综合管廊环境与设备智能化监控系统

庞 宏 源

(山西省信息产业技术研究院有限公司，山西 太原 030012)

1 城市综合管廊监控的现状

随着城市综合管廊项目在全国各地大规模的开展，依靠地下综合管廊信息与地下管线综合管理信息系统的综合应用，采用新材料、新工艺、新技术、新设备搭建新一代智慧城市综合管廊监控系统已成为一种趋势。

当前的状况是都注重综合管廊的建设，却忽视了综合管廊后期的运维和管理。主要问题如下：

信息孤岛：不同厂商的不同设备，在数据交互中，从而造成接口众多、访问性差、信息系统相互孤立。

数据不全面：底层数据采集，缺乏完整的数据支撑，管理水平和管理质量无法得到有力保障。

运营成本高：传统的人工管理模式，运营管理成本高，综合管廊的年管理费用约为建设费用的0.3%。

运维管理困难：基于过程控制，导致事故发生过程无法追溯，故障检修及运维过程优化缺少数据支撑。

基于城市综合管廊监控系统的实际功能需求和应用，研发CET综合管廊环境与设备智能化监控系统，对综合管廊全过程的数据采集和存储，并进行有效的分析和管理，真正实现高效、节能、安全、经济的综合管廊智慧运营，是智慧城市综合管廊监控系统建设首要考虑和关注的问题[1]。

2 监控系统设计

综合管廊环境与设备智能化监控系统严格按照城市综合管廊建设指导意见对监控范围进行了划分，地下城市综合管廊本体及附属设施的管理由地下城市综合管廊建设运营单位负责，入廊管线的设施维护及日常管理由各管线单位负责。城市综合管廊属于地下隐蔽工程，地下管线铺设距离长，在地下扩展延伸错综复杂，城市综合管廊智能化监控的可靠性、可用性、功能和性能的关键是设备选型、系统架构设计以及应用软件的功能和设计[2]，系统设计图如图1所示。

2.1 系统设计原则

综合管廊环境与设备智能化监控系统严格遵循GB 50838—2015城市综合管廊工程技术规范,以监控主站有人值守、设备的分布区无人值班为原则，取消常规现场监视、手动控制模式，以计算机远方控制手段为主要方式，实现对整个管廊内设备的运行情况和管廊内部环境情况的全过程监测与管理，保证城市综合管廊的安全、可靠、高效、经济运行。

2.2 系统结构

考虑综合管廊环境与设备集中监控和多部门管理的需求，系统按照分层分布式、开放式结构设计。监控系统采用分区段设置，结合管理需求按区段考虑设置监控中心，负责本区段内的集中监控和管理，各区段监控中心通过网络将数据上传到总控中心综合监控平台[3]，系统结构图如图2所示。

3 系统功能

3.1 设备与环境监控

数据采集预处理单元对全站所有终端设备进行周期性的扫描和巡检，自定义采集周期；采集的数据都带有完整的数据质量状态标志并存放在专用数据库，并且完善的数据采集存储机制，可实现数据追补和断点续传。

设备管理与维护提供设备运行管理功能，具有设备维护信息录入、设备台账管理、设备运行监视功能。结合设备维护信息录入功能，可为设备的运行维护管理提供一个综合的数据查询和分析界面，对用户建立设备检修排班计划提供数据支撑，避免设备的过检修和欠检修。设备管理的台账功能记录综合管廊全线设备的厂家、型号、版本、安装时间、资产编号等。

设备监控以图形化的方式集中展现系统的实时运行工况、电量和非电量实时数据、对设备进行遥控和遥调、多级事件实时报警提示。制作基于平面型、立体型、分布式地理信息图的智能化监控组态，直观的进行数据展示，多角度多效果地调取实时监控信息、历史统计数据。

环境监控软件独有的热点链接与浮动展示技术，可结合综合管廊规划图进行环境数据的展示；浮动展示综合管廊各个防区的温湿度，空气含氧量等环境数据，并可按照区域进行分类数据的展示[4]。

3.2 联动和远程控制

监控系统具备批量遥控和自动遥控功能，可根据设定的条件触发自动发出遥控操作命令，执行遥控操作，满足各类现场的联动控制要求。可通过预设的控制方案，实现如消防联动、联动排烟、照明控制、安防联动、广播联动等联动控制功能。

3.3 事件报警记录

事件报警涵盖了几乎所有子系统运行事件的查询，包括遥信变位记录、遥测越限记录、遥控操作记录、保护事件记录、事件顺序记录、RTU状态信息、通信故障告警、节点登录信息等。根据事件等级区分事件显示颜色、告警事件发生的对象、显示事件故障特征值、事件发生时间以及部位、事件的确认状态等。事件发生时及时推送相关画面并根据事件等级进行语音报警提示，事故发生部位变色或者动画提示。所有记录的事件均存储在专用数据库中，自带事件查询程序，能自定义查询任意时段的事件。

3.4 趋势曲线分析

监控系统可以进行历史数据的曲线和棒图分析，常规日曲线、月曲线以及自定义时间段曲线分析，历史数据的差值曲线分析以及最值和平均值的统计，不同装置同一时间段历史数据的对比分析，同一装置不同时间段历史数据的对比分析，在实时监控画面上嵌入查询历史趋势曲线和在Web上查询历史趋势曲线。

3.5 报表管理

系统可显示日报表、周报表、月报表、年报表、时段报表，具备对原始数据进行统计、组合计算功能，支持报表输出到打印机、图片以及Excel和自动导出功能。

3.6 Web远程发布

具有多样化的应用模式，支持C/S，B/S和移动平台，显示画面和数据库服务器端实时同步，通过Web可方便查询城市综合管廊环境与设备智能化监控系统的实时监控画面、历史数据、事件记录和报警信息等。

3.7 安全权限管理

具有完善的安全和权限管理功能，能够为不同用户角色提供不同的操作权限，可根据需要自定义和增减用户角色(系统管理员、操作员、普通用户等)，用户需使用口令登录系统，软件能根据企业管理组织结构设定系统访问权限，能支持无限级别的分层分级用户群组设置。

4 结语

综合管廊环境与设备智能化监控系统提供丰富的规约库和多种数据接口，打破“信息孤岛”；多级缓存冗余机制确保了数据采集的完整性、连续性和可靠性。基于大数据的分析和应用，构建综合管廊的智能运维和管理。完善的故障预警机制解决城市管廊设施遭受人为破坏的地下隐患，保障管廊内的通风、照明、排水、防火、通信等设备的正常运转。通过“管、控、营”三位一体化运营，为管理决策过程提供数据支撑，促进管理过程的优化，提高运维管理效率，降低运维成本。