城市綜合管廊智能監(jiān)控技術(shù)方案

1、城市綜合管廊智能監(jiān)控技術(shù)方案來(lái)源：力控科技 1.1 綜合管廊簡(jiǎn)介 綜合管廊又稱共同溝，是在城市地下建造一個(gè)隧道空間，將市政、電力、通訊、燃?xì)?、給排水等各種管線集于一體，設(shè)有專(zhuān)門(mén)的檢修口、吊裝口和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和管理。建設(shè)綜合管廊系統(tǒng)能有效緩解城市發(fā)展與我國(guó)土地資源緊張的矛盾，對(duì)提高土地利用率、擴(kuò)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(yùn)行的生命線，實(shí)現(xiàn)管線信息共享、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、集中控制是地下管線管理的基本要求，對(duì)于城市安全和管線運(yùn)行起到重要的作用，在城市化建設(shè)中起到推進(jìn)作用。1.2 需求分析 綜合管廊建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，不僅要設(shè)計(jì)合理的管艙，使得城市服務(wù)

2、管道入廊，著重針對(duì)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(bào)警、通風(fēng)、排水等設(shè)施。將分散、分段的監(jiān)管資源集中通過(guò)綜合管廊實(shí)施和共享，實(shí)現(xiàn)管廊監(jiān)控一個(gè)系統(tǒng)的融合局面，實(shí)現(xiàn)管廊監(jiān)控系統(tǒng)的高度融合，真正實(shí)現(xiàn)共享管理、協(xié)同治理的格局。綜合管廊監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)是一個(gè)綜合性非常強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)各異，不僅需要考慮環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控、通信聯(lián)絡(luò)、地理信息等需求，還要兼顧災(zāi)難事故預(yù)警、安全防范等方面對(duì)圖像監(jiān)控的需求，同時(shí)還需要考慮報(bào)警、門(mén)禁等配套系統(tǒng)的集成以及與廣播系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，消除系

3、統(tǒng)異構(gòu)的信息孤島問(wèn)題。針對(duì)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(tái)為核心的監(jiān)控管理解決方案。 通過(guò)監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)建設(shè)， 將三維地理信息、設(shè)備運(yùn)行信息、環(huán)境信息、安全防范信息、視頻圖像、預(yù)警報(bào)警信號(hào)、管理信息等內(nèi)容進(jìn)行融合，建立統(tǒng)一的資源庫(kù)，結(jié)合分布式實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、預(yù)報(bào)警分析、大數(shù)據(jù)分析，全交換組網(wǎng)等優(yōu)勢(shì)技術(shù)為管廊監(jiān)控的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)。ForceCon Platform軟件平臺(tái)覆蓋整個(gè)工業(yè)信息化領(lǐng)域，通過(guò)分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的高效集成、級(jí)聯(lián)及擴(kuò)容，可為用戶提供一個(gè)快速/高效的平臺(tái)產(chǎn)品，滿足各種工業(yè)信息化企業(yè)需求。力控ForceCon平臺(tái)產(chǎn)品以“

4、分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”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(wù)（SOA）系統(tǒng)架構(gòu)的“信息服務(wù)總線”。消息總線和服務(wù)總線提供可靠通用的信息交互機(jī)制和廣域服務(wù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)間的安全高效的數(shù)據(jù)通信和應(yīng)用集成。貫穿整個(gè)企業(yè)信息化業(yè)務(wù)，可以自由構(gòu)建不同規(guī)模的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)從底層工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、到生產(chǎn)調(diào)度中心及上層信息化管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合。1.3 設(shè)計(jì)思路 綜合管廊監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程遵循行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，符合便易性與可靠性兼顧原則、先進(jìn)性與實(shí)用性兼顧原則、信息共享與互聯(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(shí)際需求出發(fā)，形成了長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)，逐步落實(shí)建設(shè)，深入融合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)管廊系統(tǒng)

5、可持續(xù)建設(shè)路線，為保障管廊監(jiān)控的發(fā)展應(yīng)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(shè)施系統(tǒng)包括消防系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、標(biāo)識(shí)系統(tǒng)、監(jiān)控與報(bào)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(cè)系統(tǒng)、火災(zāi)檢測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、IP 電話系統(tǒng)、入侵檢測(cè)系統(tǒng)以及監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。通信系統(tǒng)實(shí)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(gè)防火分區(qū)監(jiān)控機(jī)箱中布設(shè)工業(yè)級(jí)交換機(jī)、光終端設(shè)備，多個(gè)防火分區(qū)組建光纖自愈環(huán)網(wǎng)。設(shè)備綜合監(jiān)控以PLC可編程邏輯控制器為核心，對(duì)管廊內(nèi)通風(fēng)設(shè)備、排水泵、電氣設(shè)備等進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制，接入管廊內(nèi)風(fēng)機(jī)、

6、防煙防火閥、管廊內(nèi)部照明、浮球開(kāi)關(guān)、水泵設(shè)備、防火門(mén)、液壓井蓋等設(shè)備?？删偷刈詣?dòng)和手動(dòng)以及遠(yuǎn)程控制。環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)和溫濕度監(jiān)測(cè)，其中氣體監(jiān)測(cè)包含有害氣體監(jiān)測(cè)（H 2 S、CO、CH 4）、 氧氣含量監(jiān)測(cè)以及易燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)。分別對(duì)合建艙和燃?xì)馀摰扰撌疫M(jìn)行監(jiān)測(cè)。氣體、溫濕度探測(cè)器連接至本分區(qū)的PLC設(shè)備采集模塊，有害氣體含量超標(biāo)或者氧氣含量過(guò)低時(shí)，系統(tǒng)聲光報(bào)警，提醒監(jiān)控中心工作人員采取相關(guān)措施?；馂?zāi)檢測(cè)采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)對(duì)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(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，對(duì)燃?xì)馀搩?nèi)部管廊環(huán)境溫度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。光纖測(cè)溫主機(jī)通過(guò)RJ45接

7、口采用阻燃網(wǎng)線連接監(jiān)控機(jī)箱中的工業(yè)級(jí)交換機(jī)，與監(jiān)控中心火災(zāi)工作站及火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)連接。當(dāng)發(fā)生溫度異?；蚧馂?zāi)時(shí)，光纖測(cè)溫主機(jī)將實(shí)時(shí)溫度、火災(zāi)發(fā)生位置、火災(zāi)報(bào)警信號(hào)輸出至信息化監(jiān)控管理平臺(tái)及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，由火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)完成相應(yīng)的消防聯(lián)動(dòng)。火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能夠接收火災(zāi)檢測(cè)信號(hào)或者手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕的報(bào)警信號(hào)，在綜合管廊內(nèi)部及監(jiān)控中心進(jìn)行聲光報(bào)警，系統(tǒng)同時(shí)在監(jiān)控中心進(jìn)行聲光報(bào)警，警示工作人員。支持自動(dòng)控制/手動(dòng)控制，支持通過(guò)操作按鈕啟停相關(guān)報(bào)警設(shè)備和消防設(shè)備，通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行消防聯(lián)動(dòng)，如啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙，啟動(dòng)氣體滅火裝置等。視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，錄像查詢等管理應(yīng)用功能，監(jiān)測(cè)范圍覆蓋管廊內(nèi)所有重要節(jié)

8、點(diǎn)，包括：人員出入口、投料口、通風(fēng)口、引出段等，攝像機(jī)采用紅外監(jiān)控技術(shù)， 能夠在無(wú)光照條件下清楚顯示現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面，監(jiān)控中心系統(tǒng)采用集中存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行高清錄像存儲(chǔ)。IP電話系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心與現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音通話，在監(jiān)控中心內(nèi)設(shè)置IP 電話系統(tǒng)工作站、聲光報(bào)警器、IP 網(wǎng)絡(luò)尋呼話筒，每個(gè)防火分區(qū)布設(shè)IP 電話終端，IP 電話系統(tǒng)工作站連接報(bào)警器控制盒和聲光報(bào)警器， 對(duì)前端報(bào)警信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)，同時(shí)負(fù)責(zé)對(duì) IP 電話系統(tǒng)的管理，并提供軟件操作。入侵檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)重要位置的人員入侵檢測(cè)和報(bào)警功能，在監(jiān)控中心控制室機(jī)房布設(shè)入侵報(bào)警主機(jī)，在人員出入口、投料口、機(jī)械/自然通風(fēng)口等重要位置布設(shè)紅外入侵探測(cè)器，當(dāng)產(chǎn)生人員入侵情況時(shí)

9、，設(shè)備接收到的紅外輻射電平變化，產(chǎn)生報(bào)警狀態(tài)并上傳，驅(qū)動(dòng)報(bào)警響應(yīng)。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(yīng)用層、展示層構(gòu)成，配合傳輸網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)完整的多級(jí)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。其中各層功能說(shuō)明如下: 硬件物理層：各部分設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通信接口連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的基本傳輸功能，各設(shè)備基于自身設(shè)計(jì)，實(shí)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(cè)數(shù)據(jù)、報(bào)警信號(hào)、設(shè)備信息、地理信息等進(jìn)行結(jié)構(gòu)化融合，將共性資源進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合管廊所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的匯總，同時(shí)對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。應(yīng)用層：包括了視頻監(jiān)控部分、地理信息部分、預(yù)警報(bào)警、環(huán)境監(jiān)控等業(yè)務(wù)應(yīng)用，在應(yīng)用層要對(duì)專(zhuān)業(yè)管線單位

10、提供通信接口， 以實(shí)現(xiàn)信息的共享和聯(lián)動(dòng)。結(jié)合不同的側(cè)重和部門(mén)劃分，具有不同的治理特點(diǎn)和監(jiān)管手段，系統(tǒng)按照業(yè)務(wù)劃分，體現(xiàn)管廊監(jiān)控協(xié)同和精細(xì)化管理。展示層： 在展示層， 將應(yīng)用層的處理結(jié)果通過(guò)操作界面展示給工作人員，同時(shí)為其提供人機(jī)操作入口。管廊信息標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范體系、政策法規(guī)、人才隊(duì)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(yùn)維管理體系，保障系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。1.6 監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 綜合管廊監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：實(shí)時(shí)服務(wù)器：配置SCADA平臺(tái)軟件，冗余部署，負(fù)責(zé)接入綜合管廊內(nèi)所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、實(shí)時(shí)處理、數(shù)據(jù)定向轉(zhuǎn)發(fā)等功能。歷史庫(kù)服務(wù)器: 配置企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)

11、，冗余部署，負(fù)責(zé)海量歷史數(shù)據(jù)歸檔， 接收實(shí)時(shí)服務(wù)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定的壓縮方式進(jìn)行壓縮歸檔，為監(jiān)控客戶端提供歷史數(shù)據(jù)查詢服務(wù)，連接磁盤(pán)陣列主機(jī)，集中存儲(chǔ)。應(yīng)用服務(wù)器：應(yīng)用服務(wù)器配置各業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯總處理、數(shù)據(jù)匯總分析。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)需利用中心平臺(tái)軟件。視頻服務(wù)器：設(shè)置流媒體服務(wù)器、視頻管理服務(wù)器。流媒體服務(wù)器負(fù)責(zé)調(diào)取和轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)時(shí)查看視頻數(shù)據(jù)、歷史視頻數(shù)據(jù)。視頻管理服務(wù)器安裝視頻管理軟件，對(duì)所有視頻實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，含視頻的調(diào)取、查看、顯示、存儲(chǔ)管理等。安裝圖形拼接控制軟件，對(duì)所有業(yè)務(wù)工作站的界面在拼接屏上的拼接顯示進(jìn)行管理，負(fù)責(zé)分配各個(gè)工作站的顯示單元、顯示時(shí)間等。關(guān)

12、系庫(kù)服務(wù)器: 各個(gè)系統(tǒng)將需要存儲(chǔ)的操作數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸至關(guān)系庫(kù)服務(wù)器，關(guān)系庫(kù)服務(wù)器對(duì)所有關(guān)系型數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器配置 HBA 卡，連接磁盤(pán)陣列主機(jī)，集中存儲(chǔ)。磁盤(pán)陣列主機(jī)： 磁盤(pán)陣列主機(jī)連接歷史庫(kù)服務(wù)器、關(guān)系庫(kù)服務(wù)器，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)所有操作數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)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(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)的邊界防護(hù)裝置，硬件平臺(tái)采用安全的物理隔離“2+1”系統(tǒng)架構(gòu)，由內(nèi)網(wǎng)主機(jī)系統(tǒng)、外網(wǎng)主機(jī)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(yīng)的隔離加密電路，不受主機(jī)系統(tǒng)控制，獨(dú)立完成應(yīng)用數(shù)據(jù)的封包、擺渡、拆包，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)隔離交換。監(jiān)測(cè)工作站：

13、包括環(huán)境監(jiān)測(cè)工作站、火災(zāi)檢測(cè)和報(bào)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(guò)各工作站監(jiān)控子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，下達(dá)控制指令，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(tái) 監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)即統(tǒng)一監(jiān)控管理平臺(tái)，對(duì)各個(gè)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)、通訊自動(dòng)調(diào)度技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)、工業(yè)報(bào)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(tái)，實(shí)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(tái)的聯(lián)通，以及考慮城市市政基礎(chǔ)設(shè)備地理信息系統(tǒng)聯(lián)通等。ForceCon平臺(tái)具有先進(jìn)的技術(shù)構(gòu)架，具有可靠性、容錯(cuò)

14、性、易維護(hù)性和可擴(kuò)展性。 1.7.1 平臺(tái)簡(jiǎn)介 統(tǒng)一監(jiān)控管理平臺(tái)是面向SOA架構(gòu)集成的一個(gè)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行平臺(tái)，基于J2EE開(kāi)發(fā)規(guī)范，模塊化設(shè)計(jì)，提供基礎(chǔ)的工廠數(shù)據(jù)建模和各類(lèi)豐富的分析組件，提供實(shí)時(shí)決策調(diào)度、設(shè)備動(dòng)態(tài)管理、生產(chǎn)預(yù)警等生產(chǎn)應(yīng)用，以改善企業(yè)生產(chǎn)管理目的，為動(dòng)態(tài)生產(chǎn)管理提供數(shù)據(jù)分析、診斷、展示的門(mén)戶平臺(tái)。開(kāi)發(fā)平臺(tái)以力控FinforWorx為基礎(chǔ)，提供了動(dòng)態(tài)、靈活、快速的開(kāi)發(fā)功能模塊，包含動(dòng)態(tài)表單設(shè)計(jì)、流程設(shè)計(jì)、報(bào)表設(shè)計(jì)、頁(yè)面組態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)建模、SSO單點(diǎn)登錄等組件化管理模式，并適配管廊管理業(yè)務(wù)需求，提供一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)解決方案。1.7.2 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(tái)支持門(mén)戶集成、應(yīng)用集成、通信集成、數(shù)據(jù)集成、安全集成和管理集成。門(mén)戶集成: 實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)系統(tǒng)在統(tǒng)一門(mén)戶上的集成化統(tǒng)一管理；應(yīng)用集成：基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、三維導(dǎo)航展示，系統(tǒng)之間的信息交換和共享，并對(duì)集成信息進(jìn)行綜合應(yīng)用；通信集成：利用先進(jìn)的通訊技術(shù)，豐富的驅(qū)動(dòng)庫(kù)，在各個(gè)前端采集設(shè)備與平臺(tái)之間使用標(biāo)準(zhǔn)/非標(biāo)接口，進(jìn)