智慧综合管廊监控与报警系统的关键技术研究

韩佳彤，戎泓历，兰杰

（呼和浩特市市政工程技术服务中心）

1 智慧综合管廊监控与报警系统的相关概述

1.1 智慧综合管廊监控的主要特征

智慧综合管廊监控建设属于一项长期且复杂的工程，因其所具有的特征，能够有效的推动城市的发展。

①智慧综合管廊监控建设在地下隧道空间内，主要就是因为地下隧道空间环境非常特殊，十分容易产生积水，或者是出现其他有毒、有害气体，所以，需要通过建设智慧综合管廊监控与报警系统对其进行监控。

②智慧综合管廊监控也是城市的生命线，很多城市内的主管线都被纳入到智慧综合管廊监控工程中，比如35kV以上高压输电线路、主干水管等，这部分管线能够为城市内人们的日常生活提供确切的保障。换而言之，这部分管线可以为一个特定的区域提供服务，如果容纳这些管线的综合管廊发生安全事故，则会直接导致管线停运，进而对人们的日常生活造成巨大的影响。所以说，智慧综合管廊监控建设对城市内各种设备、设施的稳定运行至关重要。只有适当的提升智慧综合管廊监控与报警系统的建设标准，确保其能够发挥作用，才能够保证城市的正常运转。

③智慧综合管廊监控通常建设在人少的地区或场所，而且平时也基本处于无人监管的状态，只有专业的检修与维护人员才能够进入到综合管廊内。因此，在建设智慧综合管廊监控与报警系统时，不应与公共建筑的相关系统进行结合，应将管线能否安全运行作为主要的考虑内容，同时也必须要确保人员保护措施的有效性，确保人员的人身安全。

1.2 智慧综合管廊监控与报警系统的服务对象

在智慧综合管廊中建设监控系统与报警系统时，必须要确保报警系统与监控系统能够完整的覆盖到智慧综合管廊中，对于其具体的服务对象来说，为了能够更加准确的找到其服务对象，应结合工程管线的多方面因素进行综合性考虑。比如管线敷设、管线系统以及管理方式等。在专业的工程管线系统中，包括起点与其他相关设备、设施，而后为用户建立更加完善的管线系统。而不同类型的管线，其具体的用途也有所不同。比如，发电厂和制水厂内所使用的管线类型就完全不同。在智慧综合管廊的布局过程中，往往无法考虑所有环境，这样就导致只有一些专业工程管线会包含在综合管廊建设中。从管线敷设的角度进行分析，因为不同的工程管线其作用也不同，所以，在管线敷设时，具体的敷设方式也有所差异，具体包括架空方式、埋设方式等多种方式。选择敷设方式时，应根据实际情况进行选择。如果从管线监控的角度进行分析，应对专业管线系统进行深入的完善，但是在实际进行操作时，工程管线负责人通常会将系统分为两个部分进行管理。

在此基础上，应强化对智慧综合管廊中管线系统的管理，实现统一管理与统一调度，所以，应将各种管线单位纳入到智慧综合管廊监控范围内，对其进行统一管理与调度。对于智慧综合管廊监控内含有的多种管线，应将其看作为一种多元化的管线空间，运行单位应对其进行综合性管理，并完善报警系统与监控系统，明确智慧综合管控的具体服务对象。

2 智慧综合管廊监控与报警系统关键技术分析

2.1 物联网技术

智慧综合管廊监控系统与报警系统属于一个安全性、稳定性以及综合性都很强的管控系统，在这其中具体包括安全防范系统、通信系统、监控系统、报警和预警系统以及地理信息系统等多个系统，每个系统之间非常容易出现信息孤岛的情况。而在这其中引入物联网技术，能够构建以太网或者是光纤环网[1]，从而实现数据的共享与交互，这样一来就可以有效的避免信息孤岛问题的发生。在物联网技术中，其中主要包括传感器技术、RFID 技术、云计算技术以及无线网络技术等多种技术，而后按照约定好的协议，连接互联网与其他所需要连接的设备，而后完成信息通讯与信息交换实现智能化管理与智能化监控。

比如，在环境与设备监控系统中，主要包括水位计、温度传感器、气体检测仪、氧气传感器、甲烷传感器、摄像头以及风机等设备、设施，而后利用这些设备对公共环境进行全面的监控与检测，如果实时环境无法满足人员进入或者管线运行的要求，则可以利用数据信息网络中心进行数据交换，使各种设备能够自行启动，这样一来就可以使设备恢复到正常运行的状态。如果环境中含有有毒、有害气体，在经过信息交换后，使环境可以恢复到正常的状态。对于入侵报警系统来说，其主要包括红外报警装置与风口感应探测器 ，如果发生外界非法侵入情况时，感应探测器能够实时收获到的信息数据传递给管控系统，并触发报警系统。

合理的应用物联网技术能够使各种设备、设施互相兼容，并解决各系统集成融合、接口标准以及协议不一致等问题，确保安全防范、设备监控、实时环境、报警系统和预警系统等之间的信息能够互相联动与互通，从而实现系统的自动化、可控化以及可量化运行与管理。

2.2 大数据技术

人工智能与物联网技术之所以能够得到飞速的发展，主要就取决于大数据长期发展的结果。换而言之，随着各种数据采集技术、感应器的发展，综合管廊报警系统、监控系统中数据的储存量也在不断提升，从而提高其运行效率与应用效果。通过大数据技术能够发现各种数据之间存在的联系，并描述与预测大量能够持续、动态化的数据，实现智慧综合管廊的智能运营维护、远程在线监控，同时也能够根据报警系统提出的信号进行智能化、精确化与实时化的处理。

环境与设备监控系统的主要功能就是对管廊内的湿度、温度、甲烷、氧气、水位以及硫化氢等相关的环境参数进行实施监测与报警；对于安全防范系统来说，其主要的作用就是对管廊内部的安全做出保障，具体包括离线巡逻系统、入侵报警系统、人员定位系统以及视频监控系统等。不同的系统，其维度、信号属性也有很大的差别，并且随着实际情况而不断变化。利用大数据技术能够将这些不同系统形成的信号转化为具体的数据，并对数据进行分析，使其能够成为有利用价值的信息，最后在利用数据信息网络中心促进各个子系统之间的联动，并使管控系统能够及时做出行动与决策。在环境、设备监控系统发生预警信号后，报警系统就能够自动启动视频系统，将发出预警信号区域内的监控视频画面调取出来，并自动报警，形成自我保护体系，实现自我保护。通过管控系统，其可以与应急通讯系统进行联动，实现即时通话与任意广播，而后在利用大数据技术对传感数据进行分析与检测，这样就可以对故障进行预判，并分析工作人员的异常行为、规划新建项目的具体部署情况等。总而言之，利用大数据技术，能够有效的提高智慧综合管廊监控系统与报警系统的灵活性，实现自动化、可控化的系统运维管理。

2.3 BIM+技术

为了可以对智慧综合管廊中各个阶段的数据资料进行有效的利用，并构建好相关的模型，避免数据重复采集，应在管廊建设中使用BIM+技术，其也被称作为建筑信息模式。

在BIM+技术中，包括BIM+GIS 技术，GIS 技术也叫做地理信息系统技术，采用该技术能够及集中化、系统化展示出城市中多条管廊的实际运行状况，实现动态化管理。同时，采用该技术也可以使管廊空间与相关设备、设施通过三维的方式呈现出来，而且也能够精确显示地下管廊的分布位置，并对管廊的通风口、出入口等位置进行精准的定位和查询，既可以显示出全局范围内的关键参数，也可以将其细化到各个设备的具体参数。利用BIM+GIS 技术，能够将建筑物、地下管线以及周围环境进行建模，从而形成大数据信息平台，在此平台上，将相关的管线、综合管廊以及道路等信息，为综合管廊的设计、施工以及后期运维管理提供指导意见，从而有效的提高智慧综合管廊工程建设与管理的效率和水平。

BIM+FM 技术也是BIM+技术中的一种，FM 技术也被称为设施管理技术，该技术并非只是一种突破性、崭新性的技术，而是将其他系统中的相关因素进行整合，为客户带来新的体验与价值的一种技术[2]，比如精确化维护与保养、高质量耗能与空间管理、延长设备、设施使用年限以及提高建筑绩效表现等。

采用BIM+技术进行指挥综合管廊监控系统与报警系统的建设，不仅能够将BIM 技术的价值与作用充分的发挥出来，而且也能够提高运营维护工作的质量与效率，有效的降低综合管廊运用与维护的作用，全面满足综合管廊运维管理可量化与可视化的要求。

3 结语

综上所述，对于智慧综合管廊中的监控系统与报警系统来说，其技术与合理程度会直接对综合管廊的运行、管理水平造成影响，完善的报警系统与监控系统是确保综合管廊稳定运行的关键与保障。所以，应对智慧综合管廊监控与报警系统构建中的关键技术进行分析，合理的利用各种技术，采用统一化的管理平台，实现智慧综合管廊系统的可视化、自动化、可量化以及可控化的发展，全面提高综合管廊的智能化水平。