市政综合管廊智能监控管理系统

1.      系统设计

城市地下综合管廊安全监控预警系统,该系统通过实时综合监控平台,实现将XXX地下综合管廊内供电、电信、电视的运行情况以及供气、供热、供水管道泄漏的实时监测、报警与定位,综合管廊内智能视频监控,风机、水泵、阀门等的远程自动控制,为地下综合管廊的安全运行、应急处置提供先进的网络远程管理手段。

系统中将所有集水井的高液位数据和分布式管线测温系统的数据上传至监控中心,通过软件接口获实时数据。实现供热及供水管道分段控制,一旦发生泄漏时,及时发出声光报警,启动决策人员和管理人员应急预案,第一时间远程自动/手动控制分段控制泄漏管段,关断供热/供水阀门,并抑制倒灌回流,方便后期工作人员的维护,最大程度减少停止供热/水面积。

2.      系统组成

该系统主要由自动化系统、电气系统、消防系统、弱电系统组成。其中自动化系统包括环境检测、设备监测、电气管理等;电气系统包括供配电系统、照明系统等;弱电系统包括视频监控系统、预警系统、对讲系统等。

3.      系统架构

6.1.    系统架构图

环网是链接各区域集中器的以太网络,将多个集中器采集到的实时监测数据保存到监控中心的数据服务器,各电气控制设备主要由整体开关型电动执行器、数字量I/O模块、光纤交换机、以太网交换机、路由器、服务器、上位管理平台等组成。

从网路结构划分为:传感器信号采集段,该段采用RS485方式或DP总线模式;区域集中器通过光纤环网进行联网,并最终与管理平台服务器联网。

6.2.    监测层

6.2.1. 地下管廊环境监测概述

地下管廊装有各种线信号线、热力管、燃气管、电信管道、给水管道、电力管道等等,是一个多种信号与传输对象交汇的场所,为了充分保障管廊内环境安全,需要对其内部环境进行监测,以达到实时、自动监测地下管廊内的环境,其重要性不言而喻。

6.2.2. 地下管廊环境监测系统功能

主要涉及到管廊内的温湿度、燃气泄露、火险、有害气体、积水监测等,据实际情况,还可能涉及到其它监测。

通过在地下管廊配置相应的传感器及报警器,并通过通信将监测信号引到区域信号集中器,区域信号集中器再通过光纤环网传输到监控中心,通过配套的综合管理平台软件对数据进行存储、显示、分析等,并进行应用;通过软件平台对每个测点的地理位置、测量值或工作状态进行连续采集,如出现异常,系统会自动生成报警(声光报警、短信报警、邮件报警可选),第一时间通知到相关人员,将可能出现的险情消灭在萌芽状态,避免造成大的经济损失及影响管线的正常运行。

6.2.3. 地下管廊环境监测系统测点说明

由于管廊较长,需要选择合适的距离来设置监测点,

1、对于温湿度数据可以对参考200米一个测点

2、 对于燃气报警则要针对实现情况选择布的距离要大大缩短(或者选择可能会发生报警的特殊区域)

3、 对于积水报警则选择低洼或易积水区域监测。

4、 对于有害气体监测,则要判断具体是什么气体为主,为何产生,如果产生了积水(污水)可能会产生恶臭气体等。

5、 对于火情报警,按消防标准的话,会很密集,具体到管廊按什么标准,需要另行考虑。

6.3.    区域集中层

(1)热力运行监控

热力运行监控部分实现热力管网运行设备的远程控制功能,分为日常控制模式和报警处理控制模式。通过测温光纤,发现热力管线泄漏,监控中心控制系统可根据预设方案,自动或人工发送控制信号给现场控制器,完成热力调节阀门的远程控制。

(2)管线温度监视

能够实时监测热力管线运行情况,按不同区域、不同管线,用不同展示方式显示正在运行和未运行的管线。辅助相关人员进行控制决策。

(3)管线阀门控制

通过测温光纤,发现热力管线泄漏,监控中心控制系统可根据预设方案,自动或人工发送控制信号给管沟现场控制器,实现热力调节阀门的远程控制,阀门开关状态实时显示。

(4) 给水运行控制

给水运行控制部分实现给水管网运行设备的远程控制功能。通过绘制各管线工艺流程图,实时展示线路运行数据,显示阀门开关状态。当集水井高液位报警,监控中心控制系统可根据预设方案,自动或人工发送控制信号给管沟现场控制器,完成给水阀门的远程控制。

(5)集水井高液位监视

通过在各分控站给水工艺流程图上标记集水井位置,并监控集水井高液位报警,当发生高液位报警时实现弹窗报警提醒。

(6)管线阀门控制

通过集水井水位情况,分析管线故障,及时发现给水管线泄漏,监控中心控制系统可根据预设方案,自动或人工发送控制信号给现场控制器,实现给水线路阀门的远程控制,阀门开关状态实时显示。

(7)通风风机控制

通过检测管廊内的空气质量,根据检测到的有害气体及氧气得得浓度,分析管廊内空气质量是否符合人员生存条件,及时发现可能存在的隐患,监控中心控制系统可根据预设方案,自动或人工发送控制信号给现场控制器,实现给通风风机的远程控制,风机运行状态实时显示。

6.4.    网络层

网络层包括以太网交换机,光纤附件、执行单元、数字量I/O模块、光纤收发器等。网络层实现了区域集中器与管理层的一个数据交换,区域集中层可以通过网络层对执行层的设备发放指令,控制其现场各类电气设备的启停等,现场执行层并且把信号状态反馈给区域集中层设备。

6.5.    执行层

执行层的主要功能汇总本执行过程层的实时数据信息,实施对一次设备的控制功能,对现场电气设备的打开与关闭等控制,并把现场电气设备的反馈信号实时的反馈给区域集中层设备,使其在工程师站可以有效的观察到现场设备的一个状态。

4.      系统功能

XX综合管廊专业管线运行监控系统通过分布式布置的温湿度监测系统实现对现场管廊温湿度的采集,同时对现场电气设备的控制与反馈状态信号的采集,实现了对现场排水、排风及照明系统等的控制。

7.1.    系统主界面

包含供水、蒸汽、热水管路图,防区位置信息,电气设备位置信息,总站及分站位置信息,防区内报警信息等。

7.2.    防区监控画面

包含防区附近的摄像头视频画面,温湿度,照明等基础信息,防入侵信息和火灾报警信息。

7.3.    电气控制界面

实现对防区电气设备的远程控制。

5.      视频监控系统

视频监控系统可以实现综合管廊全域内人员的监控,便于中控室值班人员及时发现现场问题,排除故障以及对警情的及时处理,保证管沟内正常运行。

监控系统通过系统前端监控点摄像机采集图像信息,系统主机处理后在相连的监视器上反映监控场景;综合管廊每X米为一段防火分区,共有X个防火分区,每段防火分区设置1台工业交换机,在每段防火分区内设置X台摄像机(区段出入口),分别监测任何进入防火分区内的人员情况及内部环境情况。

所有的视频监控画面都可以通过媒流体服务器控制、显示,实现全范围监控并且可在监视器上切换显示各防火分区的监视画面。

6.      火灾报警系统

火灾自动报警系统的功能是实现对综合管廊的全程监测,将火灾报警信息及时、准确地传输到监控中心,实现火情预警、火灾报警、火灾处理及疏散,同时通过广播系统,向综合管廊内的工作人员广播,使他们及时撤离现场,保正人身安全等功能。

系统设计:

为使系统安全有效地进行工作,在每段防火分区内设置智能感烟探测器、手动报警按钮、火灾电话、火灾广播扬声器、声光报警器、分布式测温光纤等设备。系统采用总线连接,感烟探测器设置间距为10米;手动报警按钮设置在卸料口,两边的防火门处。

光纤测温主机连接多条线性测温光缆,测温光缆主要监测管沟内电力电缆的温度是否在正常的范围内运行,对于管沟内110kV的电力电缆,每根配置一条测温光缆监测其温度的变化;对于10kV的电力电缆,每层桥架上敷设如正弦波般走向的测温光缆。该系统温度监测精度为1°C,可任意设置多级温度报警值,光纤测温主机可提供一组继电器输出报警信号。

消防联动:

探测器发出检测信号,火灾报警装置联动视频监控系统,跳出该防火分区的视频画面,确认报警。

联动排烟系统:每段防火分区设置有排风及排烟系统,正常时用于排风,火灾时通过火灾联动控制器启动风机排烟。

联动电源:火灾确认后,通过火灾联动控制器切断非消防电源。

联动消防广播系统:火警时,监控中心启动广播切换模块进行消防广播,特别针对报警的防火分区、相邻的防火分区进行广播疏散。

联动消防电话系统:控制中心可启动消防专用模块与任一电话分机通话,现场任一分机或电话插孔处话机,通过火灾报警控制器确认后与消防主机通话录音。

7.      专用以太网络系统

网络系统建设:本工程局域网采用千兆位以太网技术,整个网络采用自适应以太技术,网络拓扑结构采用环型结构,在中心控制室通过控制系统和视频监控系统的中心交换机实现两系统的连接及数据交换,火灾报警系统控制站接入控制系统交换机,火灾报警装置接入视频监控系统,实现控制中心各系统的集成及关联互动。

网络操作系统:采用windows2003 Advanced Server作为应用系统的网络操作系统以及Internet/Intranet服务和数据库服务器的操作平台。

交换机:控制系统及视频监控系统的中心交换机采用千兆交换机。

网络安全:网络操作系统限制网络的非法访问为网络系统安全提供了基本的保证;组网方式采用采用网络分段(物理分段和逻辑分段);设置防火墙。

 


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