1.      系統(tǒng)設(shè)計(jì)

我公司自主研發(fā)地基于環(huán)狀光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的城市地下綜合管廊安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過BRET實(shí)時(shí)綜合監(jiān)控平臺，實(shí)現(xiàn)將XXX地下綜合管廊內(nèi)供電、電信、電視的運(yùn)行情況以及供氣、供熱、供水管道泄漏的實(shí)時(shí)監(jiān)測、報(bào)警與定位，綜合管廊內(nèi)智能視頻監(jiān)控，風(fēng)機(jī)、水泵、閥門等的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，為地下綜合管廊的安全運(yùn)行、應(yīng)急處置提供先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程管理手段。

系統(tǒng)中將所有集水井的高液位數(shù)據(jù)和分布式管線測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心，通過軟件接口獲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)供熱及供水管道分段控制，一旦發(fā)生泄漏時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，啟動(dòng)決策人員和管理人員應(yīng)急預(yù)案，第一時(shí)間遠(yuǎn)程自動(dòng)/手動(dòng)控制分段控制泄漏管段，關(guān)斷供熱/供水閥門，并抑制倒灌回流，方便后期工作人員的維護(hù)，最大程度減少停止供熱/水面積。

2.      系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)主要由自動(dòng)化系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)組成。其中自動(dòng)化系統(tǒng)包括環(huán)境檢測、設(shè)備監(jiān)測、電氣管理等；電氣系統(tǒng)包括供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等；弱電系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)、對講系統(tǒng)等。

3.      系統(tǒng)架構(gòu)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

6.1.    系統(tǒng)架構(gòu)圖

環(huán)網(wǎng)是鏈接各區(qū)域集中器的以太網(wǎng)絡(luò)，將多個(gè)集中器采集到的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)保存到監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器，各電氣控制設(shè)備主要由整體開關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行器、數(shù)字量I/O模塊、光纖交換機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器、服務(wù)器、上位管理平臺等組成。

從網(wǎng)路結(jié)構(gòu)劃分為：傳感器信號采集段，該段采用RS485方式或DP總線模式；區(qū)域集中器通過光纖環(huán)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，并最終與管理平臺服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)。

6.2.    監(jiān)測層

6.2.1. 地下管廊環(huán)境監(jiān)測概述

地下管廊裝有各種線信號線、熱力管、燃?xì)夤堋㈦娦殴艿�、給水管道、電力管道等等，是一個(gè)多種信號與傳輸對象交匯的場所，為了充分保障管廊內(nèi)環(huán)境安全，需要對其內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，以達(dá)到實(shí)時(shí)、自動(dòng)監(jiān)測地下管廊內(nèi)的環(huán)境，其重要性不言而喻。

6.2.2. 地下管廊環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能

主要涉及到管廊內(nèi)的溫濕度、燃?xì)庑孤丁⒒痣U(xiǎn)、有害氣體、積水監(jiān)測等，據(jù)實(shí)際情況，還可能涉及到其它監(jiān)測。

通過在地下管廊配置相應(yīng)的傳感器及報(bào)警器，并通過通信將監(jiān)測信號引到區(qū)域信號集中器，區(qū)域信號集中器再通過光纖環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，通過配套的綜合管理平臺軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、顯示、分析等，并進(jìn)行應(yīng)用；通過軟件平臺對每個(gè)測點(diǎn)的地理位置、測量值或工作狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)采集，如出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會自動(dòng)生成報(bào)警（聲光報(bào)警、短信報(bào)警、郵件報(bào)警可選），第一時(shí)間通知到相關(guān)人員，將可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情消滅在萌芽狀態(tài)，避免造成大的經(jīng)濟(jì)損失及影響管線的正常運(yùn)行。

6.2.3. 地下管廊環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)測點(diǎn)說明

由于管廊較長，需要選擇合適的距離來設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，

1、對于溫濕度數(shù)據(jù)可以對參考200米一個(gè)測點(diǎn)

2、 對于燃?xì)鈭?bào)警則要針對實(shí)現(xiàn)情況選擇布的距離要大大縮短(或者選擇可能會發(fā)生報(bào)警的特殊區(qū)域)

3、 對于積水報(bào)警則選擇低洼或易積水區(qū)域監(jiān)測。

4、 對于有害氣體監(jiān)測，則要判斷具體是什么氣體為主，為何產(chǎn)生，如果產(chǎn)生了積水(污水)可能會產(chǎn)生惡臭氣體等。

5、 對于火情報(bào)警，按消防標(biāo)準(zhǔn)的話，會很密集，具體到管廊按什么標(biāo)準(zhǔn)，需要另行考慮。

6.3.    區(qū)域集中層

（1）熱力運(yùn)行監(jiān)控

熱力運(yùn)行監(jiān)控部分實(shí)現(xiàn)熱力管網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的遠(yuǎn)程控制功能，分為日�？刂颇Ｊ胶蛨�(bào)警處理控制模式。通過測溫光纖，發(fā)現(xiàn)熱力管線泄漏，監(jiān)控中心控制系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)設(shè)方案，自動(dòng)或人工發(fā)送控制信號給現(xiàn)場控制器，完成熱力調(diào)節(jié)閥門的遠(yuǎn)程控制。

（2）管線溫度監(jiān)視

能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測熱力管線運(yùn)行情況，按不同區(qū)域、不同管線，用不同展示方式顯示正在運(yùn)行和未運(yùn)行的管線。輔助相關(guān)人員進(jìn)行控制決策。

（3）管線閥門控制

通過測溫光纖，發(fā)現(xiàn)熱力管線泄漏，監(jiān)控中心控制系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)設(shè)方案，自動(dòng)或人工發(fā)送控制信號給管溝現(xiàn)場控制器，實(shí)現(xiàn)熱力調(diào)節(jié)閥門的遠(yuǎn)程控制，閥門開關(guān)狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示。

（4） 給水運(yùn)行控制

給水運(yùn)行控制部分實(shí)現(xiàn)給水管網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備的遠(yuǎn)程控制功能。通過繪制各管線工藝流程圖，實(shí)時(shí)展示線路運(yùn)行數(shù)據(jù)，顯示閥門開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)集水井高液位報(bào)警，監(jiān)控中心控制系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)設(shè)方案，自動(dòng)或人工發(fā)送控制信號給管溝現(xiàn)場控制器，完成給水閥門的遠(yuǎn)程控制。

（5）集水井高液位監(jiān)視

通過在各分控站給水工藝流程圖上標(biāo)記集水井位置，并監(jiān)控集水井高液位報(bào)警，當(dāng)發(fā)生高液位報(bào)警時(shí)實(shí)現(xiàn)彈窗報(bào)警提醒。

（6）管線閥門控制

通過集水井水位情況，分析管線故障，及時(shí)發(fā)現(xiàn)給水管線泄漏，監(jiān)控中心控制系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)設(shè)方案，自動(dòng)或人工發(fā)送控制信號給現(xiàn)場控制器，實(shí)現(xiàn)給水線路閥門的遠(yuǎn)程控制，閥門開關(guān)狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示。

（7）通風(fēng)風(fēng)機(jī)控制

通過檢測管廊內(nèi)的空氣質(zhì)量，根據(jù)檢測到的有害氣體及氧氣得得濃度，分析管廊內(nèi)空氣質(zhì)量是否符合人員生存條件，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的隱患，監(jiān)控中心控制系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)設(shè)方案，自動(dòng)或人工發(fā)送控制信號給現(xiàn)場控制器，實(shí)現(xiàn)給通風(fēng)風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程控制，風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示。

6.4.    網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層包括以太網(wǎng)交換機(jī)，光纖附件、執(zhí)行單元、數(shù)字量I/O模塊、光纖收發(fā)器等。網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)了區(qū)域集中器與管理層的一個(gè)數(shù)據(jù)交換，區(qū)域集中層可以通過網(wǎng)絡(luò)層對執(zhí)行層的設(shè)備發(fā)放指令，控制其現(xiàn)場各類電氣設(shè)備的啟停等，現(xiàn)場執(zhí)行層并且把信號狀態(tài)反饋給區(qū)域集中層設(shè)備。

6.5.    執(zhí)行層

執(zhí)行層的主要功能匯總本執(zhí)行過程層的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，實(shí)施對一次設(shè)備的控制功能，對現(xiàn)場電氣設(shè)備的打開與關(guān)閉等控制，并把現(xiàn)場電氣設(shè)備的反饋信號實(shí)時(shí)的反饋給區(qū)域集中層設(shè)備，使其在工程師站可以有效的觀察到現(xiàn)場設(shè)備的一個(gè)狀態(tài)。

4.      系統(tǒng)功能

XX綜合管廊專業(yè)管線運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)通過分布式布置的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場管廊溫濕度的采集，同時(shí)對現(xiàn)場電氣設(shè)備的控制與反饋狀態(tài)信號的采集，實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)場排水、排風(fēng)及照明系統(tǒng)等的控制。

7.

7.1.    系統(tǒng)主界面

包含供水、蒸汽、熱水管路圖，防區(qū)位置信息，電氣設(shè)備位置信息，總站及分站位置信息，防區(qū)內(nèi)報(bào)警信息等。

7.2.    防區(qū)監(jiān)控畫面

包含防區(qū)附近的攝像頭視頻畫面，溫濕度，照明等基礎(chǔ)信息，防入侵信息和火災(zāi)報(bào)警信息。

7.3.    電氣控制界面

實(shí)現(xiàn)對防區(qū)電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

5.      視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)綜合管廊全域內(nèi)人員的監(jiān)控，便于中控室值班人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場問題，排除故障以及對警情的及時(shí)處理，保證管溝內(nèi)正常運(yùn)行。

監(jiān)控系統(tǒng)通過系統(tǒng)前端監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)采集圖像信息，系統(tǒng)主機(jī)處理后在相連的監(jiān)視器上反映監(jiān)控場景；綜合管廊每X米為一段防火分區(qū)，共有X個(gè)防火分區(qū)，每段防火分區(qū)設(shè)置1臺工業(yè)交換機(jī)，在每段防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置X臺攝像機(jī)（區(qū)段出入口），分別監(jiān)測任何進(jìn)入防火分區(qū)內(nèi)的人員情況及內(nèi)部環(huán)境情況。

所有的視頻監(jiān)控畫面都可以通過媒流體服務(wù)器控制、顯示，實(shí)現(xiàn)全范圍監(jiān)控并且可在監(jiān)視器上切換顯示各防火分區(qū)的監(jiān)視畫面。

6.      火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的功能是實(shí)現(xiàn)對綜合管廊的全程監(jiān)測，將火災(zāi)報(bào)警信息及時(shí)、準(zhǔn)確地傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)火情預(yù)警、火災(zāi)報(bào)警、火災(zāi)處理及疏散，同時(shí)通過廣播系統(tǒng)，向綜合管廊內(nèi)的工作人員廣播，使他們及時(shí)撤離現(xiàn)場，保正人身安全等功能。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

為使系統(tǒng)安全有效地進(jìn)行工作，在每段防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置智能感煙探測器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、火災(zāi)電話、火災(zāi)廣播揚(yáng)聲器、聲光報(bào)警器、分布式測溫光纖等設(shè)備。系統(tǒng)采用總線連接，感煙探測器設(shè)置間距為10米；手動(dòng)報(bào)警按鈕設(shè)置在卸料口，兩邊的防火門處。

光纖測溫主機(jī)連接多條線性測溫光纜，測溫光纜主要監(jiān)測管溝內(nèi)電力電纜的溫度是否在正常的范圍內(nèi)運(yùn)行，對于管溝內(nèi)110kV的電力電纜，每根配置一條測溫光纜監(jiān)測其溫度的變化；對于10kV的電力電纜，每層橋架上敷設(shè)如正弦波般走向的測溫光纜。該系統(tǒng)溫度監(jiān)測精度為1°C,可任意設(shè)置多級溫度報(bào)警值，光纖測溫主機(jī)可提供一組繼電器輸出報(bào)警信號。

消防聯(lián)動(dòng)：

探測器發(fā)出檢測信號，火災(zāi)報(bào)警裝置聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，跳出該防火分區(qū)的視頻畫面，確認(rèn)報(bào)警。

聯(lián)動(dòng)排煙系統(tǒng)：每段防火分區(qū)設(shè)置有排風(fēng)及排煙系統(tǒng)，正常時(shí)用于排風(fēng)，火災(zāi)時(shí)通過火災(zāi)聯(lián)動(dòng)控制器啟動(dòng)風(fēng)機(jī)排煙。

聯(lián)動(dòng)電源：火災(zāi)確認(rèn)后，通過火災(zāi)聯(lián)動(dòng)控制器切斷非消防電源。

聯(lián)動(dòng)消防廣播系統(tǒng)：火警時(shí)，監(jiān)控中心啟動(dòng)廣播切換模塊進(jìn)行消防廣播，特別針對報(bào)警的防火分區(qū)、相鄰的防火分區(qū)進(jìn)行廣播疏散。

聯(lián)動(dòng)消防電話系統(tǒng)：控制中心可啟動(dòng)消防專用模塊與任一電話分機(jī)通話，現(xiàn)場任一分機(jī)或電話插孔處話機(jī)，通過火災(zāi)報(bào)警控制器確認(rèn)后與消防主機(jī)通話錄音。

7.      專用以太網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)：本工程局域網(wǎng)采用千兆位以太網(wǎng)技術(shù)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用自適應(yīng)以太技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用環(huán)型結(jié)構(gòu)，在中心控制室通過控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中心交換機(jī)實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)的連接及數(shù)據(jù)交換，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)控制站接入控制系統(tǒng)交換機(jī)，火災(zāi)報(bào)警裝置接入視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制中心各系統(tǒng)的集成及關(guān)聯(lián)互動(dòng)。

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：采用windows2003 Advanced Server作為應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)以及Internet/Intranet服務(wù)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的操作平臺。

交換機(jī)：控制系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中心交換機(jī)采用千兆交換機(jī)。

網(wǎng)絡(luò)安全：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)限制網(wǎng)絡(luò)的非法訪問為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全提供了基本的保證；組網(wǎng)方式采用采用網(wǎng)絡(luò)分段（物理分段和邏輯分段）；設(shè)置防火墻。