综合管廊运维管理系统

1、智能运维系统

1.1 系统概述

在大城市中需要稳定的水、电供应,因此有完善管线管理数据库与维护查询系统就非常重要,而BIM技术与综合管廊管理作业结合,以数字化整合式管理,辅助现场设备维护作业,供各权责单位在统一的BIM数字数据库中读取各种营运管理数据,使综合管廊维护管理作业更趋完善。

综合管廊管线数据种类繁多,故在建置数据库及管理维护必须有一套制度化的管理规则及维护运作机制,使得主管单位日后在系统运作时有所依循,并考虑使用单位业务需求进行整体规划,方俾便主管单位在执行业务及数据的管理上都能与国土信息系统互通而不抵触,而达成数据共享共享的目标。

综合管廊智能运维管理系统建置之目的,主要是用于综合管廊日常营运管理维护工作,并建立系统化管理流程,降低管理成本支出,提升综合管廊设备之可靠度与营运维护效能,以达到延长综合管廊设施设备之使用寿命之目标。

本系统之用户分别为综合管廊人员、各处综合管廊现场维管人员,由于系统提供行政管理者、系统维护者、决策者读取各自所数据,相对系统所要提供的功能也就不尽相同,所需的操作终端的硬件也不同,本系统包含桌面、Web及行动三部分,共同存取同一数据库之数据。

整体计划预计由收集资料建置综合管廊BIM模型开始,先将既有数据数字化,考虑管线单位、管理单位与维护单位各层级应用,藉由信息平台结合软件开发,提供各所需的功能与权限,使BIM应用贯串管廊的全生命周期,预期效益如下: 

  • 建立3D数化综合管廊数据库
  • 提供各权责单位所需信息
  • 串连综合管廊图说与维护纪录
  • 建立系统化管理流程与巡检自动化
  • 整合现场监控系统于BIM-FM 系统平台
  • 延长综合管廊设施设备之使用寿命
  • 降低管理成本支出与提升设备之可靠度及维护效能

1.2 系统设计

本计划将建置综合管廊智能运维管理系统将以BIM设施管理平台,辅助执行综合管廊日常营运管理维护工作,藉由BIM数化实现图文结合功能,配合定期更新数据库,提升系统信赖度与使用率,进而实现降低管理成本支出与提升营运维护效能,达到延长综合管廊设施设备使用寿命之目标。主要工作包括: 管理流程逻辑化与数字化、分析综合管廊系统分层架构、制定综合管廊BIM模型标准、清查所需管理数据项与内容、分析管理流程,以及应用端软件模块开发等。

一、 综合管廊系统架构:

BIM设施管理平台系统主要是由综合管廊BIM设施管理系统服务器及数据库服务器来提供整体服务—可提供BIM模型、文件、图说及GIS数据存取的空间索引服务,以及因特网浏览查询服务。

图(略)

二、综合管廊系统功能架构

图(略)

  1. 综合管廊进入申请操作系统,主要系提供管理人员、管线单位及维护管理单位之使用,管线单位申请进入综合管廊作业时,需上网填写「管廊进入施工申请书」后送审,管理人员确认资料无误后核准并核发同意函予管线单位,同时通知维护管理单位准许办理进入综合管廊作业,待施工完成后,管线单位上网填写「施工完竣报告书」送审,待管理人员确认数据无误后,同意备查并存入系统数据库。
  2. 综合管廊设备财产维护管理系统:主要系提供管理人员及维护管理单位之使用,系统需提供管理人员建立综合管廊「设备财产基本数据」,维护管理单位进行「设备管理维护(内巡)及巡查作业(外巡)」,依巡查结果,系统需自行产出综合管廊主体结构及设备维修申请及会勘单,经管理单位派员会勘确认同意后,维管人员方可办理维修,待修复完成后,维管人员填写设备修复完成单,并交由管理单位派员确认同意验收后,将该设备维修纪录存入系统数据库。
  3. 管线单位管理系统:主要系提供管理人员、管线单位及维护管理单位之使用,第一次申请之管线单位需透过管理人员申请账号后,持该账号进入管线单位管理系统填写「管线单位基本数据」后,经管理人员同意后,方有权限进入「综合管廊进入申请操作系统」办理综合管廊相关作业。

        依规定管线单位应规定检修管理,并定期巡检作必要之安全措施,且拟订年度定期巡检计划,送主管机关备查。故系统需提供「定期巡检计划数据」上传功能,以利各管线单位上传数据,并能于网站浏览其上传内容。管线单位应依其管线之特性,订定专业设置维护规范。故系统亦需提供「管线专业设置维护规范数据」上传功能,以利各管线单位上传数据,并能于网站浏览其上传内容。

  1. 维护管理厂商管理系统:主要系提供管理人员及维护管理单位之使用,系统应提供各年度契约、查核纪录、违约罚款纪录、人员值勤/异动纪录之浏览功能,另需依契约单价、违约罚款纪录及维修纪录等数据产出估验计价报告。另为有效管理维管人员值勤状况,系统需能提供实际人员值勤纪录。
  2. 综合管廊空间出租管理系统:主要系提供管理人员及管线单位之使用,系统应提供可供租用管廊空间之查询及费用试算予有意愿申请之管线单位。
  3. 综合管廊法规查询:主要系提供管理人员、管线单位及维护管理单位查询/浏览相关法规内容之使用。

 

三、综合管廊系统作业流程:

图(略)

1.管线单位申请流程:

2.设备财产维护流程(维修):

3.设备财产维护流程(巡检):

4.管理单位管理系统流程:

5.维护管理厂商管理系统流程:

6.综合管廊空间出租管理系统流程:

7.综合管廊法规查询流程:

8.权限管理维护作业流程:

1.3 监控中心设计

监控中心包括综合管廊监视系统中央控制设备及综合管廊环境监测系统所需之区域数据收集站阶层硬件、软件供应、网络传输阶层设备等。

图(略)

监控整合云系统可提供下列子系统功能,

  • 前端感测与控制系统
  • 可程序自动化控制器(PLCs)与传输系统
  • 数据采集与监控系统(SCADA)
  • 大数据云端运算分析平台

区域数据收集站负责各类现场数据收集

一、 监视系统主控制设备:

1.中央监视主控制设备包括计算机主机、电视墙、中控台、应用软件、储存装置及网络通讯设备等。

  1. 影像监控建置

建置影像监控点之基本数据,规划至少须有监控点及摄影机两项,以提供系统查询及影像监控点数据发布之使用。

(1)数据建置项目应包含以下内容:

A.监控点资料

B.监控点编号

C.监控点名称

D.监控点坐标

E.数据传输方式

(2)摄影机资料

A.监控点编号

B.摄影机编号

C.摄影机坐标

D.摄影机厂牌型号

E.摄影机联机信息

F.摄影机实时影像照月文件(JPEG)路径

  1. 影像监控管理

规划影像监控数据提供、储存、查询及介接之方式。

(1)影像发布

A.影像格式:须提供Motion JPEG 或MPEG-4 或H.264 格式之影像数据。

B.影像发布: 所发布之影像数据须可透过应用程序、网页浏览器、行动装置介接,并应提供下列组件或数据:

a.应用程序、网页浏览器、行动装置之播放组件。

b.介接影像数据程序开发之API 或SDK 。

c.应用程序、网页浏览器、行动装置程序开发之范例程序代码。

(2)影像储存

监控点影像之储存,须具有JPEG 及Motion PEG 或MPEG-4 或H.264 格式之影像数据,以提供场馆内或其他外单位系统历史影像调阅或查询之用。采PEG 格式储存之影像系定时撷取一张照月,以档案覆盖之方式储存于文件夹中;采Motion PEG 或MPEG-4 或H.264 格式储存之串流影像数据,系为常态储存,保留时间至少一个月,储存原则如下说明:

A.以时间点切割:串流影像数据原则上采用时间点切割方式储存,以利应用系统调阅历史影像时查询之使用。

B.以档案量切割:若串流影像采用时间点切割方式储存将造成档案量过大,不便使用者查询浏览时,可改采以档案量切割方式储存,并记录该档案影像之起始时间及终止时间。

C.影像数据纪录:以数据库之数据表记录串流图像文件案之储存信息,数据建置项目应包含以下内容,须配合实际需求增加:

a.监控点编号

b.摄影机编号

c.影像起始时问

d.影像终止时间

e.影像文件名

D.若串流影像数据无法以时间点切割或以档案量切割者,需另提供可挂载于应用系统、网页浏览器及行动装置之查询接口,并依影像数据纪录规定,储存串流图像文件案信息,以利影像调阅及查询功能之运用。

(3)影像查询

目的系提供场馆内或其他外单位系查询各监控点之实时现场影像或调阅历史影像,历史影像之调阅区间以实际影像存量为准。影像查询应提供之项目如下:

A.影像播放程序:若串流影像须以额外特殊软件播放者,须另提供可挂载于应用程序、网页浏览器、行动装置的播放程序,以利串流影像之在线调阅。

B.影像转文件程序:若串流影像须以额外特殊软件播放者,须另提供可挂载于应用程序、网页浏览器、行动装置的转文件程序,以利串流影像之下载储存。

C.影像信息发布:以网络服务方式,发布影像信息(xml ) ,内容应包含监控点编号、摄影机编号、影像起始时间、影像终止时间、影像文件名等项目,以利单位内或其他外单位之系统介接,提供用户查询、调阅及下载监控点之影像数据。

4.影像自动差异分析及事件讯息通报

透过监管监控点架设的摄影机监看现场状况,结合影像判释技术,分析比对摄影机拍摄内容,分析比对后发现疑似有异常事件发生时(例如:管制区域内有人员非法进入),自动传送异常讯息至监控系统或监控中心,由监控系统或监控中心进行后续之通报或处理。

(1)影像自动差异分析

A.运用监控点之摄影机或监控系统或监控中心之系统进行影像侦测及分析。

B.若分析之结果符合所定义之事件类别,应储存当次事件之影像数据单元格式如下说明:

a.事件发生时间点前后之影像照片:至少4 张,格式为图片文件,如JPEG 、BMP 、PNG 或GIF 等格式。

b.事件发生时间点前后之连续影像:事件后持续数秒之影像,格式为JPEG 或Mofion JPEG 或MPEG-4 或H.264。若文件格式为MPEG-4 或H.264 者,须另提供可挂载于应用程序、网页浏览器、行动装置的播放程序及可将影像格式转换为Motion JEPG 之转文件程序。

c.事件影像数据记录:以数据库之数据表记录影像差异分析结果之信息数据建置项目应包含以下内容,须配合实际需求增加:

c-1监控点编号

c-2摄影机编号

c-3异常事件编号

c-4异常事件时间

c-5异常事件档案路径

(2)事件讯息通报

以网络服务方式,发布事件讯息通报信息(xml ) ,内容须包含监控点编号、摄影机编号、异常事件编号、异常事件时间、异常事件档案路径等项目,以利单位内或其他外单位之系统介接,提供事件讯息之通报及查询等运用。

5.影像监控数据网络服务(Web Service)发布

综合「影像监控点基本数据建置」、「影像监控管理」、「影像自动差异分析及事件讯息通报」所述,影像监控数据之发布应包含有「影像监控点网络服务发布」、「影像查询之影像信息发布」及「事件讯息通报网络服务发布」,以xml 之格式描述数据内容,兹说明如下:

(1)影像监控点网络服务发布

数据建置项目应包含以下内容:

A.监控点编号

B.监控点名称

C.监控点坐标

D.摄影机编号

E.摄影机坐标

F.摄影机实时影像照月文件(JPEG )路径

(2)影像查询之影像信息发布

数据建置项目应包含以下内容:

A.监控点编号

B.摄影机编号

C.影像起始时间

D.影像终止时间

E.影像文件名

(3)事件讯息通报网络服务发布

数据建置项目应包含以下内容:

A.监控点编号

B.摄影机编号

C.异常事件编号

D.异常事件时间

E.异常事件档案路径

6.环境传感器介接标准

有关环境传感器数据之介接标准,应可依循环境资源数据交换平台(以下简称CDX )所制定之格式进行数据交换服务。CDX 相关之使用申请、数据交换、数据库字段及xml Tag 命名原则等规范,请参阅环保署环境资源数据交换平台一入门手册(http ://223.200.80.58/cdx/ Gettingstarted.aspx)之说明。

二、产品设备:

  1. NVR系统储存主机

(1)硬件规格需求:

A.系统为服务器架构,Intel Xeon 四核心处理器(含)以上。

B.主机需提供2个Intel Xeon Processor 2.5GHZ(含)以上。

C.系统内存容量至少可达8GB RAM(含)以上ECC 容错功能。

D.系统内存可支持更正单位错误讯息,侦测双位错误讯息。

E.可支持内接SAS或SATA HDD,另须提供至少512MB Disk Array 内存(含)以上。

F.提供2个电源供应器。

G.具备Gigabit 网络端口。

H.具备2 Port PCI-Express (含)以上。

I.操作系统需支持Windows Server或 Linux系统。

J.主机通过FCC、CE或BSMI电磁兼容检验标准。

K.可录像、监看、回放、设定可同时进行。

L.主机接口及远程软件皆需为中文操作接口,并提供中文操作手册。

M.可针对高达180以上支摄影机同时进行录像与录音。

N.内建DVD光盘烧錄机及SATA以上或SAS硬盘接口,可装载至五颗以上高容量硬盘。

O.本案内建硬盘需具容错功能。

P.主机面板具有LCD屏幕或LED灯号可显示主机目前电源、硬件狀态。

(2)监看功能需求:

A.具实时监看功能每只30 FPS (60 field/sec/ch)。

B.须支持中文摄影机抬头字符名称输入及显示,配合实际需要至少输入16个字符(含)以上并可随时更改中文字型。

C.至少支持四种(含)以上画面分割模式。

D.支持监看画面局部數位2倍(含)以上放大功能。

E.具备分割群组跳台功能,可于各种分割画面时可依各摄影机重要性不同而设定。

F.管理者可以自行摄影机在电视墙分割画面上的显示位置。

G.具有树状目录呈现的摄影机列表,按照本区单位分类方便管理。

(3)錄影功能需求:

A.须支持720*480(含)以上或520TVL(含)以上之錄影解析度。

B.使用MPEG-4或H.264等压缩格式。

C.具有3种(含)以上解析度可供调整。

D.至少提供480FPS(含)以上之錄影张數。

E.每支摄影机皆可单独调整錄影张數。

F.内建位移侦测功能。

(4)搜寻功能需求:

A.具备依日曆及时间输入等兩种(含)以上方式。

B.可依据移动侦测列表观看录像数据。

C.主机端搜寻时须提供单画面、四分割、十六分割兩种(含)以上回放搜寻方式。

D.须提供播/回放、快速播/回放、单张播/回放、暂停及停止等功能。

(5)网路功能需求:

A.具EtherNet网路接口,支持TCP/IP网路环境。

B.网路传输可支持ADSL(固定IP及DHCP)、LAN等环境。

C.可同时使用IE浏览器浏览及专属远程应用软件。

D.支持远程监看、远程回放、远程下载、远程控制、已下载文件播放等功能。

E.可于远程接口中得知主机所有狀态,含硬盘剩余容量、主机版本号码、网路IP地址、摄影机狀态、位移侦测狀态、錄影狀态等。

F.远程监控应可同一时间提供4组(含)以上不同使用者登入监看。

G.远程软件内建密码保护机制,开启密码保护机制后可设定不同狀态。

H.远程监控程序可实时监看、播放远程档案或播放下载后的档案。

(6)安全功能需求:

A.提供硬盘坏轨自动侦测功能,硬盘故障时可于远程接收故障警报。

B.可自定4组(含)以上用户账号及密码,采用密码授权方式进出系统,并可定义密码至少四位數字(含)以上,并提供超过3种(含)以上用户权力组合,便利管控各使用者之操作权限。

C.可设定录像数据储存路径,系统可连接网络储存媒体、网络附加储存(NAS)、磁盘阵列(DAS)、磁带机等相关储存设备。

(7)储存功能需求:

A.储存系统需为标准19”机架式,单机可装置12 颗(含)以上硬盘。

B.控制器具备2组SAS 宽端口或光纤信道、2 组以太网络Gigabit Ethernet (含)以上主机连接信道,提供录像监控主机DVR、NVR 或影像管理主机等做视讯录像、回播与长时间存放连结使用。

C.控制器并提供1 条SAS 宽端口通道,可串接多台扩充柜,能随需求扩充容量,供录像数据存放。

D.需支持2GB ECC(含)以上数据高速缓存。

E.需符合Serial Attached SCSI (SAS)传输标准。

F.支持常用操作系统操作环境,供录像监控主机DVR、NVR 或影像管理主机VMS存取。

G.需提供一个月(含)以上储存之容量,供远程各影像回存之档案。

2.网络管理伺服主机

(1)系统为服务器架构,Intel Xeon 四核心处理器(含)以上。

(2)主机需提供2个Intel Xeon Processor 2.5GHZ(含)以上。

(3)系统内存容量至少可达8GB RAM(含)以上ECC 容错功能。

(4)系统内存可支持更正单位错误讯息,侦测双位错误讯息。

(5)可支持内接SAS或SATA HDD,另须提供至少512MB Disk Array 内存(含)以上。

(6)提供2个电源供应器。

(7)具备Gigabit 网络端口。

(8)具备2 Port PCI-Express (含)以上。

(9)操作系统需支持Windows Server或 Linux系统。

(10)主机通过FCC、CE或BSMI电磁兼容检验标准。

(11)内建DVD光盘烧錄机及SATA以上或SAS硬盘接口,可装载至五颗以上高容量硬盘。

(12)内建硬盘需具容错功能。

(13)主机面板具有LCD屏幕或LED灯号可显示主机目前电源、硬件狀态。

3.EM数据伺服主机

(1)硬件规格需求:

A.系统为服务器架构,Intel Xeon 四核心处理器(含)以上。

B.主机需提供2个Intel Xeon Processor 2.5GHZ(含)以上。

C.系统内存容量至少可达16GB RAM(含)以上ECC 容错功能。

D.系统内存可支持更正单位错误讯息,侦测双位错误讯息。

E.可支持内接SAS或SATA HDD,需提供2TB以上容量,其容量为作RAID 5架构后,另须提供至少512MB Disk Array 内存(含)以上。

F.提供2个电源供应器。

G.具备Gigabit 网络端口。

H.具备2 Port PCI-Express (含)以上。

I.内建DVD光盘烧錄机

J.操作系统需支持Windows Server或 Linux系统。

K.主机通过FCC、CE或BSMI电磁兼容检验标准。

4.电视墙控制伺服主机

(1)硬件规格需求:

A.系统为服务器架构,Intel Xeon 四核心处理器(含)以上。

B.主机需提供2个Intel Xeon Processor 2.5GHZ(含)以上。

C.系统内存容量至少可达16GB RAM(含)以上ECC 容错功能。

D.系统内存可支持更正单位错误讯息,侦测双位错误讯息。

E.可支持内接SAS或SATA HDD,需提供2TB以上容量,其容量为作RAID 5架构后,另须提供至少512MB Disk Array 内存(含)以上。

F.提供2个电源供应器。

G.具备Gigabit 网络端口。

H.具备2 Port PCI-Express (含)以上。

I.内建DVD光盘烧錄机

J.操作系统需支持Windows Server或 Linux系统。

K.主机通过FCC、CE或BSMI电磁兼容检验标准。

(2)软件功能需求:

A.管理者可以自行摄影机在电视墙分割画面上的显示位置。

B.最多可达8 个(含)多屏幕显示。

C.电视墙屏幕组成最大:900个。

D.预先设定屏幕分辨率大小。

E.分割画面:至少100分割。

F.本案需提供外部显示连接至少6 Port以上。

5.监视系统工作站主机、警报计算机主机、环境监测计算机主机、保全计算机主机、文书工作站主机

(1)规格需求:

A.第4代Core i7 3.6GHz(含)以上。

B.系统内存容量至少可达8GB RAM(含)以上。

C.需提供1TB以上之硬件容量。

D.提供键盘组及光学鼠标。

E.具备Gigabit 网络端口。

F.具备2 Port PCI-Express (含)以上。

G.内建DVD光盘烧錄机

H.操作系统需支持Windows 或 Linux系统。

I.主机通过FCC、CE或BSMI电磁兼容检验标准。

J.需提供游戏杆控制专用软件及游戏杆硬件

K.需提供MS Office 专业版最新版

6.网络管理主机服务器

(1)规格需求:

A.系统为服务器架构,Intel Xeon 四核心处理器(含)以上。

B.主机需提供2个Intel Xeon Processor 2.5GHZ(含)以上。

C.系统内存容量至少可达8GB RAM(含)以上ECC 容错功能。

D.系统内存可支持更正单位错误讯息,侦测双位错误讯息。

E.可支持内接SAS或SATA HDD,需提供1.5TB以上容量,其容量为作RAID 5架构后,另须提供至少512MB Disk Array 内存(含)以上。

F.提供2个电源供应器。

G.具备Gigabit 网络端口。

H.具备2 Port PCI-Express (含)以上。

I.内建DVD光盘烧錄机

J.操作系统需支持Windows Server最新版本。

K.主机通过FCC、CE或BSMI电磁兼容检验标准。

  1. 24吋彩色显示器

尺寸:适用于监控中心之24吋(LED)彩色监视器。

  1. 60吋彩色显示器

尺寸:适用于监控中心之电视墙彩色监视器。

规格:采窄边框设计及采用侧光式LED背光,影音输入端子具HDMI及D-sub接口。

  1. 彩色激光打印机

(1)型式:多功能复合机(打印、影印、扫描、传真、网络分享)。

(2)分辨率:ImageREt 3600。

(3)打印速度:黑:20PPM / 彩:20PPM (A4)。

(4)缓冲存储器:128MB。

(5)纸匣:A4纸匣。

(6)连接接口:USB界面。

(7)电源:AC 110V/60HZ。

  1. 10G网管交换器

(1)设备本身具有24个RJ-45 10/100/1000 ports埠(含)以上及2个SFP+Gigabit/ 10 Gigabit uplink ports(含)以上。

(2)需提供88Gbps(含)以上之系统背板交换带宽。

(3)于Layer2或Layer3提供线速(Wire Speed)交换能力。

(4)网络第二层(Layer2)功能:

A.至少支持8K(含)以上之MAC(Media Access Control) Addressed。

B.支持4K(含)以上IEEE 802.1Q标准VLANs。

C.具备IEEE 802.3ad Link Aggregation (LACP)汇集链路能力。

(5)网络第三层(Layer3)功能:具备IPv6路由能力。支持路由协议OSPFv3、RIPng。提供DHCP Relay功能。

(6)具备SNMP、RMON与Web接口网管功能,并可提供使用分析、事件纪录、韧体更新、组态设定备份及回复等功能。

(7)具备TDR(Time Domain Reflectometer)(时间区域反射法)功能,发送信号侦测网络线路是否断线,与判断网络线断线位置等功能,或符合ITU-T Y.1731规范,具备障碍与效能监控功能,侦测网络线路是否断线,与判断网络线断线位置等功能。

(8)须提供满装的SFP-10G-LR(SFP+)模块。

  1. 路由器

(1)硬件接口:

独立主机本身提供2个(含)以上10/100/1000Base-T自动侦测之以太区

域网络接口。

(2)硬件功能:

A.具备路由通讯协议RIP v2、OSPF v3、static IPv6 routing。

B.具备NAT地址转换功能。

C.具备SNMP与RMON标准、Telnet、Console Port控管及WEB管理接口。

D.具备virtual routing instances (VRF)、IPv6 unicast、IPv6 multicast、

IPv6 access lists support、IPv6 ACL。

E.具备Virtual Router或Logical Router或Virtual Routing功能,使相同或重迭IP地址不冲突。

  1. 影像监视机柜

(1)19吋35U标准仪器设备机柜。

(2)铝挤型合金主体框及铝柱:须能符合标准国际规范置放机架式服务器:

(3)仪器设备装置固定槽,固定槽材质为冷轧钢板,结构坚固,配合夹持螺母组合,可调整替换并保持良好垂直水平度及安全性。

(4)铝合金框压克力前门(附锁),铝框后铁门组,左右固定式侧板,屋顶,煞车活动轮,散热风扇组1组/2 PCS(顶置式),3孔8座安全电源插座1组,面板螺丝及垫片等。

(5)冷灰色粉体烤漆厚度60μm以上。

(6)依仪器设备安装之需求应提供以下之配件:a.铝合金支架组b.支撑板组c.2U承板d.抽拉支撑板。

13.控制器

复联可程控器(Redundant PLC/DCS)

(1)功能概述

复联可程控器系由二组相同的控制器组合而成的Redundancy架构,且每一组控制器至少具有个别的中央处理模块CPU、电源供应Power Supply、通讯装置Communication Unit、内存Memory及框架Base Unit等单元。当主中央处理模块CPU故障时,备源中央处理模块应能自动启动,以维持系统继续正常运转,其主要规格如下:

A.控制器为一微处理器型式,所有硬件皆模块化设计。

B.单元须提供随机存取内存(RAM)及Backup电池或非挥发性(Nonvolatile)的内存,以保证程序不会因停电或故障而消失。

C.控制单元间必须使用同等式通讯架构(Peer To Peer Communication)互相传递数据,不得使用主仆式通讯架构(Client-Server Communication,如Point To Point)。

D.控制单元的电源供应模块及控制网络需为复置式,其电源须接自UPS。

E.时钟同步功能﹕本分布式控制系统须能定时下传对时指令给所有的工作站、操作台、控制单元,使得全系统之时间保持在每秒的同步。

F.防噪声干扰及耐电压能力必须符合国际标准,或承受3伏/毫秒(V/mS)之电磁干扰(无线电波干扰)及3G震动之能力。

G.产品供货商必须提供相关国际规格测试报告,且产品须曾成功地应用于相关产业或一般工业工程上。

H.通讯架构网络应采用环状或星状光纤网络联结交换式集线器方式。区域性实时网络架构具有兆位之传输速率,可使计算机、控制器、或其他人机界面共同同步使用并分享信息。

I.安全设计

(A) 本控制系统在提供一可靠的、可预期的(Deterministic)控制系统,控制器具备完善的复联机制以提供一可靠的控制系统,控制器之设计可保证所有之程序可在所须之时间内执行完成以提供一可预期的系统效能。此复联控制系统须提供独立的复联模块并以光纤通讯,当控制系统必须自动切换至备援控制系统继续执行控制功能时,切换时间零中断,且所有系统之输出(Output)应不受此切换动作之影响,能维持切换前之状态,监控系统能稳定无冲击(bumpless)继续运转,复联式热备分主机切换时,IP位置需能自动切换以减低SCADA主机联机复原时间。

(B) 本复联式(Redundant)控制系统须采用双套控制器、双套通讯模块、双套电源之标准复联式架构,控制器须各自安装于独立且各自具备独立之电源以提高系统之可靠性。

(C) 本系统之所有IO模块均须支持热插入能力,能于送电状态下更换,以利操作维护工作之执行。

(D) 复联可程控器应有当机安全保护之设计,控制单元的损坏,须不会影响到操作站的正常操作。

(E) 复联可程控器必须包含有只读存储器(ROM)、随机内存(RAM)或闪存(Flash Memory),随机内存需含有后援备用电池,电池更换时不可影响系统之操作,若有较佳之储存方式应提出差异说明。

(F) 复联可程控器需具系统自我诊断程序。控制单元检出之任何问题都要存入自我诊断程序数据缓冲器中,所有的异常与错误讯息都能产生警报,并完整地由通信接口传送。

(G) 复联可程控器间之信号传输,应透过整厂光纤以太网络做数据、讯息与控制信号间之传递。所有复联可程控器应具有跨层级及权限读写能力,无论在手动/自动、本地/远方及其他模式让中央控制指令可直接下达至所指控制器。

J.工作环境:

(A) 温度:0~60℃。

(B) 湿度:5%~95%。

K.符合CNS 国家标准或国际标准之质量系统UL、CE认可证明,以确保产品使用质量。

(2)主机(Processor)规范之要求

A.CPU:至少32bit。

B.内存:至少32M Bytes。

C.具运转、CPU 正常及系统故障指示灯。

D.I/O 处理容量:至少须符合I/O 菜单内所列I/O 容量,需包含日后扩充设备时至少预留20%之扩充容量。

E.具有RS-232及Ethernet通讯接口,提供计算机及程序书写器使用,重要设备监控须提供硬件IO复联能力。

F.具有不断电拔插模块功能(Hot-Swap/Hot-Insertion)。

G.具有符合IEC 1131-3(IEC-61131)规格之窗口式模块化程序规划编辑软件,可程控器至少须具备下列指令应用软件功能:

(A) 控制功能:PID 控制、ON/OFF 控制。

(B) 浮点运算功能:平方根、SUM、MULTIPLY、DIVIDE。

(C) 逻辑功能:TIMER、FLAG、COUNTER、AND、OR、NOT、XOR。

(D) 警报功能:HIGH、LOW ALARM。

(E) 流量累积器(Flow Totalizer)可程控器必须提供积分运算功能指令,以精密计算并累积瞬间流量。不得利用操作站计算机图控软件演算,以避免计算机当机而无法作流量累积功能。

(F) Battery-backed clock 具有年、月、日、时、分、秒时钟功能。

(3)输入/输出控制单元

依功能需求可包含下列各類接口模块,含I/O表所列之RS-232 /RS-485

通讯接口,并须提供框架、电源供应器及配件等。I/O模块提供带电插拔

功能,可在不需停电状况下更换I/O模块,其主要规格如下:

A.数字输入模块

(A) 输入形态:DC 24V或AC110V。

(B) 每一点状态有LED 指示。

(C) 点数:16 点(含)以下。

(D) 模块化设计,可分离式接线端子,以便故障时可快速更换模块。

B.数字输出模块

(A) 输出形态:晶体管或干接点。

(B) 每一点状态有LED 指示。

(C) 点数:16点(含)以下。

(D) 模块化设计,可分离式接线端子,以便故障时可快速更换模块。

C.模拟输入模块

(A) 输入形态:提供0/4~20Ma或-10V~+10V 选择。

(B) 点数:8点(含)以下。

(C) 模块化设计,可分离式接线端子,以便故障时可快速更换模块。

(D) 信号分辨率:至少15bit。

D.模拟输出模块

(A) 输出形态:提供0/4~20mA、-10V~+10V 选择。

(B) 点数: 8点(含)以下。

(C) 模块化设计,可分离式接线端子,以便故障时可快速更换模块。

(D) 信号分辨率:至少15bit。

  1. 扇形中控台

(1)尺寸:详设计图(依现场放样调整并提送制作承认图送审).

(2)材质:冷轧钢板1.2mmt(含)以上.

(3)操作台面:高密度之防火塑合板.

(4)附门、锁及散热冲孔.

(5)粉体涂装或烤漆.

(6)附属装置:屏幕支撑悬臂、计算机托架、UPS支撑座、散热风扇、感应式日光灯10W、多孔接地型插座.

15.计算机桌(OA办公桌)

(1)尺寸:W140xD70xH74 cm.

(2)材质:桌板为高密度之防火塑合板制成/上下底脚为钢制.

(3)颜色:象牙色或浅灰色.

(4)配备:键盘抽屉x1、活动柜x1.

16.活动椅

(1)规格:有扶手中背OA办公椅

(2)尺寸:W40~52*D63*H90~102 cm.

(3)材质:皮革软垫.

(4)颜色:黑色或业主指定.

(5)配件:扶手、五爪滑轮、气压杆.

1.4 地理信息系统

管线资料库建置目的在于建立管线管理及地理信息,使未來进行建设工程时能有一精确之地下管线资料,避免施工时造成错挖管线等事件发生;重大灾害发生造成地下管线损坏时能在最短时间内精确掌握损害位置;公共管线信息化为跨单位管理的基础,可减少资源浪费,提升行政效能。管线经营问题可视为一种空间问题,而解决问题之环境决策亦即一种空间决策。目前能有效协助做好空间之工具即地理信息系统(Geographic Information System)

公共设施管线分为电信、电力、自來水、下水道、瓦斯、水利、输油及综合管线等八大類,随着都市的发展及人口的成长,道路施工频繁,管线挖掘案件增加,不仅造成交通阻塞及环境污染,亦会导致管线公共安全事件。而对于民众來說,重复的开挖道路,工程施工,亦严重影响民众的生活质量及行的权利与安全,公共管线管理问题已造成人民对于政府施政期间的负面因素;如何有效管理公共管线亦成为中央及各级地方政府关注重要施政议题。

地理信息系统开发即依照「国土信息系统公共设施管线数据库标准制度规范」并考虑使用单位业务需求,进行整体规划,方俾便政府主管单位在执行业务及数据的管理上都能与国土信息系统互通而不抵触,而达成数据共享共享的目标。

依据目前之公共设施管线数据库各分类数据及其属性,其中08 综合管线分类经本计划探讨后,对于日后实施之综合管廊管理有略嫌不足之处,故经重新检讨建议修正其相关属性数据。而综合管廊依重新依据管道特质区分为01 干管、02 支管、03 电缆沟、04 电缆多孔管沟、05 监控中心五个小类,其各管段所关连属性数据可查询「国土信息系统公共设施管线数据库标准制度规范」之规定。

为促使未來公共管线资料库可以永续建置,故对于既有管线资料必须在现况限制下,做最佳的资料建置,故设计外业孔盖测量作业,以确认各管线相互间之绝对位置,在辅以管线图形资料绘制作业,透过良好的标准作业流程设计及规定,使建置资料质量具一致性,并作为未來新设管线资料维护作业的基础。

一、管线资库配置

为求资料能相互流通运用,公共设施管线资料库建置原则为依循所订定之规范为基础,其中,管线资料库之相关规格,乃配合道路或管线单位之需求,其管线图资建置作业流程如下图所示。资料之建档及整合,依照上述图资作业流程可分为下列各项处理。

  • 管线资料搜集、汇整进行资料库建置前,先以提供之1/1,000 航测地形图作为基本图,制作图幅接合表,再将搜集和汇整后之管线图及相关台帐资料制作成管线索引图以作为數化和资料库建置时之依循。
  • 各類孔盖位置测量作业:采用全测站數值测量定位,所使用之控制点乃县市政府提供之1/1,000航测地形图之控制点,控制点经检测无误后,再以其控制点布设导线网,再依据先前所布设之导线点及控制点测设人、手孔之位置,其坐标成果为大地坐标系统。
  • 各類孔盖、管线基本图數化及转绘:
  • 将各類管线之孔盖位置测绘成果与1/1,000 航测地形图进行套绘,完成管线基本图。
  • 再以各類孔盖为基准点与管线原图之孔盖位置对应,将各類孔盖之管线路径按比例绘制到管线基本图上。
  • 管线路径位置,应依据周围建筑线或人行道界线或其他明确地物之比照对应,忠实转绘到管线基本图上。管线路径系依管线单位提供之图形资料,再以测量之人、手孔位置作核对作业,并进行绘制动作,原则为直线绘制,若管线单位提供资料为明显转折,则依其线形绘制。
  • 现地测量时,孔盖因特殊情况遗失或遭覆盖,而与原图对照不符,应按管线单位提供之管线原图绘制并以图例注记表示。
  • 管线孔盖之测绘成果若与地形图套迭如不吻合时,仍保留测量成果,因其为正确之测量值,其注意事项直接在图面上作使用說明。

1.5 BIM系统

一、BIM整合管理技术计划

BIM整合管理是将原来的管理方式加以逻辑化,使其既有流程能于计算机中执行,在数字化的过程中,分析综合管廊系统分层架构、清查需要管理之数据项与内容,以及分析管理流程,最后就是将以上数据数字化并结合现有资源,建置平台系统供用户查询与分析。本计划虽为长期计划中的第一期,在规划系统架构上仍须以整体计划目标为考虑,以下将分别加以说明。图(略)

1.分析营运管理数据与流程

每种领域的营运管理都有各自的专业与流程,要开发出适用软件,事前的需求了解就显得重要,本计划将采用问卷调查与单位访谈两种方式,于执行前先将与各相关单位进行问卷调查,再依据不同权责单位进行面谈以确认需求,将所收集的数据整理分析后集结成册提送,并配合审查意见修正,使模型与系统均能发挥预期的功能。

2.研拟数化与逻辑化方法

要由既有的管理方法,落实为数化计算机来执行,就需要根据需求结论,由各专业工程人员所属权责工作下研拟出数化逻辑。以BIM模型建置为例,须依据信息含量与系统功能,经由逻辑化以层级式的方式来建置模型,以确保BIM模型的内含信息足够维护管理使用。以目前需求书分析。

3.建立建模标准与建模流程

由于系统将涵盖数条综合管廊,为使每条综合管廊BIM模型质量均能一致并符合需求,于开始建置之前就须先制定建模标准,与建置标准设备组件库,BIM模型建置均须依据建模流程与标准,才能符合使用目的,过度的细致量体与信息负载仅会增加后续应用与硬件升级的问题。本计划所出的标准成果亦会应用于管廊标准段模型中,以有效检讨标准是否合宜长期计划。

(1)模型设备信息

目前模型系统分类层级规划如下,主要的管理方式为依据所需管理的管线选取,开起模型后执行记录、派修等功能。

(2)样板与命名标准

本计划模型单位将采用公尺与图说同,样板标准原点将依据综合管廊之大地坐标系统(或其他指定系统),使模型建置位置与实际地理位置相同,以利于后续都市规划时可整合再利用。文件格式符合IFC交换格式;另外文件名与对象名称亦会以原始图说命名为基准,再根据需求访谈调整,以确保命名原则通用易懂。

(3)模型细致度及信息内容

本计划除建置综合管廊模型,亦须建置综合管廊之BIM组件库,模型涵盖管道、特殊部、附属设施及缆线与管,模型建置程度以LOD(Level of Development)定义,LOD100系指模型可表述位置、建筑类型、量体容积与面积建蔽之概算;LOD200系指空间机能区分及限制条件下空间尺寸确认;LOD300系指建蔽、容积、尺寸、色彩计划、构造与界面之确定;LOD400系指模型依据施工图说建置;LOD500系指模型完工相符,并含带产品信息如厂牌、型号。

4.平台延伸软件与开发客制化功能

由于平台提供行政管理者、系统维护者、决策者读取各自所数据,相对系统所要提供的功能也就不尽相同,所需的操作终端的硬件也不同,以维护者立场说明,其终端机为平板或手机较为适合协助,相对为使平板或手机能执行系统,就需要软件整合开发,同时将终端数据再度回传于大数据库中,使数字化数据累积与分享,另外考虑报表格式等,也需要后续的客制化开发,才能使系统与预期相符,同时增加实际效益。


有正公司为客户提供地下综合管廊BIM咨询服务,综合管廊监控系统、管廊运维管理平台。欢迎致电400-029-3382咨询。