線安全和防災水平, 有效的延長管線的使用壽命。
市政管線匯集于地下綜合管廊中, 供往城市的各個角落。它既是支撐城市活動的營養線, 也是安全不容有失的生命線。作為其承載主體的綜合管廊, 重要性不言而喻。在《城市綜合管廊工程技術規范》(GB50838-2015)中,對地下管廊的統一管理平臺建設, 提出了一些強制要求。但由于我國的管廊建設還在鋪開建設的初期階段, 真正進入實際運營的綜合管廊還不多。地下綜合管廊的統一管理平臺應該如何設計才能更好的為后期的管廊運營服務,解放人力,各地都還在建設中不斷摸索,尚沒有形成一個統一的標準。本文從工程實踐出發,對管廊統一管理平臺的方案設計,做出有益的探討。
綜合管廊的運行涉及環境與設備系統、 安防系統、通信系統和火災系統等多個相關的弱電子系統(消防系統作為一個相對獨立的系統, 本文中不討論)。子系統內部的監測儀表和控制設備類繁多, 信號接口也各不相同。整個系統的架構如圖1所示。
環境與設備系統主要實現對管廊內環境狀態(包 括溫濕度, 氧含量, 甲烷含量, 水位等)的數據采集和可控設備(包括水泵、風機、井蓋、照明系統等)的狀態監 測和控制。環境參數的檢測內容在《城市綜合管廊工程技術規范》(GB50838-2015)中有詳細的要求,如表1所示。
安全防范系統通過視頻、防入侵監測、門禁控制三個模塊, 集中管廊的內部通道、通風口、人員出入口等重要節點, 在發生時及時向中心發出告警, 保障管廊內部不遭受非法侵入和破壞。
通信系統包含應急電話和無線通信兩個子系統,用以保障綜合管廊的運維人員和外界的即時通訊。電話布置在廊內各個重要節點,無需撥號直接與中心連通, 主要用于應急通訊和。無線通信網絡覆蓋整個管廊內區域,借助手持式設備,一方面可實現巡檢維護人員間和與中心工作人員的實時通話, 另一方面, 借助無線發射裝置與手持設備之間的信號交接, 可以實現對入廊維護人員的實時定位, 進一步提升綜合管廊的運維水準和安全標準。
綜合管廊作為地下封閉系統,內部包含大量電纜和可燃氣體管線,火災系統的重要安全預警系統。其中,電氣火災監測系統通過管廊內分布的煙感/ 溫感探測器、手報等檢測火災的發生并告警;可燃氣體監測系統則通過可燃氣體探頭來感知廊內可燃氣體濃度的變化,及時發現可燃氣體艙室的泄露隱患和故障位置并預先處理。防火門系統主要負責管理管廊各艙室分區間的防火門開關狀態,根據不同的現場情況對防火門的開閉做出控制。
管廊統一管理平臺下轄的4個系統單元又包含了多個子系統,各自承擔的功能繁多, 且相互之間聯系緊密。一個管廊中心通常會管轄區域內的數條綜合管 廊, 如果這些系統各自獨立運行, 則需要大量的人員來負責運行維護, 系統間的協調和聯動也無法快速有效的完成,不利于綜合管廊后期運營的標準化管理和效率提升。為了讓幾個系統之間相互協調, 信息互通互聯, 管廊統一管理平臺的設置不可少。對內,將與系統的各子系統集成為相互協調關聯的綜合系統;對外,所有系統數據通過統一管理平臺的對外接口與各外部系統實現數據交互。
AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力、能源管理、電氣安全、照明控制、環境監測于一體,為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持,從數據采集、通信網絡、系統架構、聯動控制和綜合數據服務等方面的設計,解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協調復雜的根本問題,大大提高了系統運行的可靠性和可管理性,提升了管廊基礎設施、環境和設備的使用和恢復效率。
安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個深度集成的自動化平臺,它集成了10KV/O.4KV變電站電力系統、變電所環境系統、智能馬達系統、電氣火災系統、消防設備電源系統、防火門系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散指示系統。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據,通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中、統一管理、統一調度,同時滿足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。
電力主要針對10/0.4kV地面或地下變電所,對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和,對0.4kV出線配置多功能計量儀表,用于測控出線回路電氣參數和用能情況,可實時高低壓供配電系統開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發電機控制柜、ATS/STS、UPS,包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故及記錄等。
環境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警,同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統完成管廊環境綜合。
AcrelEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器,消防設備電源傳感器、防火門狀態傳感器,接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態實時顯示,并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監視,發生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。
本文針對綜合管廊統一管理平臺子系統多, 相互間聯系緊密的特點,著重探討并梳理了各個系統內外的聯動關系, 以提高管廊管理平臺的統一性和智能化水平, 對提升管廊后期運維的效率和管線安全的水平起到積極作用。隨 著機器人、無線檢測等技術的逐漸成熟, 新的系統也會不斷融入到管廊統一管理平臺之中。 只有在實踐中不斷總結、完善、進步, 才能保證管廊管控系統長期運行的安全和高效。