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智慧管网解决方案


一、方案概述
       随着我国城市的快速发展,地下管线增多,各种地下管线的施工为城市发展带来了诸多不便,而城市综合管廊的应用能很好地实现各管线统一规划、统一设计、统一建设和管理,各地管廊建设正在如火如荼的开展。地下综合管廊集洪水排水、电力、电信、光缆、热力、?#35745;?#31561;各种管线及其附属设备于一体,实施统一设计、施工和管理,因此传统的管理模式难以满足管廊管理的需求,通过智慧化、信息化手段解决管理难题,是新时代管廊管理的必要课题。我们根据实际管理需要提出了基于BIM技术,将管廊结构监测、廊内环境温、湿度、有害气体浓度、通风、水泵设备状态、集水坑液位、入侵检测、视频监控、人员定位等管理内容,统一纳入智慧化管廊管理云平台?#26657;?#20855;有重要的社会意义和经济价值。本方案已经列入了吉林省2018年度科技发展计划,受到了吉林省科技厅的高?#28909;?#21487;和立项支持。


二、方案架构
       城市综合管廊的建设目标是在信息化管理的基础上,逐步实现自动化,用智慧覆盖整个管廊运行管理的全过程,实现高效、节能、安全、环保的“管、控、营”一体化智慧型管廊。


       智慧管网监测管理系统由环境与设备监控系统、安全防范系统、通信系统、预警与报警系统、地理信息系统和统一管理信息平台六部分组成。

 

管网1.png

监控与报警系统架构图


       系统基于BIM模型,将物联网的“管、控、营”一体化的智能管控系统,从数据采集、通信网络、系统架构、智能联动到综合数据服务等方面的设计,与BIM模型进行数据实时联动,解决了管廊监控与报警建设中存在着内部干扰性强、使用单?#27426;?#21450;协调复杂的根本问题,大大提高了系统运行的可靠?#38498;?#21487;管理性,提升了管廊基础设施、环境和设备的恢复效率,进而实现了监控?#34892;?#24212;用“五大系统,一个平台,一根光纤,一组基站”即能对管廊内部设备的远程管理与联动控制。


三、方案实施
1 环境与设备监控系统
1.1系统简介
       环境与设备监控系统的功能,实现了对综合管廊全域内环境和设备参数状态的全程监控,实时监控信息通过多功能基站准确、及时地传输到监控?#34892;?#30340;统一管理信息平台,从BIM模型上可以直观准确的展示,便于值班人员及时发现现场环境和设备问题,排除故障以及对警情的及时处理,保证管廊正常运行。


1.2系统组成
       环境与设备监控系统主要由智能传感器(环境监控、设备监控)、多功能基站和智能LED显示器等设备组成。
       通过在每个防火?#26234;?#20869;出入口和通风口处安装气体(O2、CH4、H2S)、温度、湿度、烟雾、水位、水浸等监测传感器,在监控?#34892;?#25511;制室显示屏上,显示每个防火?#26234;?#30340;氧气百分比含量和温度/湿度,并通过BIM模型和安全阈值设定,对风机、水泵等设施进行自动控制和远程操控。  


1.3 监测内容
       环境参数监控传感器布置如下:

管网2_?#21271;?png

环境参数监控内?#33660;恚?#27880;:●应监控;▲宜监控)


2 安全防范系统
2.1系统简介
       安全防范系统,是通过BIM+GIS技术,实现对综合管廊全域内人员的全程监控,将实时视频信息和电子巡查信息通过多功能基站及时、准确地传输到监控?#34892;模?#20415;于值班人员及时发现现场问题,排除故障以及对警情的及时处理,保证管廊正常运行。


2.2系统组成
       安全防范系统主要包含BIM模型、视频监控系统、门禁系统、?#24266;?#20405;系统和可视化巡检系统(电子巡查管理系统)五部分。


3 通信系统
3.1系统简介
       通信系统的功能是实现管理、巡检和施工人员的通信联络,管廊配备各区间工作人员之间、现场工作人员与监控?#34892;?#20043;间保持信息通畅,确保前端巡检人员信息及时上报,监控?#34892;?#21629;令及时下达。


3.2系统组成
       通信系统主要由广播对讲基站、WIFI无线手机和语音调度服务器等设备组成。

管网3.png

 

4 预警与报警系统
4.1系统简介
       预警与报警系统的功能是实现对综合管廊的全程监测,系统将预警和报警信息通过多功能基站及时、准确地传输到监控?#34892;模?#22312;BIM模型上可视化的反馈,实现?#26234;?#39044;警、报警、处理及疏散,同时通过广播系统,向综合管廊内的工作人员广播,使他们及时?#38450;?#29616;场,保证人身安全等功能。


4.2系统组成
       预警与报警系统由火灾报警系统和可?#35745;?#20307;探测报警系统两部分组成。


4.3联动功能
       (1)消防联动:探测器发出检测信号,报警装置联动视频系统,跳出该防区的视频画面,确认报警。
       (2)联动排烟/气系统?#22909;?#27573;防火?#26234;?#35774;置有排风及排烟/气系统,正常时用于排风。当确认探测到火灾/可?#35745;?#20307;时,监控?#34892;?#21487;通过多功能基站传输指令实现远程启动风机排烟/气。
       (3)联动电源:?#26234;?#25506;测信息确认后,监控?#34892;?#21487;通过多功能基站进行指令传输以切断非消防电?#30784;?br/>       (4)联动广播系统:?#26234;?#25506;测信息确认后,监控?#34892;?#21551;动广播切换模块进行?#26234;?#20449;息广播,特别针对?#26234;?#30830;认区、相邻?#26234;?#36827;行广播疏散。
       (5)联动电话系统:监控?#34892;?#21487;启动专用模块与任一广播基站通话;现场任一广播基站或电话通过监控?#34892;?#30830;认后实现与调度主机通话?#23478;簟?/p>


5 地理信息系统
5.1系统简介
       地理信息系统的功能是实现对综合管廊人员、设备和巡检车辆的位置坐标数据的采集、存储、管理、分析和表达,将信息通过多功能基站及时、准确地传输到监控?#34892;模?#23454;现对通风线路、避灾路线、监测设备、巡检人机坐标等信息的GIS浏览,并通过与BIM模型的实时联动,有效、可视的反馈现场信息


5.2系统功能
       地理信息系统基于BIM模型,展示地下管廊和内部各专业管线基础数据管理、图档管理、管线拓扑维护、数据离线维护、维修与改造管理、基础数据共享等功能信息,直观、美观、统一、友好的人机交互界面,简单、准确的传达指令信息。


       同时,系统具有丰富的地图展示效果,同时支持二维、三维地图的在线展示、流畅切换,支持旋转、缩放、平移等基本操作,且具有统一坐标系,为监控人员与决策人员提供准确的地理信息,确保信息统一可视,在应?#26412;?#25588;时提供有效的安全分析?#30784;?/p>


6 统一管理信息平台
6.1系统简介
       统一管理信息平台的功能是实现对大数据的综合分析和交互,将信息通过多功能基站及时、准确地传输到监控?#34892;模?#20197;BIM+GIS模式实现位置坐标的可视化追踪。


6.2系统集成
       由于统一管理信息平台依靠多个不同功能的系统,为了有效消除各系统间的信息孤岛,我们?#29992;?#25143;集成、应用集成、通信集成、数据集成、安全集成和管理集成六个方面构建一个全局SOA架构和多系统集成互联网的数字化、网络化、集成化和智能化的统一管理信息平台。
       (1)门户集成。实现环境与设备监控系统、安全防范系统、通信系统、预警与报警系统、地理信息系统及其它所有系统在统一门户上的集成化统一管理。
       (2)应用集成。基于网络架构、以电子地图为导航的综合集成管控平台,实现集成系统之间的信息交换和共享,并对集成信息进行综合应用。
       (3)通信集成。集成平台通过建立起一套统一的信息体系,利用先进的XML语言,在各个前端采集设备与平台之间按照统一的标准接口,通过消息服务进行信息交换和控制信息交换。
       (4)数据集成。通过对多系统数据采集和分析,可以实现系统之间的关联和统计,并可以输出不同的报表。
       (5)安全集成。建立统一的权限管理体系,以密码技术为基础,在网络环?#25345;?#23454;现统一用户管理、身份?#29616;?#21450;单点登录、统一授权管理、安全审计与责任认定、统一门户管理功能等,为各系?#31243;?#20379;完善的安全支撑。
       (6)管理集成。通过统一的管理平台实现对五大系统的管理,包括对设备和软件的注册、配置、维护和更新。

 

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