西门子综合管廊智慧化运维管理系统

郑　凯,　钟　时,　王国明,　李志刚

[1.西门子(中国)有限公司 上海分公司, 上海　200082;2.西门子(中国)有限公司, 北京　100102]

0　引　言

2015年8月10日,国务院办公厅印发[2015]61号《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》文件指出:“到2020年建成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营”。随着国家的大力推广,全国掀起综合管廊建设的热潮,2016年成为国家综合管廊建设的元年。根据BHI统计,截至2017年4月,综合管廊拟在建项目超2 700 km,总投资约为3 000亿元,其中11省市建设规模超上百千米。未来3～5年内,将开工建设综合管廊8 000 km,总投资额近万亿元。这些综合管廊建成后,将在2～3年内逐步投入使用进入后期运维阶段。由于地下综合管廊投资巨大、成本高昂、回收期长及设计寿命期许值高,通过PPP模式开展地下综合管廊建设和运营,将成为解决地下综合管廊建设中长期投资的重要途径和来源。运维时间一般占整个PPP项目合作期的90%左右,且关系到整体收益,因此综合管廊的后期运维是PPP模式能否成功的关键一环,而良好的运维管理系统又是后期运维的最可靠基石[1]。

城市市政公用管线是城市赖以正常运行的生命线,综合管廊实行“统一规划、统一建设、统一管理”,做到地下空间综合利用和资源共享。而如何进行管廊交付后的智能管理,是现有综合管廊项目面临的一大问题。

1　项目概述及西门子综合管廊智慧化运维管理系统

在赤峰中心城区综合管廊项目上业主提出要做智慧管廊这个概念。为满足业主的要求,采用西门子智慧运维综合管理系统平台,其是基于云服务、BIM/GIS及大数据技术,针对管廊智慧化运维建设的系统平台。

西门子综合管廊统一管理运维平台含以下子系统:环境与设备监控系统,供配电监控系统,安全防范监控系统,火灾自动报警系统,可燃气体探测报警系统,通信系统。

各子系统应使用同一平台软件,形成统一且唯一的数据库,实现环境与设备系统、供配电系统、安防系统、火灾自动报警系统、可燃气体探测报警系统、通信系统之间的深度集成。各子系统的所有信号在同一平台、同一数据库中,实现各子系统信号的连锁,提高管廊管理水平,实现少人值守,甚至无人值守。

西门子综合管廊统一管理运维平台如图1所示。

图1　西门子综合管廊统一管理运维平台

除以上系统外,可依托西门子综合管廊监控平台,开发出更多的智慧子系统。

(1) 应急管理系统。管廊运维管理期间事件分为一般事件和应急事件两类。一般事件指日常运维管理期间发生的监测指标预警、设备故障等,应急事件指火灾、入侵、洪水、恐怖袭击等大型、特大型自然或人为事件。系统依据事件级别和分类发出相应的通知,按四级管理体系逐级上报处理。

应急管理系统界面如图2所示。

(2) 日常管理系统。日常管理指管廊与管廊日常运维相关的业务管理,主要包括管廊的巡检、维护及维修。

(3) 资产管理系统。资产管理系统基于BIM/GIS软件系统与物联网技术相结合的技术,将各个作业环节的基本数据以及BIM/GIS信息进行自动化的采集,保证资产管理各个环节数据输入的速度和准确性,实现对资产的申领、购置、入出库等全生命周期的可视化管理,做到企业对资产设备的全天不间断的监管模式(该系统涉及的各类表格由甲方制定后提供)。

图2　应急管理系统界面

(4) 大数据智能分析系统。综合管廊大数据分析通过综合分析系统中长期运维过程中累积的物联网数据、经营资产管理数据、应急档案数据等,深入挖掘其中深层次信息,分析其中具备规律关联关系,并提供智能化分析。

2　BIM+GIS系统

BIM在规划阶段进行整体布置、智能规划;在设计阶段,优化物业性能,创造高舒适度环境,提高物业价值;物业运营过程中,建立物业资产管理数据库、智能设备应急处理、三维空间租售。

BIM的作用如图3所示。

图3　BIM的作用

GIS地图能直观地在运维时告知准确的仓位发生故障,在第一时间进行相应的维护。GIS地图示意如图4所示。

图4　GIS地图示意

3　互联网+移动终端技术

移动终端技术指管廊正常运维阶段的各种终端管理应用技术,主要是综合管廊移动终端APP,包括管廊运维、管廊经营管理和管廊应急等内容,细分以下内容。

(1) 三维显示功能:基于模型轻量化技术,实现移动端三维模型展示。

(2) 查询功能:模型与管廊设备设施关联,通过移动端模型实现综合信息查询。

(3) 统计分析功能:以专题图形式显示综合管廊监测监控系统各个子系统的实时数据,可配置需要显示的监测监控系统子系统。

(4) 巡检维护通知提醒功能:包括查看任务、任务查询、巡检记录。用户可使用文字、图片、视频等多种方式记录巡检及维护过程。

(5) 知识库搜索功能:根据关键词对知识库进行模糊搜索,查找解决方案。

(6) 应急提醒功能:以报警的方式显示紧急事故,提供应急指南及逃生路线规划。

“3R”(VR/AR/MR)技术包括虚拟现实技术、增强现实技术及混合现实技术,基于特定设备模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,具体应用于以下方面:

(1) 模拟场景功能:与应急演练模块关联,生成三维险情模拟,为应急演练提供技术支撑。

(2) 员工培训功能:基于模型提供虚拟场景,使员工身临其境参与到培训内容,直观、形象实现课程培训。

(3) 隐蔽工程核验功能:展示管廊中隐蔽结构工程与实际情景对比,发现其中缺陷等。

“3R”技术在综合管廊中的应用如图5所示。

图5　“3R”技术在综合管廊中的应用

4　结　语

综上所述,西门子智慧运维综合管理系统离不开3大智慧。

(1) 智慧感知:运用先进的传感和传输技术,全面感知管廊关键信息,对影响管廊正常运转的事故进行预警,实行超前控制。

(3) 智慧决策:通过对海量数据进行分析挖掘,结合逻辑关系模型,萃取其中的有效信息,为运维决策提供有效辅助,提升管理水平。

参考文献