城市綜合管廊智能監(jiān)控技術(shù)方案設計

1、實用文檔城市綜合管廊智能監(jiān)控技術(shù)方案來源：力控科技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(jiān)測系統(tǒng)，實 施統(tǒng)一規(guī)劃、 統(tǒng)一設計、統(tǒng)一建設和管理。 建設綜合管廊系統(tǒng)能有效緩解城市發(fā) 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(fā)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(xiàn)管線信息共享、 實時監(jiān)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(tǒng)性工程，

2、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(jiān)控與報警、通風、排水等設施。將分散、分段的監(jiān)管資源集中通過綜合 管廊實施和共享， 實現(xiàn)管廊監(jiān)控一個系統(tǒng)的融合局面， 實現(xiàn)管廊監(jiān)控系統(tǒng)的高度 融合，真正實現(xiàn)共享管理、協(xié)同治理的格局。綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)是一個綜合性非常強的管控系統(tǒng)。 各子系統(tǒng)之間由于技 術(shù)體系不一，采用的標準各異，不僅需要考慮環(huán)境與設備監(jiān)控、通信聯(lián)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(jiān)控的需求， 同時

3、還需要考慮報警、 門禁等配套系統(tǒng)的集成以及與廣播系統(tǒng)的聯(lián)動， 消除系統(tǒng)異構(gòu) 的信息孤島問題。針對綜合管廊監(jiān)控管理的特征， 力控科技推出以 ForceCon Platform 軟件平臺為 核心的監(jiān)控管理解決方案。 通過監(jiān)控與報警系統(tǒng)建設， 將三維地理信息、 設備 運行信息、環(huán)境信息、安全防范信息、視頻圖像、預警報警信號、管理信息等內(nèi) 容進行融合，建立統(tǒng)一的資源庫，結(jié)合分布式實時歷史數(shù)據(jù)庫、預報警分析、大 數(shù)據(jù)分析，全交換組網(wǎng)等優(yōu)勢技術(shù)為管廊監(jiān)控的業(yè)務應用服務。ForceCon Platform 軟件平臺覆蓋整個工業(yè)信息化領(lǐng)域，通過分布式實時數(shù)據(jù)庫 的特點實現(xiàn)系統(tǒng)間的高效集成、級聯(lián)及擴容，可為用戶

4、提供一個快速 / 高效的平 臺產(chǎn)品，滿足各種工業(yè)信息化企業(yè)需求。力控 ForceCon 平臺產(chǎn)品以“分布式實時數(shù)據(jù)庫”為核心搭建力控家族“工業(yè)控 制消息總線”，并支持集成面向服務（SOA系統(tǒng)架構(gòu)的“信息服務總線”。消 息總線和服務總線提供可靠通用的信息交互機制和廣域服務機制， 實現(xiàn)整個系統(tǒng) 間的安全高效的數(shù)據(jù)通信和應用集成。 貫穿整個企業(yè)信息化業(yè)務， 可以自由構(gòu)建 不同規(guī)模的應用， 實現(xiàn)從底層工業(yè)現(xiàn)場控制、 到生產(chǎn)調(diào)度中心及上層信息化管理 業(yè)務系統(tǒng)的融合。1.3 設計思路綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)設計過程遵循行業(yè)相關(guān)標準規(guī)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

5、聯(lián)互通原則、 整體考慮與協(xié) 同配合原則。 管廊監(jiān)控系統(tǒng)從實際需求出發(fā)， 形成了長遠規(guī)劃設計， 逐步落實建 設，深入融合應用，實現(xiàn)管廊系統(tǒng)可持續(xù)建設路線， 為保障管廊監(jiān)控的發(fā)展應用， 指明了方向。1.4 綜合管廊監(jiān)控子系統(tǒng)綜合管廊附屬設施系統(tǒng)包括消防系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、排水系 統(tǒng)、標識系統(tǒng)、監(jiān)控與報警系統(tǒng)。綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)為綜合管理系統(tǒng)， 可分為通信系統(tǒng)、 綜合監(jiān)控系統(tǒng)、 環(huán)境監(jiān)測 系統(tǒng)、火災檢測和報警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、 IP 電話系統(tǒng)、入侵檢測系統(tǒng)以及 監(jiān)控中心計算機系統(tǒng)等。通信系統(tǒng)實現(xiàn)管廊內(nèi)部各系統(tǒng)與監(jiān)控中心系統(tǒng)之間的通信傳輸， 每個防火分區(qū)監(jiān) 控機箱中布設工業(yè)級交換機、光

6、終端設備，多個防火分區(qū)組建光纖自愈環(huán)網(wǎng)。設備綜合監(jiān)控以PLC可編程邏輯控制器為核心，對管廊內(nèi)通風設備、排水泵、電 氣設備等進行狀態(tài)監(jiān)測和控制，接入管廊內(nèi)風機、防煙防火閥、管廊內(nèi)部照明、 浮球開關(guān)、水泵設備、防火門、液壓井蓋等設備?？删偷刈詣雍褪謩右约斑h程控 制。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對綜合管廊全域內(nèi)環(huán)境參數(shù)和狀態(tài)全程監(jiān)控， 包含氣體監(jiān)測和 溫濕度監(jiān)測，其中氣體監(jiān)測包含有害氣體監(jiān)測（ H 2 S、 CO、 CH4）、 氧氣含量 監(jiān)測以及易燃氣體監(jiān)測。 分別對合建艙和燃氣艙等艙室進行監(jiān)測。 氣體、 溫濕度 探測器連接至本分區(qū)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(tǒng)聲光報警，提醒監(jiān)

7、控中心工作人員采取相關(guān)措施。火災檢測采用分布式光纖測溫技術(shù)對綜合管廊合建艙內(nèi)部電力電纜橋架和管廊 環(huán)境溫度進行在線監(jiān)測，對燃氣艙內(nèi)部管廊環(huán)境溫度進行在線監(jiān)測。 光纖測溫主 機通過RJ45接口采用阻燃網(wǎng)線連接監(jiān)控機箱中的工業(yè)級交換機，與監(jiān)控中心火 災工作站及火災報警控制主機連接。當發(fā)生溫度異?；蚧馂臅r，光纖測溫主機將 實時溫度、火災發(fā)生位置、火災報警信號輸出至信息化監(jiān)控管理平臺及火災報警 系統(tǒng)，由火災報警系統(tǒng)完成相應的消防聯(lián)動?；馂膱缶到y(tǒng)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(nèi)部及監(jiān)控中心進行聲光報警， 系統(tǒng)同時在監(jiān)控中心進行聲光報警， 警示工 作人員。支持自動控制/手

8、動控制，支持通過操作按鈕啟停相關(guān)報警設備和消防 設備，通過監(jiān)控平臺進行消防聯(lián)動，如啟動風機進行排煙，啟動氣體滅火裝置等。視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)視頻實時監(jiān)測，錄像查詢等管理應用功能，監(jiān)測范圍覆蓋管廊 內(nèi)所有重要節(jié)點，包括：人員出入口、投料口、通風口、弓I出段等，攝像機采用 紅外監(jiān)控技術(shù)， 能夠在無光照條件下清楚顯示現(xiàn)場畫面，監(jiān)控中心系統(tǒng)采用集 中存儲設備進行高清錄像存儲。IP電話系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控中心與現(xiàn)場語音通話， 在監(jiān)控中心內(nèi)設置IP電話系統(tǒng)工作 站、聲光報警器、IP網(wǎng)絡尋呼話筒，每個防火分區(qū)布設IP電話終端，IP電話 系統(tǒng)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

9、統(tǒng)的管理，并提供軟件操作。入侵檢測系統(tǒng)實現(xiàn)重要位置的人員入侵檢測和報警功能，在監(jiān)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(chǎn)生人員入侵情況時，設備接收到的紅外輻射電平變化， 產(chǎn) 生報警狀態(tài)并上傳，驅(qū)動報警響應。1.5監(jiān)控系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)綜合管廊監(jiān)控管理系統(tǒng)為分層架構(gòu)，主要由物理層、數(shù)據(jù)層、應用層、展示層構(gòu) 成，配合傳輸網(wǎng)絡組成一個完整的多級聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。kt1 itu用戶肯庭權(quán)備楓裁總提葉埠賢割乜粥1梵農(nóng)閔恆數(shù)畫1押冏擂爭數(shù)血譜許雄常曲播|管嗚筆議期IE|第怯修護救羅丄匸f嚴址沖加豈H他睢td湮孑其中各層功能說明如下硬件物理層：各部分

10、設備通過標準通信接口連接， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的基本傳輸功能，各 設備基于自身設計，實現(xiàn)基本處理功能。數(shù)據(jù)層：在數(shù)據(jù)層，將視頻、監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警信號、設備信息、地理信息等進行 結(jié)構(gòu)化融合，將共性資源進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對綜合管廊所有業(yè)務系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)的匯 總，同時對重要數(shù)據(jù)進行存儲。應用層：包括了視頻監(jiān)控部分、地理信息部分、預警報警、環(huán)境監(jiān)控等業(yè)務應用， 在應用層要對專業(yè)管線單位提供通信接口，以實現(xiàn)信息的共享和聯(lián)動。結(jié)合不同的側(cè)重和部門劃分，具有不同的治理特點和監(jiān)管手段， 系統(tǒng)按照業(yè)務劃分，體 現(xiàn)管廊監(jiān)控協(xié)同和精細化管理。展示層：在展示層，將應用層的處理結(jié)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

11、廊信息標準化規(guī)范體系、政策法規(guī)、人才隊伍、資金保障，保障系統(tǒng)的規(guī)范化 和安全管理。管廊信息運維管理體系，保障系統(tǒng)的可靠運行。1.6監(jiān)控系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)整體網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)如下圖所示：-心 $1:I1DTill實時服務器：配置SCAD平臺軟件，冗余部署，負責接入綜合管廊內(nèi)所有業(yè)務數(shù) 據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、實時處理、數(shù)據(jù)定向轉(zhuǎn)發(fā)等功能。歷史庫服務器 : 配置企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫， 冗余部署，負責海量歷史數(shù)據(jù)歸檔， 接收實時服務器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)， 根據(jù)設定的壓縮方式進行壓縮歸檔， 為監(jiān)控客戶端 提供歷史數(shù)據(jù)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(yè)務系統(tǒng)軟件， 負責

12、所有業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯總處 理、數(shù)據(jù)匯總分析。各業(yè)務系統(tǒng)的業(yè)務聯(lián)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(diào)取和轉(zhuǎn) 發(fā)實時查看視頻數(shù)據(jù)、 歷史視頻數(shù)據(jù)。 視頻管理服務器安裝視頻管理軟件， 對所 有視頻實現(xiàn)統(tǒng)一管理，含視頻的調(diào)取、查看、顯示、存儲管理等。安裝圖形拼接 控制軟件， 對所有業(yè)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(guān)系庫服務器 : 各個系統(tǒng)將需要存儲的操作數(shù)據(jù)、 業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸至關(guān)系庫服務器， 關(guān)系庫服務器對所有關(guān)系型數(shù)據(jù)進行存儲管理。數(shù)據(jù)庫服務器配置 HBA 卡，連 接磁盤陣列主機，集中存

13、儲。磁盤陣列主機： 磁盤陣列主機連接歷史庫服務器、關(guān)系庫服務器，負責存儲所 有操作數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)。工業(yè)安全隔離網(wǎng)關(guān)： 綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)與城市管理相關(guān)業(yè)務系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)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(tǒng)架構(gòu)，由內(nèi)網(wǎng)主 機系統(tǒng)、外網(wǎng)主機系統(tǒng)、隔離交換系統(tǒng)三部分組成。隔離交換系統(tǒng)基于PSL技術(shù) 及相應的隔離加密電路，不受主機系統(tǒng)控制，獨立完成應用數(shù)據(jù)的封包、擺渡、 拆包，從而實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)隔離交換。監(jiān)測工作站：包括環(huán)境監(jiān)測工作站、火災檢測和報警工作站、視頻工作站、綜合 監(jiān)控工作站、 IP 電話工作站。監(jiān)控中心管理人員通過各工作站監(jiān)控子系統(tǒng)運行 狀態(tài)，下達控制指令，

14、異常情況處理以及執(zhí)行其他操作。1.7 管廊監(jiān)控統(tǒng)一管理平臺監(jiān)控中心計算機系統(tǒng)即統(tǒng)一監(jiān)控管理平臺， 對各個子系統(tǒng)接入集成， 具有綜 合的數(shù)據(jù)通信、 信息采集和綜合處理能力。 融合三維可視化技術(shù)、 實時數(shù)據(jù)處理 技術(shù)、通訊自動調(diào)度技術(shù)、 網(wǎng)絡安全防護技術(shù)、 工業(yè)報警大數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化技術(shù)， 構(gòu)建統(tǒng)一的監(jiān)控管理綜合信息平臺， 實現(xiàn)各管線監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)通和各管線單位監(jiān) 控平臺的聯(lián)通，以及考慮城市市政基礎(chǔ)設備地理信息系統(tǒng)聯(lián)通等。ForceCon平臺具有先進的技術(shù)構(gòu)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(tǒng)一監(jiān)控管理平臺是面向SOA架構(gòu)集成的一個開發(fā)和運行平臺，基于 J2EE開發(fā) 規(guī)范

15、，模塊化設計，提供基礎(chǔ)的工廠數(shù)據(jù)建模和各類豐富的分析組件，提供實時決策調(diào)度、設備動態(tài)管理、生產(chǎn)預警等生產(chǎn)應用，以改善企業(yè)生產(chǎn)管理目的，為 動態(tài)生產(chǎn)管理提供數(shù)據(jù)分析、診斷、展示的門戶平臺。開發(fā)平臺以力控FinforWorx為基礎(chǔ)，提供了動態(tài)、靈活、快速的開發(fā)功能模塊， 包含動態(tài)表單設計、流程設計、報表設計、頁面組態(tài)設計、動態(tài)建模、SSO單點登錄等組件化管理模式，并適配管廊管理業(yè)務需求，提供一個統(tǒng)一的技術(shù)解決方 案。亠4trmu . jmrt -artII tiFHIF* VW -.MMMM ft ivfirtL 雖* 上IMME UM IF49-a jwh rm#Mi t*ia* . flRW KM*_.Eim-ntrr iMI-.4fT：l電uJM* jriM-：BW-.Ml1 -ItWI9UI RMfYBJW 比M 低UM ft社 Illll 4 JkvtfEI的rv1.7.2系統(tǒng)集成為了有效消除各監(jiān)控子系統(tǒng)間的信息孤島， 平臺支持門戶集成、應用集成、通信 集成、數(shù)據(jù)集成、安全集成和管理集成。門戶集成：實現(xiàn)各子系統(tǒng)系統(tǒng)在統(tǒng)一門戶上的集成化統(tǒng)一管理；應用集成：基于網(wǎng)絡架構(gòu)、三維導航展示，系統(tǒng)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(shù)，豐富的驅(qū)動庫，在各個前端采集設備與