李艷秋

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：在城市地下工程中，城市地下綜合管廊的布設(shè)合理性與管理科學(xué)性會影響城市建設(shè)質(zhì)量，而加強對城市地下綜合管廊的自動化監(jiān)控，則成為提高地下綜合管廊建設(shè)效率的重要保障。本文就針對城市地下綜合管廊的主要結(jié)構(gòu)及對其進(jìn)行自動化監(jiān)控的必要性和自動化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建進(jìn)行了全面的分析。

關(guān)鍵詞：自動化監(jiān)控功能系統(tǒng)；城市地下建筑；地下綜合管廊

城市建設(shè)規(guī)劃和城市的整體發(fā)展水平密切相關(guān)，對城市的發(fā)展而言，應(yīng)該提高對土地資源的利用效率，才能真正地發(fā)揮出城市的規(guī)模效益，由此在城市建設(shè)項目中出現(xiàn)了地下工程。城市地下綜合管廊的構(gòu)成較為復(fù)雜，涉及較多的線路，包括電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)、給排水系統(tǒng)等多種線路，要實現(xiàn)對各種線路的合理布置和綜合管控，必須加強對城市地下綜合管廊的監(jiān)控，且在當(dāng)前智能化技術(shù)不斷被應(yīng)用的前提下，應(yīng)加強對城市地下綜合管廊的自動化監(jiān)控，才能顯著提高城市地下管廊的安全系數(shù)，并為各類管線的穩(wěn)定運行提供支持。

城市地下綜合管廊在近年來受到大家的廣泛關(guān)注，對于城市地下綜合管廊的施工和維護(hù)人員而言，必須對地下綜合管廊的構(gòu)成有充分的了解。在地下綜合管廊中，涵蓋較多的管線系統(tǒng)，其中包括能源管線系統(tǒng)和各種結(jié)構(gòu)的管線系統(tǒng)。其中能源管線系統(tǒng)包括高壓管線、低壓管線和通信管線等，而對于給排水等結(jié)構(gòu)管線而言，則涵蓋給水管線、排水管線、電力管線等。對于城市地下綜合管廊而言，需要在建設(shè)的過程中關(guān)注其能夠為城市發(fā)展提供的保障，包括電力供應(yīng)、熱力供應(yīng)、供水供應(yīng)以及通信供應(yīng)等，做好這些保障，才能夠充分發(fā)揮城市地下綜合管廊的效益。

對于我國的城市建設(shè)而言，在建設(shè)地下綜合管廊建筑時，其采取的主要結(jié)構(gòu)形式還是預(yù)制的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對于管廊的單倉而言，其采取的建筑結(jié)構(gòu)為口字型，構(gòu)建口字型結(jié)構(gòu)時，采取的單倉的合理間距為10m/段。在布設(shè)好單倉后，要對其進(jìn)行相互拼接，通過合理的拼接可以形成長距離的地下綜合管廊。在建設(shè)地下綜合管廊時，可能會遇到較為復(fù)雜的建造位置，一般需要將地下綜合管廊布設(shè)在公路結(jié)構(gòu)的中間位置等，在公路結(jié)構(gòu)的中間位置常見的構(gòu)造是綠化帶，這種構(gòu)造能夠很好地實現(xiàn)穩(wěn)定的地下綜合管廊結(jié)構(gòu)的建造，能夠提高地下綜合管廊結(jié)構(gòu)的堅固性。

在實際的地下綜合管廊的布設(shè)和建造過程中，需要根據(jù)城市區(qū)域的發(fā)展要求和該區(qū)域的整體結(jié)構(gòu)布局來確定城市地下綜合管廊的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合工程實際可知，可以將城市地下綜合管廊分為幾種管廊結(jié)構(gòu)形式，即高壓管路、低壓管路、供水管路和熱力管路等管廊結(jié)構(gòu)。不同的管廊結(jié)構(gòu)其功能存在差異，因此需要在實際的城市地下綜合管廊工程中對不同的管廊結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)分，可以借助隔板分離管廊結(jié)構(gòu)，從而使不同管廊結(jié)構(gòu)的功能充分地發(fā)揮出來，避免出現(xiàn)功能交叉和效益受損的現(xiàn)象。

城市地下綜合管廊的施工基本是在地下進(jìn)行，且需要建設(shè)的地下綜合管廊的線路較長，較長的施工工期會導(dǎo)致在施工過程中遇到較多的施工阻礙，包括地下環(huán)境潮濕和雨水積水的長期侵蝕等。對城市地下綜合管廊進(jìn)行施工一般要在城市整體建筑還沒有完全竣工前進(jìn)行，因此，城市整體建筑的質(zhì)量得不到保證，可能會出現(xiàn)地基沉降等問題。一旦出現(xiàn)地基沉降問題，地下綜合管廊結(jié)構(gòu)中的各種管道很可能會出現(xiàn)管路破裂的情況，包括供水管路破裂和供暖管路破裂等。尤其是在管廊伸縮縫位置更容易出現(xiàn)管道壓裂或破壞的問題。城市地下綜合管廊中的任何一個管道或者管路出現(xiàn)破壞，都會引發(fā)一系列的連鎖反應(yīng)，從管道或管路破壞出發(fā)進(jìn)而導(dǎo)致管理中的建筑設(shè)施和相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)損壞。在管廊施工過程中，以天然氣管路為例，一旦其管道出現(xiàn)破裂，會導(dǎo)致天然氣泄漏，從而引發(fā)人身安全隱患。

從上述論述可知，對于城市地下綜合管廊的建設(shè)而言，必須加強對其的自動化監(jiān)控，要加強對地下綜合管廊施工各個關(guān)鍵位置的實時監(jiān)控，并實現(xiàn)自動化監(jiān)控和追蹤，由此才能及時發(fā)現(xiàn)城市地下綜合管廊建設(shè)過程中出現(xiàn)的管道或管路的破裂問題，還可以及時加以預(yù)防和控制。

3.1掌握自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要分類

在城市地下綜合管廊建設(shè)過程中應(yīng)用自動化監(jiān)控系統(tǒng)，需要相關(guān)人員了解自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要價值，意識到通過應(yīng)用自動化監(jiān)控系統(tǒng)能夠很好地保障地下綜合管廊系統(tǒng)的穩(wěn)定建設(shè)與運行，提高地下綜合管廊系統(tǒng)的安全性。對于城市地下綜合管廊而言，自動化監(jiān)控系統(tǒng)的另一個重要作用在于實施監(jiān)控與實時調(diào)控，能夠密切監(jiān)視地下綜合管廊各個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，包括照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)等，對每一個系統(tǒng)而言，都應(yīng)該實現(xiàn)自動化監(jiān)控。在應(yīng)用自動化監(jiān)控系統(tǒng)之前，相關(guān)人員需要對自動化監(jiān)控系統(tǒng)的分類進(jìn)行掌握，并且要提高其與城市地下綜合管廊系統(tǒng)的結(jié)合度，主要可以將自動化監(jiān)控系統(tǒng)分為環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、安全按防范系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和自動巡檢監(jiān)控系統(tǒng)等。在應(yīng)用上述系統(tǒng)時，要加強對每一個系統(tǒng)的適應(yīng)性調(diào)整與優(yōu)化，要滿足城市地下綜合管廊系統(tǒng)的運行要求，實現(xiàn)高效配置與合理優(yōu)化。

3.2對自動化監(jiān)控系統(tǒng)的針對性應(yīng)用措施

3.2.1環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

在城市地下綜合管廊運行過程中，要應(yīng)用環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，加強對環(huán)境內(nèi)氣體含量的監(jiān)控、對空氣濕度的監(jiān)控以及對集水井水位情況的監(jiān)控等。一旦出現(xiàn)異常情況，環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可以自動發(fā)出報警，形成及時預(yù)警。

3.2.2安全防范系統(tǒng)

城市地下綜合管廊必須保障長期安全運行，因此需要高度關(guān)注和應(yīng)用安全防范系統(tǒng)，可以在綜合管廊的各個重要位置安裝監(jiān)控器，確保全方位、自動化的監(jiān)控。通過構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)，能夠很好地幫助監(jiān)控人員了解管廊內(nèi)的實際情況，并形成圖像信息，可以很好地抵制綜合管廊現(xiàn)場出現(xiàn)的“非法入侵”情況，并及時報警。此外，還包括綜合管廊的門禁系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對綜合管廊出入口等位置的出入管廊，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對出入人員等的自動記錄，加強對總管廊的安全防范。

3.2.3消防報警監(jiān)控系統(tǒng)

城市地下綜合管廊中常見的安全事故為火災(zāi)和爆炸事故，因此，相關(guān)人員必須提高對此類事故的重視程度。而通過自動化監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對該類事故很好的預(yù)防，主要體現(xiàn)在消防報警監(jiān)控系統(tǒng)上。通過應(yīng)用這一系統(tǒng)，可以很好地感應(yīng)地下的煙氣變化和安全要素的變化，從而快速感知安全隱患，且能夠在很快發(fā)出通知，從而能盡量降低火災(zāi)及爆炸事故出現(xiàn)的概率。

3.2.4設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

城市地下綜合管廊系統(tǒng)中存在較多的系統(tǒng)，包括照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等，因此要加強對各個系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的監(jiān)控，由此需要構(gòu)建和應(yīng)用設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。要搭建起設(shè)備監(jiān)控平臺，以監(jiān)測管廊內(nèi)部的設(shè)備的功能，并協(xié)助設(shè)備維護(hù)人員做好設(shè)備的維修和保養(yǎng)工作。

3.2.5自動巡檢監(jiān)控系統(tǒng)

自動巡檢監(jiān)控系統(tǒng)強調(diào)的是監(jiān)控工作的自動化水平，將其應(yīng)用到地下綜合管廊中能夠代替人工監(jiān)控模式，從而提高監(jiān)控效率。城市地下綜合管廊本身的長度就較長，通過人工監(jiān)控很難達(dá)到理想的效果，因此，需要改善以往的監(jiān)控模式，積極地應(yīng)用自動巡檢監(jiān)控系統(tǒng)，可以利用監(jiān)控機器人來實現(xiàn)對管廊內(nèi)部的高效巡檢，從而提高運行效率，優(yōu)化監(jiān)控措施。

4 AcrelEMS-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(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)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(diào)復(fù)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(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)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(dá)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)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(yīng)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(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

4.3平臺架構(gòu)

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(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)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(guān)柜、變壓器微機保護(hù)測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、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?xì)怏w濃度、門禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預(yù)警，同時也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機等設(shè)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(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)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(jìn)行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預(yù)警。

4.5相關(guān)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)

5結(jié)語

城市地下綜合管廊的長期穩(wěn)定運行需要借助自動化的監(jiān)控系統(tǒng)才能實現(xiàn)?；诔鞘械叵戮C合管廊的系統(tǒng)復(fù)雜性和監(jiān)控高效性的要求，在對其進(jìn)行自動化監(jiān)控時，必須充分了解城市地下綜合管廊的結(jié)構(gòu)，了解自動化監(jiān)控系統(tǒng)對城市地下綜合管廊的重要性，并通過構(gòu)建各種系統(tǒng)，包括環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和自動巡檢監(jiān)控系統(tǒng)，來真正實現(xiàn)對城市地下綜合管廊的自動化監(jiān)控。

參考文獻(xiàn)

【1】江立泳.自動化監(jiān)控系統(tǒng)在城市地下綜合管廊中的應(yīng)用.

【2】萬長恩，王偉珍，王棟梁.綜合管廊監(jiān)控管理平臺[J].中國交通信息化

【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05

審核編輯 黃宇