浅析综合管廊监控与报警系统设计

刘 晶 晶

(北京建达道桥咨询有限公司，北京 100015)

浅析综合管廊监控与报警系统设计

刘 晶 晶

(北京建达道桥咨询有限公司，北京 100015)

综合管廊具有空间封闭狭小、内部环境不佳等特点，为保证管廊安全可靠运行，需设置完善的弱电系统。以某城市综合管廊的监控和报警系统的设计为例，介绍了各系统的设备构成、信号传输方式及系统设计要点。

综合管廊，安全防范系统，通信系统，火灾自动报警系统，可燃气体探测报警系统

近年来，为积极响应国家关于加强综合管廊建设的要求，我国部分城市新区的新建道路根据功能需求，同步规划和建设了地下综合管廊。将市政管线集约化布置，便于管线的维护管理，同时避免了道路拉链式建设，提高了城市综合承载能力和市政设施服务水平。

为确保综合管廊内各类管线的安全运行，综合管廊均同步配套建设监控与报警系统等附属设施，采用以智能化固定监测为主、人工巡检为辅的方式，确保管廊内运行信息不间断反馈，以满足管理单位的运营维护要求。本文结合工程案例，重点分析城市综合管廊监控和报警系统设计,对系统的设备构成、信号传输方式及系统设计要点做详细阐述。

1 项目概况

福建省龙岩市某综合管廊全长约1.1 km，起点顺接龙岩大道综合管廊。

管廊断面采取综合舱、燃气舱双舱的布置型式，其中：综合舱断面尺寸为(4.5×3+1.4×1.5) m，包含给水管(DN500)、中水管(DN300)、通信管(16孔，含电信缆、交通电缆、有线电视电缆)、15孔10 kV电力电缆等；污水仓位于综合仓底部；燃气舱尺寸1.5 m×3 m，燃气管管径为DN150。

本项目防火分隔按间距不大于200 m设计，综合仓、燃气仓均分为6个防火分区。全线设置投料口、通风口和管线出舱口等功能节点，其中通风口合建人员出入口，投料口设置人员逃生井。在每个防火分区的通风口上层设置电气设备室。

本片区内监控中心由龙岩大道综合管廊建设完成，监控中心设置了完备的控制管理系统，对区域内综合管廊进行不间断监控。本项目纳入该监控中心管理范围，并根据本项目需求对监控中心现有设备进行必要的扩容。

2 监控系统

为保证综合管廊内各类管线的运行安全、进入管廊的工作人员的人身安全，以及出于管廊日常运营维护的需求，配置综合管廊监控系统。

2.1环境与设备监控系统

本系统由管廊监控设备、监控中心控制管理系统、传输系统组成。所有设备的检测结果上传监控中心分析处理，并将控制指令下发给监控设备。

1)系统结构。

在综合舱和燃气仓的各防火分区中段通风不利区域设置温湿度检测仪、氧气检测仪、CH4气体检测仪、H2S气体检测仪各一套，对管廊内的有害气体和温湿度进行检测。

综合管廊每个防火分区均设置一台区域控制柜(ACU)，每台区域控制柜内均设置两台千兆以太网环网交换机(分别用于监控数据、安防视频传输)、直流电源及配电开关。综合舱区域控制柜内设置一套本地控制器(PLC)，燃气舱与相邻综合舱共用一台PLC。

现场ACU采集的信息包括：温湿度检测仪检测值；氧气检测仪检测值；CH4气体检测仪检测值；H2S气体检测仪检测值；送(排)风机运行状态；集水坑水位计水位值；集水坑水泵运行状态；照明开关状态；电控井盖状态；红外报警装置报警信号；声光报警器报警信号。

监控设备采用屏蔽电缆接入本地控制器(PLC)，根据设备类型分别采用DI/DO/AI/AO接口。本地控制器连接监控千兆环网交换机,各防火分区的监控千兆环网交换机与监控中心的监控核心交换机组成自愈型千兆光纤环网，管廊设备数据通过该环网上传至监控中心。

2)联动控制。

现场ACU控制的设备如下：

a.送(排)风机运行控制：自控系统可根据温度自动启动通风机运行，根据规定在24 h进行定时自动通风；当有人员进入综合管廊时，提前进行通风换气，以确保人员健康安全；可根据火灾报警系统、燃气探测报警系统的需要开启/停止风机运行。当本系统和火灾报警系统同时作用时，火灾报警系统的级别优先。

b.集水坑水泵运行控制：消防系统在集水坑内设压差液位计，监控中心可显示集水坑实时水位信号以及排水泵的启、停、故障、手自动状态，排水泵通过自控系统实现液位自动控制、现场手动控制的功能。

c.照明开关及声光报警器控制：当某防火分区入侵报警或其他报警时，自控系统向监控中心发送报警信号，同时自动打开相关区域照明开关，启动声光报警器。

d.电控井盖控制：监控中心可通过自控系统远程开启/关闭电控井盖。

2.2安全防范系统

安全防范系统用于实时观测管廊内外运行情况，对特殊事件进行确认，为救灾排险提供直观信息。

综合管廊每个防火分区中部设置一对低照度红外枪式摄像机，遇曲线段增加摄像机。每个通风口电气设备室内设置一台低照度红外球型摄像机。当舱内发生火灾或有人非法进入时，可通过视频系统进行定位确认。外场视频信号接入区域控制柜内的安防千兆环网交换机，各防火分区的安防千兆环网交换机组成自愈型千兆光纤环网，将图像上传至监控中心，监控中心设置高清解码器、监视器墙、视频控制计算机等设备及相应的服务器，实现本地实时浏览、存储、管理和控制等功能。为保证图像存贮的可靠性，保存全部图像不小于30 d。

综合管廊每个通风口/投料口的人员逃生口均设置一套红外对射报警装置，在现场通过密码方式手动关闭和开启报警功能。在室外可直通管廊的井道盖板设置电控井盖。系统对管廊各出入口进行实时监控，具有非法开启报警、远程开关、本地应急开锁、内部应急逃生等功能。当检测到外部非法入侵时，联动启动照明系统、声光报警器，同时监控中心视频监视系统切换显示该区域的图像，供管理人员确认。

2.3通信系统

1)固定式通信系统。

本系统与消防专业电话系统合并设置。在综合仓、燃气仓每个防火分区电气设备室内设置IP型紧急电话分机一台，其中综合仓电话分机内置千兆环网交换机，相邻燃气仓内紧急电话接入该交换机。监控中心设有紧急电话控制主机、紧急电话工作站、接警电话等设备。现场话机通过单模光纤环网与监控中心连接，可实现现场与监控室人工坐席语音通话，并可接入市话外线。

2)无线通信系统。

本系统采用无线局域网(WLAN)方案实现管廊内移动语音通信。综合仓、燃气仓每个防火分区中部设置一台无线接入点(AP)，实现管廊内无线通信覆盖。监控中心设有接入控制器(AC)，实现对管廊内AP的集中管理。巡检人员通过手持VolP手机通讯。无线AP接入区域控制柜内监控千兆环网交换机。

3 报警系统

报警系统用于将管廊的火灾/燃气泄漏报警信息实时上传至监控中心，并使相关的设备处于消防运行状态，同时以声光报警等方式通知相关人员撤离现场。

3.1火灾自动报警联动系统

本项目采用集中报警系统。龙岩大道监控中心消防控制室内设置了集中火灾报警控制器，根据本项目的建设规模，在综合仓1号防火分区电气设备室内设置一台区域火灾报警控制器，完成全线的火灾监视和报警联动，并将所有信号上传至监控中心。

1)系统结构。

沿综合舱顶部以10 m间距设置感烟探测器；在电气设备间和投料口内设置点式感烟探测器。

在综合舱每层电力电缆支架上、综合舱顶部敷设线型感温光纤探测器。

在综合舱各防火分区以30 m间距设置火灾手动报警按钮，在各防火分区防火分隔处设置手动报警按钮。

在综合舱各防火分区以30 m间距设置火灾声光报警器，距离防火分区两端设置距离不大于15 m。

综合舱各防火分区在通风口电气设备室设置一台火灾显示盘，便于现场人员操作。各防火分区设置模块箱，负责所在区域联动设备信号接口。

手动报警按钮、感烟探测器、声光报警器采用总线式连接到区域火灾报警控制器上。

分布式光纤测温系统设置光纤测温主机一台，负责接入测温光缆信号。光纤测温主机将探测到的火灾报警信号通过通信协议模块传输给区域火灾报警控制器。

区域报警控制器采用单模光纤将火灾报警信号传输至监控中心。

2)联动控制。

火灾报警系统应能向中心计算机系统传输报警信息，联动摄像机监控系统自动转至相应区段的电视画面，供值班人员确认。值班人员确认后，联动控制器应完成以下动作：

a.切断非消防电源；

b.关闭送(排)风机；

c.接通应急照明系统；

d.开启所有声光报警装置；

e.联动控制开启着火区域干粉灭火器，启动声光报警装置和指示灯；

f.燃气舱室内天燃气浓度大于其爆炸下限浓度值(体积分数)20%时，报警控制器接收到燃气探测器报警信号后，启动事故段分区及其相邻分区的送、排风机。同时，启动声光报警装置。

3.2燃气探测报警系统

燃气探测报警系统由设置于监控中心的燃气监控工作站、燃气探测报警主机，设置于管廊燃气仓内的气体报警控制器、声光报警器、燃气探测器(自带声光报警)以及风机联动控制设备等构成。

燃气舱每个防火分区的电气设备间内设置一台探测仪控制箱，内设气体报警控制器，负责采集和显示现场燃气探测器信息。每个探测器和控制器设置自动报警装置，当燃气探测器监测到燃气浓度达到报警浓度时，现场发出报警信号，同时监控中心计算机管理系统接收报警信息及探测器检测值。

气体报警控制器同时将信号输出至火灾自动报警系统联动控制器，当天然气管舱天然气浓度超过报警浓度设定值时，系统联动启动燃气舱事故段分区及相邻分区的送、排风机。

系统结构：

在燃气管道连接处、阀门处、局部高点以及正常段每隔15 m设置燃气探测器，探测器吸顶安装。

在燃气舱各防火分区每隔30 m设置声光报警器，距离防火分区两端设置距离不大于15 m。

燃气探测器、声光报警器以总线式连接到分区气体报警控制器上。

分区气体报警控制器间采用RS485总线方式相连，并在1号防火分区报警控制器前增加中继，将报警信号传输至监控中心。

3.3防火门监控系统

综合管廊内的常闭式防火门处均设置防火门监控器，在综合仓、燃气仓的1号防火分区电气设备室内分别设置防火门监控分机一台。防火门监控器采用屏蔽电缆接入防火门监控分机，监控分机通过单模光纤，与设置于监控中心内的防火门监控主机进行通信。

防火门监控系统对防火门进行运行状态监测、故障反馈，当防火门处于非正常打开状态给出报警反馈，并使其恢复到正常状态。

防火门监控系统主机与火灾报警系统主机实行联动。火灾发生后，系统可接收火灾报警系统的信号，远程开/关事故分区防火门。

4 结语

目前，对于综合管廊附属设施的设计，尚未出台关于配置等级的明确规定。在实际设计过程中，宜结合管廊规模、管线类型、区域内管廊管理模式等因素，综合选定监控和报警系统方案，以形成可靠、先进、经济的城市地下运行管理系统，确保综合管廊的安全运营。

[1] GB 50838—2015,城市综合管廊工程技术规范[S].

[2] GB 50116—2013,火灾自动报警系统设计规范[S].

[3] 刘应明．城市地下综合管廊工程规划与管理[M].北京：中国建筑工业出版社，2016:142-151.

[4] 朱雪明．世博园区综合管廊监控系统的设计[J].现代建筑电气，2011(4)：21-25.

[5] 彭百川．综合管廊弱电系统设计简析[J].土木建筑与环境工程，2016(S2)：131-136.

Analysisondesignofintegratedcorridormonitoringandalarmsystem

LiuJingjing

(BeijingJiandaRoadandBridgeConsultingCo.,Ltd,Beijing100015,China)

The integrated corridor has the characteristics of narrow space and poor internal environment. In order to ensure the safe and reliable operation of the corridor, it is necessary to set up a perfect weak electricity system. In this paper, a city integrated corridor monitoring and alarm system design as an example, introduced the system equipment composition, signal transmission and system design points.

integrated corridor, security system, communication system, automatic fire alarm system, combustible gas detection alarm system

1009-6825(2017)30-0235-03

2017-08-16

刘晶晶(1985- )，女，工程师

TU892

A