摘 要：本文介紹了綜合管廊統一管理平台的系統組成，分析各子系統的配置原則和邏輯功能， 以綜合管廊實際運作和後期維護的需求為出發點， 提出了一套管廊統一管理平台的關聯邏輯， 實作對城市綜合管廊的一體化智能監控管理。
關鍵詞：綜合管廊； 監控系統； 統一管理平台； 關聯邏輯
１ 研究背景
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、瓦斯等市政管線的建築［１］。相比于傳統的各類管線機關各自為陣， 地下直埋管線的方式， 綜合管廊具有其顯著的優勢： 避免道路反複開挖， 優化利用城市土地資源尤其是地下資源， 提升城市形象； 管線擴容友善， 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準， 有效地延長管線的使用壽命。
市政管線彙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範》（ＧＢ５０８３８－２０１５）中，對地下管廊的統一管理平台建設， 提出了一些強制要求。但由于大陸的管廊建設還在鋪開建設的初期階段， 真正進入實際營運的綜合管廊還不多。地下綜合管廊的統一管理平台應該如何設計才能更好地為後期的管廊營運服務，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标準。本文從工程實踐出發，對管廊統一管理平台的方案設計，做出有益的探讨。
2 系統組成
綜合管廊的運作涉及環境與裝置監控系統、 安防系統、通信系統和火災報警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， 本文中不讨論）。子系統内部的監測儀表和控制裝置類繁多， 信号接口也各不相同。整個系統的架構如圖１所示。
圖1 管廊綜合管理平台架構圖
2.1 環境與裝置監控系統
環境與裝置監控系統主要實作對管廊内環境狀态（包 括溫濕度， 氧含量， 甲烷含量， 水位等）的資料采集和可控裝置（包括水泵、風機、井蓋、照明系統等）的狀态監 測和控制。環境參數的檢測内容在《城市綜合管廊工程技術規範》（GB50838-2015）中有詳細的要求，如表1所示。
環境與裝置監控系統通常會設定多個ACU（區域控制單元）來采集控制管廊内各防火分區的裝置。ACU采集到的資訊可以通過TCP/IP 通訊子產品接入臨近工業交換機，經由光纖環網上傳給管廊統一管理平台。
表１ 環境參數監測内容
注：●應監測；▲宜監測
系統内需要實作的關聯邏輯包括：
（1）根據檢測到的廊内環境狀态參數， 自動啟停相應的進排風裝置來保證人員和裝置的安全。
（2）根據集水坑的液位來關聯排水泵的啟停動作， 将集水坑的水位控制在一個合理的範圍之内。
2.2 安全防範系統
安全防範系統通過視訊監控、防入侵監測、門禁控制三個子產品， 集中監控管廊的内部通道、通風口、人員出入口等重要節點， 在報警發生時及時向監控中心發出告警， 保障管廊内部不遭受非法侵入和破壞。
安全防範系統自身的三個子子產品之間需要實作的關聯邏輯包括：
（1）防入侵子產品監測到異常入侵信号後，關聯相應的視訊信号實時投射到監控中心的大屏上顯示。
（2）防入侵子產品監測到異常入侵信号後，關聯鎖定附近相關的門禁控制子產品， 待相關人員确認後方可打開。
（3）門禁控制子產品在檢測到讀卡或者非法進入的狀态時，也将相應的視訊信号實時投射到監控中心的大屏上顯示， 友善監控人員第一時間掌握人員的進出管廊狀況。
2.3通信系統
通信系統包含應急IP 有線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。IP有線電話布置在廊内各個重要節點，無需撥号直接與監控中心連通， 主要用于應急通訊和報警。無線通信網絡覆寫整個管廊内區域，借助手持式裝置，一方面可實作巡檢維護人員間和與監控中心從業人員的實時通話， 另一方面， 借助無線發射裝置與手持裝置之間的信号交接， 可以實作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标準。
2.4 火災報警系統
綜合管廊作為地下封閉系統，内部包含大量電纜和可瓦斯體管線，火災報警系統是其不可缺少的重要安全預警系統。其中，電氣火災監測系統通過管廊内分布的煙感/ 溫感探測器、手報等檢測火災的發生并告警；可瓦斯體監測系統則通過可瓦斯體探頭來感覺廊内可瓦斯體濃度的變化，及時發現可瓦斯體艙室的洩露隐患和故障位置并預先處理。防火門監控系統主要負責管理管廊各艙室分區間的防火門開關狀态，根據不同的現場情況對防火門的開閉做出控制。
火災報警系統内的關聯控制設計遵循國标GB50116的相關規定， 功能應包括：
（1）電氣火災、可瓦斯體監測系統監測到異常情況信号後， 關聯聲光報警器啟動報警， 使管廊内和監控中心的從業人員能夠第一時間對事故做出反應。
（2）在檢測到火災報警信号後， 防火門監控系統應當關聯關閉火災報警分區及其相鄰分區所有的常開防火門。
3系統間關聯邏輯
管廊統一管理平台下轄的4個系統單元又包含了多個子系統，各自承擔的功能繁多， 且互相之間聯系緊密。一個管廊監控中心通常會管轄區域内的數條綜合管 廊， 如果這些系統各自獨立運作， 則需要大量的人員來負責運作維護， 系統間的協調和關聯也無法快速有效的完成，不利于綜合管廊後期營運的标準化管理和效率提升。為了讓幾個系統之間互相協調， 資訊互通互聯， 管廊統一管理平台的設定必不可少。對内，将監控與報警系統的各子系統內建為互相協調關聯的綜合系統；對外，所有系統資料通過統一管理平台的對外接口與各外部系統實作資料互動。
綜合各系統自身的裝置和功能特點，通過對管廊運維過程中實際需求的技術探讨，尤其是突發狀況下的系統反應機制， 統一管理平台應當具備的關聯功能如圖2所示。
圖2 系統間關聯關系示意圖
（1）環境與裝置監控系統與通信系統、安全防範系統的關聯。
環境與裝置監控系統檢測到環境異常報警資訊後， 關聯通信系統的通信裝置向報警區間的從業人員報警， 并将臨近的門禁打開， 指導廊内人員迅速脫離危險區域。
（2）通信系統與環境與裝置監控系統的關聯。巡更人員佩戴無線定位裝置， 根據人員定位資訊，關聯開啟目前及相鄰分區的照明和通風系統，并在人員離開後自動關閉，保障人員安全的同時減少系統能耗。
（3）安全防範系統和環境與裝置監控系統的關聯。防入侵系統檢測到入侵報警信号後， 關聯打開對應位置的照明，以便監控攝像頭能夠清晰捕捉到入侵點的實時圖像。
（4）火災報警系統和其他系統的關聯。火災報警系統作為一個相對獨立的系統，有強制規範， 一般不允許外部系統關聯該系統内的裝置， 主要通過向外輸出火災報警信号， 讓其他系統做出火災應急相應。系統檢測到火災報警信号後，關聯打開報警分區及相鄰分區的照明，彈出監控攝像頭讓監控中心及時了解火情； 打開臨近分區的所有門禁和逃生井蓋， 通過通信裝置引導廊内的從業人員迅速撤離火災區域；排風機的啟停則跟報警類别有關，火災報警信号關聯關閉對應的排風機，可瓦斯體報警則關聯開啟報警分區及相鄰分區的排風機， 以盡快減低可瓦斯體的濃度。
4 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平台
4.1平台概述
AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平台集電力監控、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資料支援，從資料采集、通信網絡、系統架構、關聯控制和綜合資料服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在内部幹擾性強、使用機關多及協調複雜的根本問題，大大提高了系統運作的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環境和裝置的使用和恢複效率。
4.2平台組成
安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個深度內建的自動化平台，它內建了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所環境監控系統、智能馬達監控系統、電氣火災監控系統、消防裝置電源系統、防火門監控系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散訓示系統。使用者可通過浏覽器、手機APP擷取資料，通過一個平台即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監控、統一管理、統一排程，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。
4.3平台拓撲
4.4平台子系統
4.4.1電力監控
電力監控主要針對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監控，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，可實時監控高低壓供配電系統開關櫃、變壓器微機保護測控裝置、發電機控制櫃、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。
4.4.2環境監測
環境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可瓦斯體濃度、門禁、視訊、空調、消防資料的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室内的水泵和通風排煙風機等裝置內建的第三方系統完成管廊環境綜合監控。
4.4.3電氣安全
AcrelEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隐患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防裝置電源傳感器、防火門狀态傳感器，接入消防疏散照明以及訓示燈具的狀态實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、内阻進行實時監視，發生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。
4.5相關平台部署硬體選型清單
4.5.1電力監控及配電室環境監控系統
4.5.2電氣火災監控系統
4.5.3消防裝置電源監控系統
5.5.4防火門監控系統
4.5.5消防應急照明和疏散訓示系統
5 結語
本文針對綜合管廊統一管理平台子系統多， 互相間聯系緊密的特點，着重探讨并梳理了各個系統内外的關聯關系， 以提高管廊管理平台的統一性和智能化水準， 對提升管廊後期運維的效率和管線安全的水準起到積極作用。随 着機器人、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台之中。 隻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作的安全和高效。