淺談綜合管廊智慧運(yùn)維管理平臺應(yīng)用研究

摘要：采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)，提高綜合管廊運(yùn)行管理水平，實(shí)現(xiàn)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，BIM+GIS可視化系統(tǒng)、智能機(jī)器人檢查、結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控等技術(shù)，構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)控、應(yīng)急管理、數(shù)據(jù)分析等多功能智能走廊運(yùn)維管理平臺，為綜合走廊運(yùn)維單位提供數(shù)字運(yùn)維管理工具。

關(guān)鍵字：綜合管廊；數(shù)字化；智能化運(yùn)營；管理平臺

引言

伴隨著我國地下公用隧道的建設(shè)和推廣，管廊智能運(yùn)維平臺的系統(tǒng)功能也日益完善。基于BIM技術(shù)，李芊等設(shè)計(jì)了智能走廊運(yùn)維管理系統(tǒng)，具體分析了應(yīng)用3D可視化在走廊運(yùn)維管理領(lǐng)域的優(yōu)勢；朱雪明介紹了上海世博會世博園區(qū)智能走廊監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)構(gòu)成，并總結(jié)了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本數(shù)據(jù)采集內(nèi)容和基本系統(tǒng)聯(lián)動功能要點(diǎn)；李朝棟等。根據(jù)沈陽某公用走廊工程背景和GB/T51274-2017《城市公用走廊監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，設(shè)計(jì)了各子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)的運(yùn)維管理系統(tǒng)；針對BIM+GI公用隧道智能管理平臺是公用隧道建設(shè)的重要組成部分，是運(yùn)維單位不ke或缺的工具。雖然平臺系統(tǒng)的功能不斷完善，但仍有一些問題需要解決:

1BIM、GIS、SCADA等系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)不充分，跨系統(tǒng)聯(lián)動場景開發(fā)不充分。雖然每個(gè)子系統(tǒng)都有基本的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，但數(shù)據(jù)融合需要進(jìn)一步加深。

2巡邏雖然采用了巡邏系統(tǒng)、手機(jī)巡邏等方式，但還是需要人員經(jīng)常進(jìn)入走廊，平臺結(jié)合機(jī)器人的自動巡邏方式還有待改進(jìn)；

3運(yùn)營管理數(shù)據(jù)分析利用不足，導(dǎo)致無法進(jìn)行有效的自動預(yù)警，日常報(bào)告分析仍需投入人力、物力。

針對上述管廊運(yùn)維管理平臺存在的問題，本文以北方某城市公用隧道項(xiàng)目平臺建設(shè)為背景，設(shè)計(jì)了平臺架構(gòu)和功能。

一整體設(shè)計(jì)思路

智能走廊運(yùn)維管理平臺整體架構(gòu)采用“管、控、營"一體化的設(shè)計(jì)理念，從平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)、走廊內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、各專業(yè)智能聯(lián)動等方面考慮；解決地下公用隧道運(yùn)營維護(hù)過程中管道產(chǎn)權(quán)單位數(shù)量多、管道種類多、復(fù)雜導(dǎo)致的專業(yè)干擾，難以及時(shí)有效溝通協(xié)調(diào)解決的問題；同時(shí)，設(shè)置多級管理架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)公用隧道內(nèi)設(shè)備的遠(yuǎn)程管理和聯(lián)動控制。

智能走廊運(yùn)維管理平臺整體結(jié)構(gòu)為五級系統(tǒng)，設(shè)備執(zhí)行層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、展示層自下而上依次為。設(shè)備執(zhí)行層是平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的核心，是走廊監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過該層設(shè)置的各種攝像頭、傳感器和探測儀器，可以監(jiān)控整個(gè)走廊環(huán)境和設(shè)備的全過程。利用傳輸層和數(shù)據(jù)層的傳輸和存儲功能，向上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供海量數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、實(shí)時(shí)控制、顯示和應(yīng)用。

圖1智能管廊運(yùn)維管理平臺整體架構(gòu)

二關(guān)鍵技術(shù)功能

基于BIM+GIS系統(tǒng)，統(tǒng)一管理平臺整合了聯(lián)動安全防范系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、應(yīng)急系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了平臺數(shù)據(jù)的深度整合和系統(tǒng)聯(lián)動。

1BIM+GIS系統(tǒng)系統(tǒng)

基于地理信息系統(tǒng)的綜合信息門戶、3DBIM集成監(jiān)控、SCADA集成信息采集數(shù)據(jù)和視頻信息，可視化平臺信息。所有環(huán)境和設(shè)備監(jiān)控信息、預(yù)警和報(bào)警信息、安全信息等。以“一張圖"模式顯示，為綜合監(jiān)控平臺提供統(tǒng)一的基于BIM的+GIS+人機(jī)交互界面SCADA。

BIM+GIS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)管廊空間和設(shè)施設(shè)備的三維呈現(xiàn)，可以確定地下管廊的正確分布位置，實(shí)現(xiàn)管廊所有出入口、通風(fēng)口、進(jìn)料口管廊附屬設(shè)施的正確定位和查詢，不僅可以概述整體關(guān)鍵參數(shù)，還可以從主要參數(shù)一步步導(dǎo)航到設(shè)備詳細(xì)參數(shù)。見圖2和圖3。

圖2管廊GIS系統(tǒng)展示

圖3管廊BIM系統(tǒng)展示

運(yùn)營人員可以方便地實(shí)現(xiàn)地下廊體的可視化監(jiān)控，減少入廊巡視頻率，提高運(yùn)營效率。

2綜合監(jiān)控系統(tǒng)

智能運(yùn)維管理平臺的綜合監(jiān)控系統(tǒng)涵蓋了環(huán)境和設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、預(yù)警和報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置，以及GB/T51274-2017所需的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控系統(tǒng)和機(jī)器人檢查系統(tǒng)。每個(gè)系統(tǒng)的傳感設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備都是根據(jù)防火分區(qū)設(shè)置的。

環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)；安全防范系統(tǒng)；通訊系統(tǒng)；預(yù)警系統(tǒng)；

結(jié)構(gòu)化健康監(jiān)測系統(tǒng)；智能化機(jī)器人檢測系統(tǒng)；綜合監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)動；

3應(yīng)急管理系統(tǒng)

根據(jù)運(yùn)維單位的應(yīng)急管理制度，實(shí)現(xiàn)平臺化管理，包括隱患管理、應(yīng)急預(yù)案管理、應(yīng)急指揮處置、應(yīng)急保障管理等。實(shí)現(xiàn)平臺典型的應(yīng)急管理應(yīng)用功能:地理信息系統(tǒng)+BIM平臺在現(xiàn)場接收應(yīng)急報(bào)警時(shí)，自動顯示報(bào)警地點(diǎn)并發(fā)出報(bào)警提示；獲取事件或報(bào)警信息后，自動獲取事件周圍攝像頭的圖像，自動切換到監(jiān)控中心的大屏幕，以便及時(shí)了解事件細(xì)節(jié)，在顯示平臺上自動顯示事件發(fā)生點(diǎn)周圍可控設(shè)備；應(yīng)急模塊自動生成預(yù)警、通知、提醒等相關(guān)信息，經(jīng)管理員確認(rèn)后發(fā)布，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，防止事件擴(kuò)大；發(fā)現(xiàn)事件后，要求可以自動顯示事件的附加應(yīng)急資源和車輛。對于重大事件，可以將地理信息系統(tǒng)的地圖、監(jiān)控視頻和數(shù)據(jù)切換顯示到視頻咨詢系統(tǒng)，方便應(yīng)急咨詢和指揮調(diào)度。

三AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平臺

1平臺概述

AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)控于一體，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動控制、綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面提供數(shù)據(jù)支持。為建立可靠、安全、高效的公用隧道管理系統(tǒng)，解決了公用隧道管理過程中內(nèi)部干擾性強(qiáng)、用戶多、協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性。

2平臺組成

安科瑞城市地下公用隧道能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動化平臺，集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可以通過瀏覽器和手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度管廊用電和用電安全，同時(shí)滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

3平臺拓?fù)?/span>

4平臺子系統(tǒng)

電力監(jiān)測；環(huán)境監(jiān)測；電氣安全

5有關(guān)平臺部署硬件選擇清單

（1）電力監(jiān)測和配電室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

四結(jié)語

通過BIM+GIS、結(jié)合數(shù)據(jù)分析功能和輔助決策功能，機(jī)器人、結(jié)構(gòu)檢測等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，有效保障了運(yùn)維人員的人身安全和走廊的運(yùn)行安全，減少了人員的工作量，提高了運(yùn)維管理的準(zhǔn)確性，提高了走廊綜合應(yīng)急響應(yīng)速度，提高了安全運(yùn)行能力，實(shí)現(xiàn)了走廊綜合運(yùn)行期間規(guī)范化、智能化管理的目標(biāo)。該平臺在工程實(shí)踐中的成功應(yīng)用，為其他類似地下公用隧道的運(yùn)行和維護(hù)管理提供了參考和參考。

參考文獻(xiàn)

【1】魏華杰.綜合管廊智慧管理平臺應(yīng)用研究.

【2】李 芊，許高強(qiáng)，韋海民.基于 BIM 的綜合管廊運(yùn)維管理系統(tǒng)研究[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)

【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05