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摘要：智慧管廊綜合作為(wei) 地下管線的關(guan) 鍵性組成部分袁設計基於(yu) 5G無線傳(chuan) 感網絡的監控係統對於(yu) 其發展有重要意義(yi) ，本文建立5G網絡，同時引入綜合監控係統袁設計了智慧管廊綜合監控係統遙引入通信傳(chuan) 感網絡袁保證能夠全麵監控袁同時引入信息管理平台袁結合數字化監控和視頻監控袁並設置報警軟件袁完成數據的正確化顯示遙本文提出的係統能夠有效結合大數據內(nei) 容和城市管理內(nei) 容袁更好地延伸產(chan) 業(ye) 價(jia) 值鏈袁確保能夠實現城市的智慧化管理。
關(guan) 鍵詞：5G無線傳(chuan) 感網絡；智慧管廊綜合監控；監控係統
0引言
地下管廊是一個(ge) 連續的隧道空間，該隧道具有電力、網絡、雨水、供熱等管線。同時，在地下管廊中，還設有通風口、檢修口與(yu) 投料口，地下管廊相當於(yu) 城市市政地下的一個(ge) “網絡係統"。在智慧城市建設過程中，引入5G網絡，結合安全管理和指揮管理，設置傳(chuan) 感器節點，利用設置的傳(chuan) 感器節點對數據進行感知和監測，並進行感知，無線傳(chuan) 感網絡可協助地下管廊進行綜合監測。
目前，隨著網絡設備與(yu) 數據流量的急劇增加，我們(men) 已經開始使用5G移動通信技術。與(yu) 4G技術相比，5G技術傳(chuan) 輸速率更高，整體(ti) 性能更好，使地下管廊更加安全。此外，采用人工智能技術、大數據技術等建立地下管廊通風、排水等係統，並通過大數據技術建立地下管廊綜合監控管理平台，通過該平台收集地下管廊內(nei) 的有毒氣體(ti) 、水壓、氣壓等環境變量，並對這些環境變量進行分析與(yu) 監測，一旦有毒氣體(ti) 濃度超標或有其他危險情況發生時，能夠通過在線傳(chuan) 遞及時進行預警與(yu) 處置，努力打造“智慧管廊"。本文在采用以上技術的基礎上，設計了基於(yu) 5G無線傳(chuan) 感網絡的智慧管廊綜合監控係統。
1基於(yu) 5G無線傳(chuan) 感網絡的智慧管廊綜合監控體(ti) 係設計
我國建設地下管廊的時間較晚，與(yu) 國外一些國家相比，無論在應用技術還是管理方式上都有較大的發展空間。近幾年來，我國多個(ge) 城市對地下管廊進行了建設。設計的智慧管廊綜合係統中具有多條管線，包括供熱管線、電力管線、排水管線等。建設地下管廊時，需要盡可能減少各方麵的安全隱患，一定要確保頂層區域與(yu) 底層區域分離，兩(liang) 者處在兩(liang) 個(ge) 界麵上，使頂層區域與(yu) 底層區域分開管理。底層區域具有多個(ge) 功能，例如預警、位置定位、安全防範、環境監控等。頂層區域需要具有燃氣管理、電力生產(chan) 管理、給水管理與(yu) 供熱管理功能，底層區域將地下管廊的有毒氣體(ti) 濃度信息、溫度信息、濕度信息等環境參數通過5G無線傳(chuan) 感網絡傳(chuan) 輸到頂層係統中，使底層係統與(yu) 頂層係統間建立聯係。5G無線傳(chuan) 感網絡是智慧管廊綜合監控係統的基礎，它可以確保地下管廊底層係統與(yu) 頂層係統的穩定性，使兩(liang) 者可以穩定、可靠運行。
本文設計的監控係統方案較為(wei) 簡單，建設單位應該根據智慧管廊的具體(ti) 情況設計更為(wei) 完整、準確、詳細的施工進度方案，該施工進度方案要明確施工準備工作、人員調配、施工設備的選擇等詳細內(nei) 容，在實際建設過程中，要定期跟蹤進度，根據實際情況及時更新數據與(yu) 內(nei) 容，保證在合同規定的時間內(nei) 完成智慧管廊的建設。
無線傳(chuan) 感器對地下管廊的監測範圍可達到80km，其設置在地下管廊的出口位置，這樣可以降低不可控因素對無線傳(chuan) 感器產(chan) 生的影響。無線傳(chuan) 感器具有較高的計算能力，但傳(chuan) 輸性能較差，為(wei) 了解決(jue) 這一問題，在地下管廊中設置了中繼節點，以確保環境數據的順利傳(chuan) 輸。
2智慧管廊綜合監控係統
監控係統結構如圖1所示。
圖1監控係統結構
2.1環境監控子係統設計
環境監測子係統能夠監測周邊環境，在地下管廊的防火區域內(nei) ，設置了通風口、人員進出口、逃生口；為(wei) 了對地下管廊中的氧氣、甲烷、濕度、溫度等環境參數進行更有效的監測，環境子係統中設有監測傳(chuan) 感器，以此完成與(yu) 風機、水泵的連接。監測傳(chuan) 感器監測的信號通過管線傳(chuan) 輸到控製監控係統內(nei) ，通過5G無線網絡傳(chuan) 送到監控終端內(nei) 。在監控終端的顯示屏上，將顯示通過監測傳(chuan) 感器監測到的各類環境參數數據，當溫度、濕度或甲烷等參數濃度數據超標時，監控中心人員將立即發送報警信息，並報告安全隱患位置，及時進行處置。
2.2設備監控子係統設計
采集地下管廊中的照明、風機、環境參數檢測儀(yi) 、排水泵等設備的參數，采集完成後，通過遠程傳(chuan) 輸的方式實現對采集數據的傳(chuan) 輸，采集這些設備參數數據的原因是為(wei) 電氣設備、照明設備、通風設備等儀(yi) 器的穩定運行提供數據依據。通過5G基站發送的監控命令，根據采集的設備參數數據，對風機、照明設備等進行遠程監控，遠程控製排水泵與(yu) 電氣等設備的開停。
2.3視頻監控子係統設計
通過地下管廊綜合係統的網絡攝像機來采集風機、照明設備、排水泵等的圖像信息，在經過監控係統的CPU處理後，可在監視器上顯示當前地下管廊各種設備的運行場景，在地下管廊中劃分出5G基站與(yu) 防火區區域後，在出入口位置設置網絡攝像機，以便對進出地下管廊的人員進行監測.監測的視頻畫麵通過監測器進行處理與(yu) 顯示，從(cong) 而實現對整個(ge) 地下管廊的監控。
2.4智能門禁係統
智能門禁係統包括電子鎖、LED顯示器、讀卡器、識別器。智能門禁係統需要設置在地下管廊的出入口位置，以便對出入地下管廊的人員進行身份控製。當地下管廊檢查人員在閘門外出示登記過的識別卡後，讀卡器進行身份識別認證，智能門禁係統中的電子控製鎖自動打開閘門，此時LED顯示器會(hui) 記錄進入的時間與(yu) 感應卡的身份信息。當地下管廊檢查人員離開時，直接在門內(nei) 觸摸放行鍵，電子控製鎖打開閘門，LED顯示器記錄離開時間。除了可以記錄進入與(yu) 離開時間外，LED顯示器還可以實時顯示地下管廊中風機、照明設備、排水泵等設備的運行數據，為(wei) 檢查人員、維修人員的工作提供數據依據。智能門禁係統可有效防止為(wei) 授權人員進入地下管廊內(nei) 。
2.5報警係統
地下管廊內(nei) 包含多種可燃物，其中電纜、管線、光纜數量較多，一旦地下管廊中出現猛烈火災，會(hui) 造成重大的安全損失，報警係統包括傳(chuan) 感器、5G監測基站、通信基站與(yu) 測溫光纖，在地上與(yu) 地下監控終端安裝火災報警屏，通過光纜對出現的報警信息進行接收、顯示，並對火災發生的位置進行定位。火災發生時，地下管廊中的報警器會(hui) 馬上發出報警聲，監測終端調取火災區域視頻並傳(chuan) 輸到顯示器上，火災應急廣播立刻播報報警信息，門禁係統自動開門放行，確保被困人員迅速撤離。自動滅火裝置開啟，成功滅火後，風機將地下管廊中的有害氣體(ti) 排出。報警係統結構如圖2所示。
圖2報警係統結構
報警係統建立過程中，施工部門要仔細審核、確認，按照建設成本的規定設置報警器，加大報警器數量的控製力度。
3 基於(yu) 5G無線傳(chuan) 感網絡的智慧管廊綜合信息管理平台
通過對環境監控子係統、設備監控子係統、視頻監控子係統、智能門禁係統、報警係統進行集中綜合管理，完成地下管廊的“智慧化"目標。信息管理平台包含大量的管廊信息，采用雲(yun) 計算、大數據、數據聚合技術，將智慧管廊綜合信息管理平台中的傳(chuan) 感器信息、環境監測信息、設備運行狀態信息、火災預警報警信息等統一進行分類匯總，在地下管廊的監控終端顯示屏、傳(chuan) 感器終端、移動智能設備上形成信息管理圖像，從(cong) 而實現對地下管廊的指揮、調度、管控與(yu) 監控。智慧管廊綜合信息管理平台主要包括以下幾個(ge) 需求：
首先，在監控終端能夠顯示所有的業(ye) 務信息，為(wei) 地下管廊的正常運行與(yu) 生產(chan) 調度提供數據依據，解決(jue) 地下管廊中潛在的安全隱患。采用5G無線傳(chuan) 感網絡對管廊中的每個(ge) 目標進行身份識別驗證。利用5G技術對地下管廊進行位置確定、電量抄表、業(ye) 務勘察、日常巡檢等，將故障定位位置信息與(yu) 監測終端顯示的故障圖像進行回傳(chuan) 。為(wei) 了對地下管廊進行有效的維護，需要采用BIM等技術手段調用管廊中的大屏幕、監控顯示器等設備，根據業(ye) 務流程進行操作。通過搭建基於(yu) 5G無線傳(chuan) 感網絡的智慧管廊綜合信息管理平台，實現各個(ge) 子係統的自動登錄，建立不同賬號，進行權限管理，可向其他係統提出申請，進行有針對性的日常保養(yang) 維護，這樣可以簡化審批環節，提升工作效率。
4 AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平台
4.1平台概述
AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平台集電力監控、能源管理、電氣安全、照明控製、環境監測於(yu) 一體(ti) ，為(wei) 建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體(ti) 係提供數據支持，從(cong) 數據采集、通信網絡、係統架構、聯動控製和綜合數據服務等方麵的設計，解決(jue) 了綜合管廊在管理過程中存在內(nei) 部幹擾性強、使用單位多及協調複雜的根本問題，大大提高了係統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環境和設備的使用和恢複效率。
4.2平台組成
安科瑞城市地下綜合管廊能效管理係統是一個(ge) 深度集成的自動化平台，它集成了10KV/0.4KV變電站電力監控係統、變電所環境監控係統、智能馬達監控係統、電氣火災監控係統、消防設備電源係統、防火門監控係統、智能照明係統、消防應急照明和疏散指示係統。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個(ge) 平台即可全局、整體(ti) 的對管廊用電和用電安全進行進行集中監控、統一管理、統一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。
4.3平台拓撲
4.4平台子係統
4.4.1電力監控
電力監控主要針對10/0.4kV地麵或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀(yi) 表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀(yi) 表，用於(yu) 測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監控高低壓供配電係統開關(guan) 櫃、變壓器微機保護測控裝置、發電機控製櫃、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。
4.4.2環境監測
環境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體(ti) 濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內(nei) 的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方係統完成管廊環境綜合監控。
4.4.3電氣安全
AcrelEMS-UT能效管理係統針對配電係統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳(chuan) 感器、溫度傳(chuan) 感器，消防設備電源傳(chuan) 感器、防火門狀態傳(chuan) 感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態實時顯示，並且對UPS的蓄電池溫度、內(nei) 阻進行實時監視，發生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。
4.5相關(guan) 平台部署硬件選型清單
4.5.1電力監控及配電室環境監控係統
4.5.2電氣火災監控係統
4.5.3消防設備電源監控係統
4.5.4防火門監控係統
4.5.5消防應急照明和疏散指示係統
5結語
智慧管廊綜合監控係統對地下管廊的維護與(yu) 運行起著關(guan) 鍵性的作用，本文設計了環境監控子係統、視頻監控子係統、智能門禁係統等子係統，搭建了智慧管廊綜合信息管理平台，通過本文係統，以期實現智慧管廊的安全、穩定運行。
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