智慧管廊可视化管理系统搭建

Posted 2021-02-17 ztmap

一、系统构架

 

智慧管廊综合性监控及运维管理服务平台由智能物联网平台（IOT）、数据中心（DC）、监控运维服务中心（MC）三部分构成。IOT服务平台完成集中监控、统一管理、数据信息共享、（硬）联动操纵。DC完成数据储存、发掘剖析。MC完成数据信息运用，业务流程管理，（软）联动操纵，智慧运维。

 

选用层次设计方案、统一构架、标准协议、协作管理总体技术架构，包含感知层、连接层、传输层、数据层、展现层。

感知层：根据控制器、监控摄像头收集管廊气体、温度湿度、水位线、电力工程、通讯数据信息完成对全部管廊运作情况的感知，根据风机、水泵、配电设备、照明灯具、消防安全完成全部管廊的安全性运作。

连接层：出示统一的机器设备连接服务，出示各种通讯终端设备及连接计划方案，选用统一的数据收集及操纵端口实体模型，适用多种工业生产通讯协议。

传输层：选用有线无线通讯互联网，完成可以信赖的双重数据传输，保证各种感知数据信息即时收集及其远程操作指令即时抵达和实行，无缝连接互联网大数据服务站。

数据层：借助先进的数据库集群技术，大数据技术及其大数据处理技术，搭建智慧管廊大数据处理系统。出示从终端设备到服务平台、从机器设备到业务流程、从数据信息到经营管理决策全业务、全数据、全覆盖。

展现层：借助RS、GIS、GPS、BIM技术、三维展现、虚拟显示技术及其移动互联技术为智慧管廊的营运商出示多方位的运用展现服务项目。

二、物联网云平台

物联网云平台包含自然环境与机器设备监控系统、安全防护系统、火灾报警与消防联动系统、通讯系统、管道检测系统等弱电系统集成。

 

1、自然环境与机器设备监控系统

自然环境与机器设备监控系统完成对综合性管廊全地区各舱室内空气和机器设备的主要参数和情况执行远程监控，确保管廊内各市政工程基础设施建设的正常运作。监控內容包含：

管廊温度湿度、集水井液位仪、有害物质浓度值、氧气含量；

管廊内照明灯具、排烟风机、污水提升泵的机器设备运作情况、常见故障警报的监控和远程操作、智能化调整；

选用硬联动、软联动、远程操作三级工作机制。

 

2、视频监控系统

视频监控系统由监控摄像头、流媒体服务器、储存、视频综合性管理服务平台（与智慧管廊综合性运维服务平台集成化）等构成。系统选用数据信号传输技术，共用网络通信，完成统一的视频流储存、显示信息和远程控制启用等作用。

适用监控数据信号的实时多方式显示、视频图像行为分析、集中化储存管理、互联网实时浏览、图像处理、系统日志管理、客户和权限管理、设备维护管理；适用前端开发任意图像的轮巡和排序转换等操纵；另外还可与门禁系统、人员定位系统、消防安全系统、环控系统、防侵入系统等联动。

 

3、光纤线防侵入系统

根据在地下综合管廊工作人员入口处、通风孔和加料口部位布署周边安全防护光纤设备，避免非法侵入恶性事件。当侵入恶性事件产生时，立即检测非法侵入，根据神经元网络+遗传算法系统识别、视频核查，进行侵入警报与现场声光警告。适用与视频监控系统、门禁系统、智能机器人安全巡检系统联动。适用红外线、微波加热等传感器技术检测系统连接。

 

4、电子器件下水井盖监控系统

电子器件下水井盖监控系统根据对管廊加料口或逃生出口处的电子器件后盖板情况展开实时监测和远程操作，合理控制不法进到地下管廊展开盗窃、毁坏等个人行为，确保地下管道的安全平稳运作。

系统由机械设备部分、操纵部分和通信部分构成：机械设备部分由下水井盖和独特设计方案、订制生产加工的机械设备部分构成；执行模块选用特性平稳的推杆电机、步进电机、液压机系统，操纵部分选用特性平稳的PLC控制模块。通信选用规范电气设备端口。

可完成远程操作、现场操纵、紧急状况操纵；可与照明灯具系统、智能机器人安全巡检、视频监控、消防安全等系统联动。

 

5、门禁系统

门禁系统由门禁系统管理服务平台、门禁控制器、SD读卡器、发卡机、非接触式IC门卡、门磁、电磁锁等构成。门禁控制器选用数据信号传输技术，根据以太网接口主干互联网接入监控管理中心。

系统具备开关门权限管理、门卡报失管理、不法闯进管理、双重读卡器防添加管理等作用，另外能通过监控中心综合性管理服务平台与消防安全系统联动，收到消防安全系统警报信息内容后，门禁控制器自动开启所操纵的门，便捷工作人员脱险。门禁系统管理服务平台集成到管廊综合性监控系统中，完成出入工作人员管理、联动方式管理等系统作用。

 

6、智能机器人安全巡检系统

将服务机器人连接管理服务平台后可以完成自动安全巡检、主动检测、应急管理，处理人工服务安全巡检应对的室内空间细长、附设设备多、效率稍低的难题。系统关键由智能机器人本身（包含运动小车、导航栏控制模块、躲避障碍物控制模块和通讯控制模块）、多参数检测系统（包含可见光拍摄、红外测温仪、温度湿度检验、甲烷气体和氧气浓度检验）、通讯子系统、后台子系统和电气设备配件构成。

根据巡检机器人与别的机器设备合作，完成与自然通风、排水管道、消防报警系统、电子器件下水井盖等系统联动。

 

7、人员定位系统

选用高精密无线网络精准定位系统，借助先进的单脉冲无线网络精准定位技术，布署精准定位通信基站，为运维工作人员配戴标识，完成实时定位、全局性显示信息，智能化每日签到、评定管理，安全巡检、科学研究生产调度，电子围栏、出现异常警报，视频联动、资源共享。高精度达15~30cm，系统容积大，实用性好，无漏卡。

 

8、管廊防外破检测系统

大城市综合性管廊归属于地下隐蔽机器设备，时常因为市政管理需要，大型机械会在管廊附近连续、频繁的工程施工，对管廊构造导致巨大的影响，比较严重时还会继续造成 土层塌陷等重大安全事故。

对于第三方毁坏造成 电缆线隧道施工构造毁坏的状况，可根据管廊防外破检测系统布署检测光缆电缆对地下设备附近一定范畴内的土壤层震动信息内容展开持续检测和剖析，进而完成地下管廊安全性预警信息，合理避免第三方毁坏。

 

9、管廊构造地基沉降检测系统

管廊历经长期经营，隧道施工段与隧道施工段的接口处会形成相对位移，这类相对位移分为水平方向和竖直方向的偏移，而产生在竖直方向的偏移会造成 土层地基沉降，比较严重时会造成 塌陷等重大安全事故。

根据光纤光栅式水平仪对管廊构造的地基沉降状况展开持续检测，及时对管廊构造地基沉降情况和形变发展趋势做出判断和预警信息，合理确保大城市综合性管廊的安全运营。

 

10、火灾事故全自动警报系统

含电线电缆的舱底设定火灾事故全自动警报系统。选用集中化警报方法设计方案，由火灾探测器、手动消防报警系统按钮、火灾事故光控报警器、消防应急广播、消防安全专用电话、消防报警系统控制板等构成。在监控管理中心或消控室设定消防报警系统显示设备，管廊现场根据系统总线控制回路安全巡检、接受、显示信息每一个警报点的工作情况。

消防报警系统产生时，根据统一监控服务平台连动视频监控系统、自然环境与机器设备监控系统、自动救火系统，将火灾事故现场视频弹出来，起动排烟系统，打开管廊逃生门，关掉火灾事故所属系统分区与邻近系统分区的防火门窗，起动相对系统分区的全自动救火设备。

 

11、通讯系统

通信网络系统完成综合性管廊内各系统间及各系统与监控管理中心间的统一组网方案、通讯传送及信息交换。监控管理中心设关键层交换机，用光纤线互连构成关键环网；防火安全操纵系统分区设连接层交换机，用以该疏散出口内前端机器设备的互联网接入；连接层交换机排序划为数个子网，构成光纤线子环网；光纤线子环网根据双链路连接关键环网，构成全部通讯系统，配备统一网络管理员系统完成通讯设备线上管理。

无线通讯系统根据在管廊内布署无线接入点完成管廊内无线覆盖，另外管廊无线网络运用能够完成智能巡检和人员定位。无线网络AP根据所属疏散出口的连接层交换机连接与核心交换机联接的无线网络AC，完成全部管廊内的无线网络WIFI覆盖。

 

12、应急通讯系统

有线应急通讯选用光纤线电话系统。系统单独成网并具有治愈、自查作用，能连接本地通话。管廊内电话有一键呼叫控制中心的作用。固定电话应急通信系统可以与监控器网络平台互动交流，而且固定电话应急通信系统能接纳网络平台传出广播节目的命令并将广播节目內容播发出来。

 

无线网络紧急通讯系统是运用漏泄通信原理，在管廊内建立无线通讯互联网，完成生产调度基台与移动手持终端之间、移动手持终端与移动手持终端之间的双重无线通讯。该系统隧道内机器设备主要由漏泄电缆线、双重中继器、负荷和智能终端构成。

 

13、分布式系统光纤测温系统

可根据布署在廊体顶端或电缆线表面实时监测廊体或电缆线温度。根据自发性拉曼（Raman）透射效用，部位的明确是根据光时域反射面OTDR技术。温度传感器光缆电缆做为测温传感器直接联接至温度测量服务器，服务器可根据标准接口与外界别的消防报警系统机器设备展开通讯，也可与别的消防安全操纵系统联网，几台机器设备能够 根据网络交换机展开灵活组网。

系统能将管道的实时温度显示出去，及时处理过网络热点，一旦检验到所精确测量工作温度值或升温速度超出设置阈值时，系统全自动警报，根据以太网接口或是汽车继电器将即时报警信号送至监控中心及其火灾事故报警设备，有利于工作人员处理及消防联动。

 

14、电缆线动态性电缆载流量监测系统

根据DCR电缆线动态性电缆载流量优化算法模型，融合电缆线环境温度和运作电缆载流量曲线图，预知包含电缆线电导体温度的热应力转变全过程，精确测算出电缆线缆芯温度及短时间动态性电缆载流量。可事前测算恒定电流量和恒定电缆线环境温度一览表，出示线上紧急负载参照测算。

 

15、接地装置电流量监测系统

正常状况下金属材料护层对地只有几十伏的感应电压，但一旦接地装置系统遭受毁坏，金属材料护层对地工作电压便会到很危险的标值，对管道自身及安全巡检工作人员存有严重的安全风险。

电缆线护层接地装置电流量监测系统根据在电缆终端头的电线接头上安装电流量监测设备（电压互感器），实时监测接地装置电流量瞬变、突变状况，完成对电缆线接地装置常见故障迅速预警和精确定位，为路线维修出示前提条件。

 

16、局部放电监测系统

电缆线局放在线监测系统可以实时检验电缆线內部产生的局部放电数据信号，合理地除去电磁干扰。检验到的局部放电数据信号根据光缆电缆传送到变电站监控管理中心，根据分析系统对局部放电的种类和局部放电水准展开具体分析，进而评定局部放电的危害，分辨机器设备绝缘层情况，并得出相对设备维护管理检修具体指导计划方案。

 

17、通讯光缆电缆、排水管道线监测系统

对通讯光纤线监测包含：断纤、常见故障监测。根据OTDR全自动监视技术可展开光纤传输衰减系数、常见故障精准定位、光纤线长短、连接头衰减系数的精确测量。光纤线监测一般包含线上监测和线下监测。

 

根据对供电系统辐射采暖管道工作压力、总流量、水体等状况展开即时线上监测，合理提升供电生产调度工作中的品质和效率，完成供电自动化技术管理。

 

18、管道泄露监测系统

供热管道泄露监测：根据分布式光纤温度监测系统，实时线上监测供热管道泄露的产生，并根据后台管理泄露监测软件即时载入温度、压力、总流量等必须的供热数据信息。

 

天然气管道泄露监测：燃气主要成分是烷烃，在其中甲烷气体占绝大部分，根据监测燃气铺设沿岸室内环境的甲烷气体浓度值，可合理发觉天然气泄露。

 

19、GIS系统

测绘地理信息系统（GIS）出示室内空间测绘地理信息作用服务项目，为各业务流程运用出示基于二三维场景的数据可视化管理等作用支撑，并维护保养数据库查询。适用卫星图，可在地图上显示信息监测机器设备遍布，出示必需的机器设备精准定位。从宏观经济角度完成管廊访问、属性查询、管道网运作动态性监测、应急管理、地形图二三维联动、空间地区查询与剖析、GIS算量与标明等作用。

 

20、BIM技术

以BIM为主要驱动，完成在管廊全使用寿命周期的方案设计提升、全过程仿真模拟监控器、数据可视化管理、资源分配、仿真模拟等作用，结合深度学习优化算法，真正完成人工智能技术。

 

将综合管廊中的自然环境、电力、消防、监控、自然环境等各个系统、多种类型的数据融合连通，根据BIM+GIS、BIM+VR实现对全部管廊运作局势的形象化操控。从外部经济角度完成管廊內部数据漫游、危险因素警报、运作主要参数显示信息。

 

21、VR系统

VR系统完成对综合管廊的智慧管理、虚拟安全巡检、远程操作、应急演练、虚拟体验等作用。系统根据UE4服务平台产品研发，由虚拟工作站、视觉效果信号接收器、VR输出设备、无线接收器和音箱系统等构成。

 

智慧管理：用VR实现综合管廊智慧化管理；

虚拟安全巡检：对管廊各类数据信息与信息内容实时观测；

远程操作：根据VR推送命令操纵排风系统等附设设备系统；

应急演练：仿真模拟洪水灾害、火灾事故等紧急事件，演习应急方案；

虚拟体验：城市地下空间综合开发利用认知教育、宣传推广。