安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：綜合管廊作為城市地下管線的綜合載體，對城市發(fā)展有著重要促進意義，結合現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)通信技術的應用，對城市綜合管廊進行智能化管理，能夠有效提高城市基礎服務質量。城市綜合管廊在物聯(lián)網(wǎng)技術的應用推動下，得到了較大程度的發(fā)展，對城市的發(fā)展建設也起到了較為突出的作用。結合物聯(lián)網(wǎng)技術，不斷優(yōu)化施工設計方案，提高施工及流程的規(guī)范性以及標準，整體提升城市綜合管廊的服務質量，是現(xiàn)階段城市基礎設施建設的*點。本文圍繞城市綜合管廊在物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)作用下的具體應用情況展開論述，以進一步推動城市基礎設施建設。

關鍵詞：綜合管廊；物聯(lián)網(wǎng)；融合通信系統(tǒng)

0引言

物聯(lián)網(wǎng)技術在現(xiàn)代社會企業(yè)生產(chǎn)、運營過程中有著重要的應用，其不僅在通信方面提供了較大便利，更是對機械應用效率、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質量的提高產(chǎn)生較大影響。作為城市基礎設施建設重要的組成部分，綜合管廊對城市發(fā)展的影響不言而喻，合理利用物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)，可以有效提升管廊運營管理水平，進而提升入廊的電力、給水、通信等管線安全運營水平，提升城市供電、供水以及網(wǎng)絡通信的可靠性和安全性，對保障城市安全運行有著非常大的促進作用。

1工程案例簡介

城市綜合管廊建設發(fā)展過程中，物聯(lián)網(wǎng)通信技術起到了很大的作用，對管廊現(xiàn)代化建設提供了可靠的信息通信支持。如中國聯(lián)通通信業(yè)務，對城市綜合管廊建設提供了可靠的信息通信幫助。對于市政基礎設施綜合管廊建設的需求，中國聯(lián)通公司就結合了自身的綜合信息服務優(yōu)勢，圍繞構建信息化企業(yè)目標，進一步實現(xiàn)安全、可靠、無線化融合以及國際化統(tǒng)一且穩(wěn)定的信息化企業(yè)網(wǎng)絡目標。針對市政管廊需求中基礎通信業(yè)務（語音、數(shù)據(jù)）、人員艙室定位、信息安全保障等，中國聯(lián)通公司對相應定位系統(tǒng)網(wǎng)絡層架構作出了合理優(yōu)化，運用蜂窩網(wǎng)絡室內(nèi)定位技術，實現(xiàn)高精度定位目標，對城市綜合管廊內(nèi)部各管線系統(tǒng)進行*準定位，以保證管線問題發(fā)生時，能夠被及時發(fā)現(xiàn)、*準定位，輔助管線維修人員進行相應操作，以滿足城市綜合管廊物聯(lián)融合通信管理需求，對城市基礎設施建設起到促進作用。中國聯(lián)通公司與管廊運營管理單位的合作中，除在語音、數(shù)據(jù)等方面進行加強優(yōu)化外，更進一步構建完善系統(tǒng)內(nèi)部虛擬專網(wǎng)、核心專網(wǎng)等，以保證城市綜合管廊系統(tǒng)能夠更加高效運行和處理相關業(yè)務，為民眾提供更高水平的城市基礎服務。

2物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)的構成與功能

現(xiàn)階段的城市綜合管廊通信系統(tǒng)主要是針對狹小封閉空間研發(fā)的一種新型物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)，其在通信穩(wěn)定性以及覆蓋面積方面有著很大優(yōu)勢，該系統(tǒng)的具體構成與功能情況如下述內(nèi)容所示。

2.1構成

“智慧線”是能夠將射頻單元、回饋系統(tǒng)以及電源線、信號處理單元和傳輸線等匯聚在同一電纜內(nèi)部的特殊線纜。從外觀上看，智慧線與常規(guī)電纜幾乎相同，不同的是其線纜內(nèi)部構造，每間隔一段距離，會設置一個無線通信節(jié)點，節(jié)點可覆蓋30～50米的范圍，節(jié)點覆蓋交疊，能夠實現(xiàn)無線通信信號穩(wěn)定且連貫，實現(xiàn)語音、定位以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)主要依托智慧線（隧道通信系統(tǒng)延伸構成）的無線空中接口，接入智慧線網(wǎng)絡，承載語音、定位以及數(shù)據(jù)等業(yè)務。該系統(tǒng)通信與傳統(tǒng)基站組網(wǎng)方案不同，該組網(wǎng)方案的部署難度較低，且建網(wǎng)速度較快，成本較低，容易維護。

2.2功能

城市綜合管廊相當于一條市政管線通道，可以實現(xiàn)水務、燃氣以及網(wǎng)絡通信、電力、熱力等的集中敷設。運行過程中，對現(xiàn)代信息化建設、管理需求程度也會越來越高。在智慧線支持下，城市綜合管廊可以實現(xiàn)高效通信、指揮，統(tǒng)一、開放的城市監(jiān)測目標，對管廊中各監(jiān)測儀表、設備狀態(tài)業(yè)務應用以及檢測設備和人員、無線通信等進行綜合管控。在報警、監(jiān)控功能實現(xiàn)的同時，對細分專業(yè)系統(tǒng)如通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、防火系統(tǒng)、標識系統(tǒng)和供電、照明系統(tǒng)等附屬設施系統(tǒng)業(yè)務進行聯(lián)動，以保證各系統(tǒng)業(yè)務之間能夠“互通有無”，共同控制整個管廊的運行管理體系。且在現(xiàn)代科學技術不斷發(fā)展下，后續(xù)科技創(chuàng)新應用過程中，該系統(tǒng)也可以以其開放性特點，容納更多智慧通信技術，拓展業(yè)務的同時，更好為城市綜合管廊網(wǎng)絡服務。物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)具體有如下幾方面功能。

（1）建立并提供一套統(tǒng)一開放、全覆蓋型通信平臺。①實現(xiàn)全覆蓋式工業(yè)級無線2M數(shù)據(jù)接入平臺；②實現(xiàn)建設一套全覆蓋無線300M寬帶接入平臺；③為專業(yè)設備、系統(tǒng)提供接入、傳輸途徑；④內(nèi)部形成光纖環(huán)網(wǎng)；⑤具有數(shù)據(jù)分類、分析、儲存以及處理等功能；⑥具有語音交換以及公網(wǎng)接入功能；⑦平臺具有較強的開放性和擴展性。

（2）在上述功能建立的基礎上，對具體系統(tǒng)業(yè)務進行優(yōu)化研發(fā)，能夠在多領域進行實踐應用，各領域應用過程中，體現(xiàn)出無線通信的優(yōu)勢——移動終端間、移動終端與各路電話之間（如調度電話、行政辦公電話以及公網(wǎng)電話等）的語音、短信功能。在定位顯示方面也有著較大優(yōu)勢，可以通過在線巡查方式，對人員位置等進行實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常會立即上報相關數(shù)據(jù)、圖文信息，再結合無線通信、視頻功能，實現(xiàn)遠程操控。除此之外，系統(tǒng)內(nèi)部自帶安全防范模塊，能夠及時定位入侵者，聯(lián)動視頻監(jiān)控、聲光報警等系統(tǒng)，對非法入侵行為予以實時監(jiān)測、監(jiān)控。其內(nèi)部的無線傳感接入系統(tǒng)，能夠監(jiān)測管廊內(nèi)部環(huán)境參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常就會立即啟動報警裝置，能夠對系統(tǒng)內(nèi)部各環(huán)節(jié)、模塊以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M行監(jiān)控。系統(tǒng)內(nèi)部的地理信息模塊能夠融合管廊內(nèi)部各專業(yè)管線實現(xiàn)基礎數(shù)據(jù)管理、共享目標。不僅如此，統(tǒng)一管理信息平臺可以根據(jù)用戶的具體要求提供定制服務，實現(xiàn)與各專業(yè)管線管理單位相關基礎數(shù)據(jù)之間的交互應用；還可以為基礎設施地理信息系統(tǒng)預留通信接口，且保證具有可靠性、易維護性以及容錯性、可擴展性。

（3）除上述功能外，物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)還融合了城市綜合管廊中的自動照明、無線廣播、情報發(fā)布、在線監(jiān)測、警報以及無線視頻傳輸、APP應用擴展等功能，對城市綜合管廊的建設與發(fā)展提供可靠的通信網(wǎng)絡保障。

3加強城市綜合管廊基于物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)應用的意義及措施

城市綜合管廊物聯(lián)網(wǎng)融合通信應用具體還應做到以下幾點，才能保證該系統(tǒng)應用能夠符合各時期、各階段的城市發(fā)展要求，滿足城市基礎設施建設需求。

3.1強化智慧管廊技術的應用

城市綜合管廊物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)還應注意強化智慧管廊技術的應用，以進一步滿足城市發(fā)展需要。現(xiàn)代科學技術在不斷發(fā)展，過程中應該將相應的技術有效運用于城市綜合管廊物聯(lián)網(wǎng)融合通信過程，以此提高系統(tǒng)應用的效果。應用各類先進技術準確把控項目各層面信息，利用建模實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，為后期具體的施工提供可靠的數(shù)據(jù)支持。如現(xiàn)階段已逐漸被廣泛應用的BIM以及GIS技術，將該兩種技術進行充分融合，可實現(xiàn)智慧管廊技術的有效應用。

具體融合操作如下：①針對BIM技術進行調整，工程建設運用三維數(shù)字技術，為工程建模，對施工項目相關信息做數(shù)字模型處理，進而提出合理、科學的可視化解決方案，將其運用到工程施工過程，如設計過程、施工以及運營過程等，以此提供更加有效的服務。②針對GIS（地理信息系統(tǒng)）技術，利用計算機采集地表空間、地理分布相關數(shù)據(jù)信息，并對信息進行分析處理，利用BIM、GIS技術結合的方式，實現(xiàn)地下管線、建筑結構、地理環(huán)境等相關數(shù)據(jù)的采集，利用該數(shù)據(jù)進行建模處理，將管廊、管線以及其他與工程相關數(shù)據(jù)信息輸入模型，促進管廊工程建設水平提升。

3.2整合廊內(nèi)設備，提升工作效率

進一步完善環(huán)境與設備監(jiān)控體系，有效提升綜合管廊的管理質量。首先，需構建完整的無線通信系統(tǒng)。將該系統(tǒng)與公共網(wǎng)絡通信系統(tǒng)以及gu話等進行充分融合，設置于管廊內(nèi)部，穩(wěn)定聯(lián)系各移動終端。除此之外，還可以利用公共網(wǎng)絡dian話，運用“總部接入+內(nèi)部電話hao碼”方式，對異常情況進行及時報警，通知并輔助相關維修人員快速找到故障位置，進行針對性維修。其次，可以利用物聯(lián)通信技術實現(xiàn)在線巡查，以幫助相關管理人員充分了解管廊內(nèi)部結構，對運行數(shù)據(jù)做深入分析，依據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)，分析找到管理不足之處，進而針對性改正。與此同時，相關管理人員還可以借助無線通信、視頻功能，對相關業(yè)務進行遠程控制。再次，可進一步建立安全防范體系，以有效防御外部入侵，準確定位入侵者，聯(lián)動視頻監(jiān)控、報警裝置，依據(jù)相關數(shù)據(jù)信息，快速分析入侵者信息，并能夠對臨時查看人員進行合理的區(qū)域控制，以免系統(tǒng)信息泄露或遭到不法入侵。除此之外，還可以建立無線傳感接入系統(tǒng)，綜合運用物聯(lián)網(wǎng)通信技術，針對管廊內(nèi)部環(huán)境參數(shù)做進一步監(jiān)控，實時監(jiān)測數(shù)據(jù)變化情況，控制報警裝置等，以保證系統(tǒng)運行安全。*后，可結合地理信息系統(tǒng)，加強城市綜合管廊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理、功能發(fā)揮，嚴格監(jiān)管各管線，加強維修、保養(yǎng)，加大管理力度，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部各類數(shù)據(jù)信息共享，以保證城市管線交通運行良好。與此同時，還應該進一步結合現(xiàn)代信息技術、大數(shù)據(jù)分析技術等，根據(jù)用戶需求，合理構建信息分析管理平臺，以有效提高信息利用率。在平臺中預留通信接口，以備后續(xù)保養(yǎng)、維修利用。

3.3完善預警報警機制，強化風險管控

物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)對城市綜合管廊的日常管理有著重要影響。城市綜合管廊位于地下，

其運行空間特殊，維修、保養(yǎng)操作難度較大，對相關人員的技術能力提出更高要求。而物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)則能夠在信息技術、通信技術等的支持下，實現(xiàn)管廊內(nèi)部各系統(tǒng)模塊間的交互運行，并對運行情況進行實時監(jiān)測與控制。利用數(shù)字化處理技術，將各系統(tǒng)模塊的運行數(shù)據(jù)集中于同一平臺，進行綜合處理，能夠達到高效管理的目的。對于管廊內(nèi)部系統(tǒng)模塊出現(xiàn)的問題，能夠及時做出反應，并提示作出相應處理。不僅如此，城市綜合管廊中安裝無線傳感裝置，能夠利用通信技術，在原數(shù)據(jù)庫及其內(nèi)部數(shù)據(jù)信息維護的基礎上，及時分析找出相應的維護、管理問題，進而輔助制定解決方案。具體應用過程中，還需準確輸入各項數(shù)據(jù)，如管線保修時間要求、維護時間要求等，后續(xù)發(fā)生故障時，可以利用傳感器即時報警，來提醒相關專業(yè)人員進行維修處理，提高城市綜合管廊整體運行服務質量。運用物聯(lián)網(wǎng)通信技術還能夠對城市綜合管廊的具體設施維護過程進行合理簡化，整體提升管廊信息智能化水平。如可以結合利用人工智能技術，實現(xiàn)智能化識別功能，對城市綜合管廊各管線進行運行、管理方案的優(yōu)化，并對運行管理過程作出有效評價，為后續(xù)優(yōu)化內(nèi)容做參考，提高數(shù)據(jù)利用率，滿足城市綜合管廊運行安全、運行穩(wěn)定的需求。值得注意的是，物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)在具體搭建應用過程中，應該妥善處理各項信息數(shù)據(jù)，加強閾值預警設計以及構建病害三維模型等，以保證其能夠更好地為城市綜合管廊系統(tǒng)服務，保證管廊整體通信系統(tǒng)運行通暢，為城市基礎服務提供可靠保障。

3.4體現(xiàn)自動化控制優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的自動化控制方案相比較，基于物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)的城市綜合管廊更具有優(yōu)勢性。首先，其能夠在*大程度上節(jié)省設備的布置空間，利用物聯(lián)網(wǎng)嵌入式控制系統(tǒng)，能夠降低設備空間要求，降低土建施工難度及投入。由此也能夠進一步縮減布線成本，縮短施工周期，在建設期、運維期都能夠*大降低成本。且能夠一定程度上降低運維難度，可借助零編程等實現(xiàn)設備自動控制，向著界面化操作方向發(fā)展，有利于及時解決運維難題。其次，基于物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)的城市綜合管廊建設，具有更高的可靠性。通過采用先進且可靠的自組網(wǎng)Mesh網(wǎng)絡架構，能夠滿足對管廊設備以及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性提高的要求，并能夠對環(huán)境的健康狀態(tài)進行有效甄別與監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測受到傳感器壽命以及技術架構等方面影響，相較于傳統(tǒng)誤報率高的傳感器，物聯(lián)網(wǎng)技術支持下的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠更加有效地甄別環(huán)境情況，并對其做出智能分析，提高環(huán)境監(jiān)測準確率的同時，能夠提供智慧預jing服務，提醒相關人員及時做出調整，整體提升環(huán)境監(jiān)測甄別效率效果。城市綜合管廊工程建設過程中，運用物聯(lián)網(wǎng)技術后，改善土建環(huán)境的同時，有效促進相關網(wǎng)絡建設，對整個城市基礎設施建設的智能化、自動化發(fā)展提供了可靠保證。

4AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

4.1平臺概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)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(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡、系統(tǒng)架構、聯(lián)動控制和綜合數(shù)據(jù)服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內(nèi)部干擾性強、使用單位多及協(xié)調復雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環(huán)境和設備的使用和恢復效率。

4.2平臺組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數(shù)據(jù)，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監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

3.3平臺拓撲

4.4平臺子系統(tǒng)

4.4.1電力監(jiān)控

電力監(jiān)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(jiān)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(shù)和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、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(huán)境監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)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(shù)據(jù)的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

4.4.3電氣安全

 AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)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(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

4.5相關平臺部署硬件選型清單

4.5.1電力監(jiān)控及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

4.5.2電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

4.5.3消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)

4.5.4防火門監(jiān)控系統(tǒng)

4.5.5消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)

5結語

綜上所述，城市綜合管廊基礎設施建設對城市發(fā)展起到非常積*的促進作用。相關部門及工程建設單位，應該在認識到科技產(chǎn)品應用對綜合管廊建設重要性的基礎上，積*采取有效措施，以改善綜合管廊建設環(huán)境，提高其應用效率。在充分了解物聯(lián)網(wǎng)融合通信系統(tǒng)后，繼續(xù)尋找創(chuàng)新突破之法，將該系統(tǒng)技術更加有效地應用于城市建設工程中，使其發(fā)揮*大效用，對民眾的生產(chǎn)生活起到更大的促進作用。相關技術研發(fā)人員，也應該加大技術研發(fā)力度，進一步推陳出新，應用相關技術推動城市發(fā)展。

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