综合管廊智能监控系统的研究与实现

曾 祥

西安市城市快速干道管理中心 陕西 西安 710077

综合管廊是在城市地下对电力、给排水、燃气、通信等管道进行集中建造的隧道工件,避免城市中出现空中及地面乱拉管线的问题,能够在一定程度上保证城市运行的安全性以及稳定性。在经过一段时间的建设后,开始注重管廊的运营维护内容,主要是为保证管廊结构安全,减少管廊风险,从而需要掌握管廊的安全动态。智能监控系统在综合管廊中的应用能够发挥出非常重要的作用,将网络技术、数据库技术、人工智能、信息处理以及管理决策等理论为基础,来研究出一套操作性强、功能全面,可进行智能、实时、动态监测的管廊安全智能监控系统。

一、智能监控系统的设计

(一)需求分析。综合管廊设置智能监控系统前,通常是以人工巡检方式来监控,以此找出管廊管理上存在的不足：(1)在地面建筑物较为密集的空间下建造综合管廊,其中包含很多附属结构,有着较多人工巡检信息,很容易出现遗漏信息的情况。(2)管廊内部有较多种类设备,现场传感器会产生许多监测数据,数据没经过处理或是进行粗略处理将很难支持管理者及时、准确的判断及预警。(3)管廊工程处于地下,发生事故时不能够准确获得发生事故的位置,无法顺利开展抢救工作。从以上几点内容可知传统的综合管廊监测方式还有很多问题存在着,主要变现为反馈数据滞后、信息不连续、分析挖掘利用运维数据不足等。根据管廊实际情况可总结出管廊智能监控两点需求。(1)功能需求。当前市面上的管廊监控系统存在着功能模块多、内容庞杂、功能重叠等问题,系统操作起来难度大。而本文所研究的智能监工系统采用功能整合以及系统分块设计,其中包括精准预警、环境监测以及智能管理等功能,能够使管廊中的运维数据互相连通,避免出现信息孤岛情况,可使运维工作者更好地开展相关工作。(2)数据需求。预判管廊安全环境中环境监测数据能够发挥重要作用,实际工作中需结合GB/T 51274-2017城镇综合管廊监控以及报警系统工程技术规范GBZ/T 229-2007密闭空间作业职业危害防护规范等明确需要监测的环境指标[1]。针对传统监测中有许多杂乱数据、不能够快速预警判断等问题,智能监控系统通过智能算法来处理传感器采集到的数据,获得的结果能够直接判断管廊安全预警的级别。

(二)总体架构。下图1为综合管廊智能监控系统,该系统总体架构主要由感知层、数据层、接口层、应用层、模型层、展现层等组成。其主要是运用传感器与检测装置对管廊内部的温湿度、气体等环境数据进行采集,以此全面感知管廊环境状态。接着使接口层与数据层紧密连接,数据层能够存储实施监控信息和历史监控数据,运用三维软件可重构综合管廊模型,基于此构建管廊的智能监控系统[2]。

图1 为综合管廊智能监控系统

二、智能监控系统的实现

(一)环境及设备监控系统。该系统主要分为两部分,一部分是环境安全监测,另一部分是设备检测,环境安全监测主要是通过管廊内传感器来检测设备,对管廊内的温湿度、气体浓度等指标进行实时监测,以信息融合方式处理数据,并作出相应决策。在RFID基础上进行设备检测,以无接触形式传递信息,利用无线电讯号对设备进行识别,同时读写其中数据,以此自动导入设备数据。

(二)安防监控系统。为避免综合管廊遭到人为破坏,需要在管廊智能监控系统中安装安防系统,通过监测设备对人员非法入侵情况进行监测,如果存在非法入侵情况,需要自动向中央智能监控系统传输报警信号,启动声光报警器以及语音警告撤离等报警设备,同时通过简拼监控来筛查和定位报警区域入侵人员。

(三)预警和报警系统。该系统主要是针对管廊中发生的特殊事故,例如火灾、爆管以及积水等,实时监测管廊内温度、湿度、气体和水位等参数,以此对事故发生进行判断。在发生火灾时,相应位置火灾探测器将会发出信号,将自动灭火设备启动,监控中心会同时收到报警信号,以便于及时制定应对策略。管廊中出现事故时,需根据事故特点,在人员出入口、井盖、不同舱室等位置设置检测装置,例如探测器,比如给水管舱室可安装检测爆管液位装置,对廊内水位进行实时监测,如果管廊内液位不正常,需及时通知管线单位将阀门关闭。

(四)专用通信系统。该系统主要能够解决常用公共通信系统难以达到管廊内外通信的问题,结合实际要求对不同通信手段进行设置,主要有无线通信和有线通信,无线通信是运用无线对讲机和管廊内人员进行通信,而有线通信则是在控制中心安装VOIP交换机,基于此实现数据交换,并且能够和PSTN市话连接,确保管廊内VOIP电话通讯联系控制中心[3]。

结束语

当前我国城市化进程不断推进,综合管廊工程建设规模随之扩大,为保证综合管廊运行的安全性,需要对其进行有效维护和管理,只有获得相关数据信息才能够保障维护工作顺利开展,从而应采用监控系统对综合管廊运行各项信息进行监测采集。传统的信息采集系统和监控系统主要是通过人工来操作,由于任务量大,功能复杂,难以获得良好监测采集效果。针对这一情况即可应用智能监控系统,智能监控系统能够实现自动、实时、动态、准确监测、采集有关信息,保证为维护工作开展提供支持。同时该系统也能够在有故障出现是及时预警,通过预警信息判断故障原因、位置等信息,由此制定合理的控制策略,保证管廊运行的安全性,促进城市更加健康、安全的发展。