城市综合管廊安全防护系统设计

王 亮

(中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津300074)

1 概述

2 安防系统组成

管廊的安防系统主要由视频系统、入侵探测报警装置、出入口控制装置、电子巡查管理系统4个子系统组成。安防系统的数据可以上传至管廊主体外附近的监控中心，由管廊运行维护人员统一管理。

2.1 视频系统

视频系统能够比较直观地显示现场的实际情况[1]，是安防系统的“眼睛”。视频系统由前端摄像机、传输介质、储存设备组成。现场的前端摄像机采集视频数据，通过传输介质(同轴电缆、网线或光纤)传输到位于监控中心的储存设备。前端摄像机一般有两个选择，方案1采用模拟摄像机，方案2采用网络摄像机。不同方案的前端摄像机，对应不同的传输介质和储存设备。

① 采用模拟摄像机的方案1

采用传统的模拟摄像机，视频系统详见图1。摄像机通过视频同轴电缆传输现场图像数据，储存则采用硬盘录像机(DVR，置于现场设备间)，实现图像数据的本地储存，储存时间一般为30 d。图像数据通过交换机，采用以太网远传至监控中心。

图1 模拟摄像机视频系统

② 采用网络摄像机的方案2

采用网络摄像机，视频系统详见图2。摄像机通过网线或光纤传输现场图像数据，储存采用硬盘录像机(NVR，置于现场设备间)实现视频的本地储存，图像数据储存时间一般为30 d。图像数据通过交换机，采用以太网远传至监控中心。

图2 网络摄像机视频系统

2.2 入侵探测报警装置

入侵探测报警装置由报警探测器和报警控制器组成，主要针对管廊内非授权人员的闯入，通过安装在管廊现场隐蔽位置的探测器，在入侵者毫无察觉的情况下报警。管廊内的报警探测器主要采用幕帘式红外探测器(被动式)或对射式红外探测器(主动式)。

最后，出口热度降温，印度尿素招标结束后的沉淀期再遇国际尿素价格跌势，至于11月份巴基斯坦、斯里兰卡、孟加拉国以及印度的尿素采购预期尚未明朗，且对近日震荡的贸易商报价或有博弈情绪。

幕帘式红外探测器的检测原理是，当防范区域内有人体移动时，人体发出的红外线经过光学透镜聚焦到热释电红外传感器上，热释电红外传感器感应到红外线信号，经处理后输出开关量信号给其控制器(置于现场设备间)，通过以太网向监控中心发出远程报警信号。

对射式红外探测器由主动红外发射机和被动红外接收机组成，当发射机与接收机之间的红外光束被完全遮断或达到一定遮断比例时，输出开关量信号给其控制器(置于现场设备间)，通过以太网向监控中心发出远程报警信号。具体选型时可以根据发射机与接收机之间的红外光束需求，选择双光束或三光束产品。

上述两种探测器均需与报警控制器成套使用，入侵探测报警装置连接系统详见图3，图3中对射式红外探测器为双光束型。

图3 入侵探测报警装置连接系统

2.3 出入口控制装置

出入口控制装置主要针对人员出入口(巡检人员进出管廊的常规通道)。一般采用门禁系统对其进行控制，由读卡器、电锁、开门按钮、控制主机组成，上述设备均安装在现场人员出入口通道门附近，门禁系统详见图4。巡检人员进入人员出入口时，采用随身携带的磁卡(与读卡器配套)刷卡或在读卡器上输入密码的方式开启电锁，正常打开通道门。当人员出入口通道门异常开启(如暴力破坏电锁或切断门禁系统电源)时，控制主机会向监控中心发出远程报警信号。当管廊内发生重大事故(如火灾)时，由管廊内其他监控系统发出信号给控制主机，自动开启人员出入口通道门。

图4 门禁系统

根据控制主机与监控中心的连接方式不同，选用不同的开门条件。

① 门禁系统的方案1

采用离线式门禁系统。控制主机仅与现场的读卡器、电锁和开门按钮连接，独立成为一个体系，通过预设的固定磁卡或密码开启电锁。操作记录均在本地储存，无法远程调用。状态信息可以通过管廊的其他系统远传至监控中心。

② 门禁系统的方案2

采用联网式门禁系统。控制主机与现场设备连接的同时还与监控中心联网，开门必须经过监控中心操作人员授权后，才能用磁卡或密码开启电锁。操作记录和状态信息可实时远传至监控中心，供管廊运行人员随时查看调用。

2.4 电子巡查管理系统

电子巡查管理系统是以感应识别技术(RFID)智能卡为信息媒介，结合智能卡识别技术、计算机软件技术、电子控制技术、网络通信技术，实现保安巡查、设备巡检的管理系统。

电子巡查管理系统由监控中心计算机(内置管理软件)、通信座、巡更器、信息卡组成，巡更器通过感应的方式采集信息卡数据，无硬线连接。电子巡查管理系统详见图5。

电子巡查管理系统在巡查线路上设立合理的检测点，在各检测点上布置信息卡，通常在与管廊运行相关的设备附近设置，例如风机、排水泵处，燃气舱室中用于切断事故管道的燃气管道截断阀处[2]，电力舱室的电力电缆接头处等。以巡更器作为巡查签到牌，由电脑软件编排巡查班次、时间间隔、线路走向，制定巡查计划。巡检人员用随身携带的巡更器先读取自己的人员信息，然后按线路顺序再读取信息卡。在读取信息卡的过程中，如果发现异常事件，则可以随时读取事件点，巡更器将信息卡编号及读取时间保存为一条巡查记录。可以定期用通信座(置于监控中心)将巡更器中保存的巡查记录上传到计算机中。管理软件将事先设定的巡查计划同实际的巡查记录进行比较，就可以得出巡查漏检、误点等统计报表，通过这些报表可以真实地反映巡查工作的实际完成情况。

图5 电子巡查管理系统

3 监控方案

3.1 关键区域

① 管廊内通道：人员在管廊内的巡检通道，一般以200 m为1个防火分区，相邻防火分区之间设有防火门(通常为关闭状态)，用于隔离两个防火分区。

② 现场设备间：用于安装现场的配电柜、消防控制柜、视频机柜等设备，一般位于管廊的通风口附近。

③ 逃生口：管廊内巡检人员在突发紧急事故时的逃生通道，一般设在通风口附近，可通过爬梯由管廊内通道直通管廊外部(室外地面)，在地面出口处一般设有液压驱动的井盖(简称液压井盖)，作为隔离装置。

④ 人员出入口：运行维护人员正常进入管廊的通道，一般位于管廊主体附近，通过楼梯与管廊连通，类似于地铁的出入口。

3.2 监控方案

只要将这些关键区域控制好，再结合上述4个子系统，即可满足管廊运行的安全要求，及时发现强行闯入的非授权人员。因此，针对不同区域的特点，需采用不同探测装置。

① 管廊内通道比较长，管线较多，通道比较狭窄，直线方向上视野比较好，适合采用视频系统进行监控 。可以选择具有移动侦测功能的网络摄像机，当发现画面内有异常的移动物体时，向监控中心发出入侵报警。因管廊相邻防火分区的通道门为常闭防火门，也可以利用通道门的限位开关来进行防控，当防火门在非巡检时间段开启时给出报警，同时与该舱室内的摄像机进行联动，捕捉实时画面。

② 现场设备间内相对比较开阔，可以采用与管廊内通道相同的方式，直接采用网络摄像机的移动侦测功能，或者利用设备间通道门限位开关作为检测装置，当通道门异常开启时给出报警；也可以采用其他方式，比如采用幕帘式红外探测器进行入侵监测，在室内通道门附近顶板上设置该装置，当在非巡检时间段有物体进入探测区域时，向监控中心发出入侵报警，同时与管廊内的网络摄像机进行联动[3]，捕捉实时画面。

③ 逃生通道一般与外界相通的地方设有液压井盖(可以配置限位开关)，当井盖开启时，开关动作，可以向监控中心发出警报。如果逃生口处无法设置限位开关，则可以在爬梯附近隐蔽处设置幕帘式红外探测器或对射式红外探测器，当在非巡检时间段有物体进入探测区域后，由报警控制器向监控中心发出报警；也可以在逃生爬梯与墙体交界处设置振动光纤检测，当有外来人员闯入时由报警控制器向监控中心发出报警，但鉴于目前振动光纤检测设备成本较高，暂不推荐采用。

④ 人员出入口可以由出入口控制装置进行监控，门被暴力破坏时可以向监控中心发出报警，也可以与视频系统配合使用，在入口处设置摄像机。

通过各系统的检测装置控制好关键区域，再辅以电子巡查管理系统，定期巡查，可以最大程度提高管廊的安防等级。

4 结语

管廊的安防系统由多个子系统组合而成，日常巡检采用电子巡查管理系统，人员通道由出入口控制装置监察，入侵探测报警装置用于前期入侵检测，当检测到异常时，联动视频系统，将图像在监控中心显示，针对不同情况，启动相应处理方案。各个系统互相补充，从日常监测到重点检查，从前期预防到后期入侵处理，全方位监控，形成一个整体，才能有效地保障管廊内设备和管线的安全运行。