摘要：在城市基础设施领域引入综合管廊可以有效解决城市地下管网问题，近几年对综合管廊的重视程度越来越高，但是目前国内外针对综合管廊智能化控制系统的研究相对较少，还没有形成一套完整、成熟的运维管理技术体系，为减轻管廊运维管理压力，降低运维管理成本，管廊智能化控制系统研究迫在眉睫。随着硬件基础设施的建设与完善，通过软件平台综合管控管廊日常运营可以大幅提高管廊日常运营效率，规范各环节流程，实现各环节实时监控，及时发现安全隐患，对于出现的险情做出及时的分析与处理，为管理人员提供便利。本文拟从管廊监控、管理、控制、维护等方面对管廊智能化控制进行研究。
关键词：综合管廊；运维；管理
1 引言
综合管廊智慧运维监管系统承担着城市地下综合管廊的监控报警、运行管理、应急处置及实时监测监控、数字巡检管理、指挥调度、值班管理等业务功能，实现管廊工程集中管理服务，以及可视化运维、指挥调度、流程闭环、数字化管理等功能。通过综合管廊运维监管系统的集中管理、业务流程管理，对综合管廊内的设备运行、实时环境、出入口等进行全方位在线监测，实现综合管廊监控、运维的智能化、自动化，保障管廊内环境、设备、运维人员安全，高效率地为运维管理提供强有力的管理和保障手段。
2 课题研究的背景与意义
石家庄市作为国家第二批综合管廊试点城市，汇明路综合管廊项目为首个开工建设项目，该项目的顺利建成将为石家庄市的城市建设发挥重大的指导作用，同时将为全国综合管廊建设积累宝贵的经验。
汇明路综合管廊建设工程主要包括综合管廊、管廊监控中心、污水提升泵站以及污水管线4部分内容。综合管廊主体全长共计6975m，共包括3种标准断面，设有电力舱、综合舱、热力舱、污水舱、燃气舱。入廊管线包括110kV电力、220kV电力、电力、通信、给水、再生水、热力、污水以及燃气。
3 城市综合管廊自动控制系统基本情况及运维理念
城市管廊综合监控管理系统建设采用“综合一体化”设计思路。所谓“综合”，即是对于各个不同的应用系统/分系统，把它们共同的部分整合到一起，以提高性能（如可靠性、维护性、可管理性等）和降低成本（如建设成本、维护成本等）。
智能化系统宜采用统一系统平台，系统宜采用集散或分布式网络结构及现场总线控制技术，支持各种传输网络和多级管理。系统平台应具有集成性、开放性、可扩展性及可对外互联等功能。系统采用的操作系统、数据库管理系统、网络通信协议等应采用国际上通用的系统[1]。
4 综合管廊运维平台功能需求性分析
综合管廊属于国内新兴施工领域，其运维管理平台尚不成熟，同时给管廊运维工作带来一些难题：
（1）业务运行环境复杂，故障定位慢，各种业务系统对相关资源的依赖性高，系统一旦出现问题，需要逐个排查，故障定位难；
（2）运维工作繁重，缺少自动化工具和手段；
（3）综合管廊相关设施进行维修及改造后，应将维修和改造的技术资料整理归档[2]；
为保障管廊廊体、设备和管线的安全运行、廊内人员安全以及对综合管廊进行实施监控，需要建立管廊智能化运维平台，并满足以下功能：管廊档案、管廊监控、历史监控、统计分析、值班管理、维护管理、知识库管理、故障演练、应急管理、运营管理、资产管理、办公管理、系统管理、日志管理、VR虚拟现实、移动APP等。
整体可归纳为“监、管、控、维”：
（1）监：监控设备与2D/3D GIS、无线人员定位、无限巡更等结合。实现全方位智能化监控。
（2）管：完善的后台管理体系：仓储系统、设备管理、知识库管理、日志系统、人员管理、基础信息管理、文档归档等。
（3）控：智能物联与GIS、三维系统、BIM系统、VR系统、移动端结合、实现在任意场景下都能对设备远程管控。
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（4）维：运维记录管理、设备知识库、设备管理、运维成本分析、运维专家库等功能，保障设备持续稳定运行。
城市管廊综合监控及运维管理系统包括了给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等城市工程管线的信息化运营和维护应用，这些不同业务的管廊系统应统一规划、设计和建设，但同时要求能灵活适应不同业务流程管理的差异性和服务要求的多样性。平台设计采用松耦合的结构，标准化中间件接口，规范应用开发。平台保证数据资源的可靠获取和充分共享。因火灾报警系统应设置交流电源和蓄电池备用电源，为保障管廊运维安全可靠，运维平台也应设置蓄电池备用电源[3]。
5 综合管廊运维平台系统架构
（1）应用层：对数据进行处理、分析，并生成分析结果；同时接收各类操作指令，生成操作处理结果。
（2）数据中心层：建立综合管廊共享数据库及数据资源管理系统，并通过公共服务实现管廊主数据和主题数据的集成和共享，实现基于管廊大数据的应用。
（3）数据接入层：通过专网把监控数据接入平台。
（4）数据采集层：为综合管廊智能化应用提供数据支撑。
6 综合管廊运维平台功能分析
（1）GIS系统：支持地图的缩放、复位、鹰眼、测距、测面、2D、3D地图，支持在GIS中通过WIFI等措施进行人员定位，支持地图上呈现廊体、分区结构，及各类机电设备、传感器等在地图上的精确定位和实时数据查看，支持GIS设备实时状态呈现和报警。
（2）监控系统：监控系统可包含环境监测、设备监控、视频监控、防入侵监测、门禁监测、火灾监测、管廊报警、电子巡更等。
（3）BIM模型：支持在BIM场景中查看各模型中储存的信息，支持报警信息与BIM系统联动，支持在BIM场景中多设备、传感器进行控制和信息查看。
（4）三维：支持对三维的基本操作：缩放、拖拽、飞行预览、丈量、三维分析等，支持报警信息与三维场景的联动、三维定位，支持各类设备在三维场景中的信息共享，可在场景中查看、控制各个设备和传感器。
（5）运营维护管理：运营维护管理应包含运营管理、排班管理、维护管理、知识库管理、档案管理、故障演练、应急管理、资产管理、办公管理、系统管理、日志管理等。
（6）大数据分析：可以进行海量的温/湿度、气体等传感器数据统计分析，最高、最低值集中时间段以及防火分区，每天、每月、每季度平均数值，以及数值走势分析，风机、水泵运行主要集中防火分区和时间段，重点监测对该区域和时间段等。
（7）VR虚拟现实：进行模拟火灾、模拟水灾、设备监控、演示场景等，通过在 VR 世界里构建的管廊建筑信息模型（BIM），更加形象，多维度的展现管廊的廊体结构、内部结构及其管廊周边环境信息。
（8）移动APP：通过手持端软件，进行管廊运维操作，方便快捷。
（9）日常监控：日常监控应包含GIS平台、设备监控、门禁系统、报警推送、等功能。
（10）设备管理：设备管理可包含二维码扫描、设备知识库、报维修查询、报维修信息等功能。
7 结语
综合管廊运维平台的合理化设计对入廊管线安全、运维安全、运维人力物力减少投入等有积极作用，但是平台的建立需要硬件设施的支持，所以在管廊设计初期，就应该着手进行运维平台功能设计，推动管廊运维平台建立，也是在推动整个管廊设计的建立。
参考文献：
[1]数据中心设计规范：GB 50174-2017[S].北京：中国计划出版社，2017：28.
[2]城市综合管廊工程技术规范：GB 50838-2015[S].北京：中国计划出版社，2015：45.
[3]火灾自动报警系统设计规范：GB 50116-2013[S].北京：中国计划出版社，2013：41.
作者简介：
丁小强（1983），男，山西省太原市人，机电安装施工。
论文作者:丁小强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
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