2021-01-20 02:14:51
1.1 綜合管廊簡介
綜合管廊又稱共同溝，是在城市地下建造一個隧道空間，將市政、電力、通訊、燃氣、給排水等各種管線集于一體，設有專門的檢修口、吊裝口和監測系統，實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理。建設綜合管廊系統能有效緩解城市發展與我國土地資源緊張的矛盾，對提高土地利用率、擴大城市生存發展空間具有重要的意義。
城市地下管線是城市運行的生命線，實現管線信息共享、實時監測、集中控制是地下管線管理的基本要求，對于城市安全和管線運行起到重要的作用，在城市化建設中起到推進作用。
1.2 需求分析
綜合管廊建設是一個系統性工程，不僅要設計合理的管艙，使得城市服務管道入廊，著重針對但不限于以下管道入廊：天然氣管道、熱力管道、給水管道、再生水管道、雨水管道、電力電纜、通信線纜、廣播電視等。還要涵蓋消防、供電、照明、監控與報警、通風、排水等設施。將分散、分段的監管資源集中通過綜合管廊實施和共享，實現管廊監控一個系統的融合局面，實現管廊監控系統的高度融合，真正實現共享管理、協同治理的格局。
綜合管廊監控與報警系統是一個綜合性非常強的管控系統。各子系統之間由于技術體系不一，采用的標準各異，不僅需要考慮環境與設備監控、通信聯絡、地理信息等需求，還要兼顧災難事故預警、安全防范等方面對圖像監控的需求，同時還需要考慮報警、門禁等配套系統的集成以及與廣播系統的聯動，消除系統異構的信息孤島問題。
1.3 設計思路
綜合管廊監控與報警系統設計過程遵循行業相關標準規范，符合便易性與可靠性兼顧原則、先進性與實用性兼顧原則、信息共享與互聯互通原則、整體考慮與協同配合原則。管廊監控系統從實際需求出發，形成了長遠規劃設計，逐步落實建設，深入融合應用，實現管廊系統可持續建設路線，為保障管廊監控的發展應用，指明了方向。
1.4 綜合管廊監控子系統
綜合管廊附屬設施系統包括消防系統、通風系統、供電系統、照明系統、排水系統、標識系統、監控與報警系統。
綜合管廊監控系統為綜合管理系統，可分為通信系統、綜合監控系統、環境監測系統、火災檢測和報警系統、視頻監控系統、IP 電話系統、入侵檢測系統以及監控中心計算機系統等。
通信系統實現管廊內部各系統與監控中心系統之間的通信傳輸，每個防火分區監控機箱中布設工業級交換機、光終端設備，多個防火分區組建光纖自愈環網。 設備綜合監控以PLC可編程邏輯控制器為核心，對管廊內通風設備、排水泵、電氣設備等進行狀態監測和控制，接入管廊內風機、防煙防火閥、管廊內部照明、浮球開關、水泵設備、防火門、液壓井蓋等設備。可就地自動和手動以及遠程控制。
環境監測系統實現對綜合管廊全域內環境參數和狀態全程監控，包含氣體監測和溫濕度監測，其中氣體監測包含有害氣體監測（H 2 S、CO、CH 4）、 氧氣含量監測以及易燃氣體監測。分別對合建艙和燃氣艙等艙室進行監測。氣體、溫濕度探測器連接至本分區的PLC設備采集模塊，有害氣體含量超標或者氧氣含量過低時，系統聲光報警，提醒監控中心工作人員采取相關措施。
火災檢測采用分布式光纖測溫技術對綜合管廊合建艙內部電力電纜橋架和管廊環境溫度進行在線監測，對燃氣艙內部管廊環境溫度進行在線監測。光纖測溫主機通過RJ45接口采用阻燃網線連接監控機箱中的工業級交換機，與監控中心火災工作站及火災報警控制主機連接。當發生溫度異常或火災時，光纖測溫主機將實時溫度、火災發生位置、火災報警信號輸出至信息化監控管理平臺及火災報警系統，由火災報警系統完成相應的消防聯動。
火災報警系統能夠接收火災檢測信號或者手動火災報警按鈕的報警信號，在綜合管廊內部及監控中心進行聲光報警，系統同時在監控中心進行聲光報警，警示工作人員。支持自動控制/手動控制，支持通過操作按鈕啟停相關報警設備和消防設備，通過監控平臺進行消防聯動，如啟動風機進行排煙，啟動氣體滅火裝置等。 視頻監控系統實現視頻實時監測，錄像查詢等管理應用功能，監測范圍覆蓋管廊內所有重要節點，包括：人員出入口、投料口、通風口、引出段等，攝像機采用紅外監控技術， 能夠在無光照條件下清楚顯示現場畫面，監控中心系統采用集中存儲設備進行高清錄像存儲。
IP電話系統實現監控中心與現場語音通話，在監控中心內設置IP 電話系統工作站、聲光報警器、IP 網絡尋呼話筒，每個防火分區布設IP 電話終端，IP 電話系統工作站連接報警器控制盒和聲光報警器， 對前端報警信號進行響應，同時負責對 IP電話系統的管理，并提供軟件操作。
入侵檢測系統實現重要位置的人員入侵檢測和報警功能，在監控中心控制室機房布設入侵報警主機，在人員出入口、投料口、機械/自然通風口等重要位置布設紅外入侵探測器，當產生人員入侵情況時，設備接收到的紅外輻射電平變化，產生報警狀態并上傳，驅動報警響應。
1.5 監控系統邏輯結構
綜合管廊監控管理系統為分層架構，主要由物理層、數據層、應用層、展示層構成，配合傳輸網絡組成一個完整的多級聯網系統。
其中各層功能說明如下：硬件物理層：各部分設備通過標準通信接口連接，實現數據的基本傳輸功能，各設備基于自身設計，實現基本處理功能。
數據層：在數據層，將視頻、監測數據、報警信號、設備信息、地理信息等進行結構化融合，將共性資源進行關聯，實現對綜合管廊所有業務系統監控數據的匯總，同時對重要數據進行存儲。
應用層：包括了視頻監控部分、地理信息部分、預警報警、環境監控等業務應用，在應用層要對專業管線單位提供通信接口， 以實現信息的共享和聯動。結合不同的側重和部門劃分，具有不同的治理特點和監管手段，系統按照業務劃分，體現管廊監控協同和精細化管理。
展示層： 在展示層， 將應用層的處理結果通過操作界面展示給工作人員，同時為其提供人機操作入口。
管廊信息標準化規范體系、政策法規、人才隊伍、資金保障，保障系統的規范化和安全管理。管廊信息運維管理體系，保障系統的可靠運行。
1.6 監控系統拓撲結構
實時服務器：配置SCADA平臺軟件，冗余部署，負責接入綜合管廊內所有業務數據，實現數據匯聚、實時處理、數據定向轉發等功能。
歷史庫服務器: 配置企業級實時歷史數據庫，冗余部署，負責海量歷史數據歸檔， 接收實時服務器傳輸的數據，根據設定的壓縮方式進行壓縮歸檔，為監控客戶端提供歷史數據查詢服務，連接磁盤陣列主機，集中存儲。
應用服務器：應用服務器配置各業務系統軟件，負責所有業務系統的數據匯總處理、數據匯總分析。各業務系統的業務聯動需利用中心平臺軟件。
視頻服務器：設置流媒體服務器、視頻管理服務器。流媒體服務器負責調取和轉發實時查看視頻數據、歷史視頻數據。視頻管理服務器安裝視頻管理軟件，對所有視頻實現統一管理，含視頻的調取、查看、顯示、存儲管理等。安裝圖形拼接控制軟件，對所有業務工作站的界面在拼接屏上的拼接顯示進行管理，負責分配各個工作站的顯示單元、顯示時間等。
關系庫服務器: 各個系統將需要存儲的操作數據、業務數據傳輸至關系庫服務器，關系庫服務器對所有關系型數據進行存儲管理。數據庫服務器配置 HBA 卡，連接磁盤陣列主機，集中存儲。
磁盤陣列主機： 磁盤陣列主機連接歷史庫服務器、關系庫服務器，負責存儲所有操作數據、業務數據。
工業安全隔離網關： 綜合管廊監控系統與城市管理相關業務系統進行數據交互時的邊界防護裝置，硬件平臺采用安全的物理隔離“2+1”系統架構，由內網主機系統、外網主機系統、隔離交換系統三部分組成。隔離交換系統基于PSL技術及相應的隔離加密電路，不受主機系統控制，獨立完成應用數據的封包、擺渡、拆包，從而實現內外網之間的數據隔離交換。
監測工作站：包括環境監測工作站、火災檢測和報警工作站、視頻工作站、綜合監控工作站、IP電話工作站。監控中心管理人員通過各工作站監控子系統運行狀態，下達控制指令，異常情況處理以及執行其他操作。
1.7 管廊監控統一管理平臺
監控中心計算機系統即統一監控管理平臺，對各個子系統接入集成，具有綜合的數據通信、信息采集和綜合處理能力。融合三維可視化技術、實時數據處理技術、通訊自動調度技術、網絡安全防護技術、工業報警大數據分析與優化技術，構建統一的監控管理綜合信息平臺，實現各管線監控系統的聯通和各管線單位監控平臺的聯通，以及考慮城市市政基礎設備地理信息系統聯通等。ForceCon平臺具有先進的技術構架，具有可靠性、容錯性、易維護性和可擴展性。
1.7.1 平臺簡介
統一監控管理平臺是面向SOA架構集成的一個開發和運行平臺，基于J2EE開發規范，模塊化設計，提供基礎的工廠數據建模和各類豐富的分析組件，提供實時決策調度、設備動態管理、生產預警等生產應用，以改善企業生產管理目的，為動態生產管理提供數據分析、診斷、展示的門戶平臺。
開發平臺以力控FinforWorx為基礎，提供了動態、靈活、快速的開發功能模塊，包含動態表單設計、流程設計、報表設計、頁面組態設計、動態建模、SSO單點登錄等組件化管理模式，并適配管廊管理業務需求，提供一個統一的技術解決方案。
1.7.2 系統集成
為了有效消除各監控子系統間的信息孤島，平臺支持門戶集成、應用集成、通信集成、數據集成、安全集成和管理集成。
門戶集成: 實現各子系統系統在統一門戶上的集成化統一管理；
應用集成：基于網絡架構、三維導航展示，系統之間的信息交換和共享，并對集成信息進行綜合應用；
通信集成：利用先進的通訊技術，豐富的驅動庫，在各個前端采集設備與平臺之間使用標準/非標接口，進行采集和控制信息交換。提供標準數據轉發協議，為業務管理系統信息交換提供支持。
數據集成：通過對多系統數據采集和分析，可以實現系統之間的數據關聯和集成共享。
安全集成：建立統一的權限管理體系，通過統一組織結構及權限模型的開發實施，提供統一組織結構管理、用戶管理、操作權限、頁面配置權限、身份認證及單點登錄、安全審計與責任認定、統一門戶管理功能等，為各系統提供完善的安全支撐。
管理集成：通過統一的管理平臺實現對各系統的管理，包括對設備和軟件的注冊、配置、維護和更新。
華天成公司推出的新一代集于對講、廣播、音樂、會議、調度的綜合管理系統，它采用領先的網絡音頻技術，將模擬音頻信號轉化成數字信號，將音頻信號以數據包形式在局域網和廣域網上進行雙向傳送，是一套純數字傳輸的對講廣播系統。解決了傳統對講廣播系統存在的傳輸距離限制、多級管理、易受干擾、穩定性差、語音效果不清晰、回音、雜音、囂叫等問題。
系統結構簡單，組網方便，只需將設備接入內部網絡即可構成功能強大的數字化通訊系統，可實現計算機網絡﹑緊急求助、背景音樂、視頻監控﹑公共廣播的融合應用，還可以擴展到公共電話網絡、視頻會議系統等應用，已成功應用高速公路、管廊道、智能交通、監獄、海關、能源、軌道、電力、智能建筑等行業。
