安科瑞 鮑靜君

　　摘要:通過分析綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)設計、施工及后期運管中需要注意的問題,，對通信,、廊內(nèi)設備與環(huán)境監(jiān)控、火災監(jiān)測,、自動報警及消防聯(lián)動,、監(jiān)控中心計算機等系統(tǒng)進行探討，初步給出各項系統(tǒng)的設計方案,，并對優(yōu)化綜合管廊報警與監(jiān)控系統(tǒng)構建提出部分建議,。

　　關鍵詞:綜合管廊 監(jiān)控與報警系統(tǒng) 通信網(wǎng)絡 信息化管理平臺 設備供電 接地與安裝

　　0、引言

　　綜合管廊是一種統(tǒng)籌建設管理地下管線的新模式,，為電力,、通信、供熱,、燃氣,、供水、排水等各種地下管線建造一個共同的“房子”,。由于綜合管廊具有避免道路反復開挖,、優(yōu)化利用土地資源、管線敷設擴容方便,、延長管線使用壽命等優(yōu)點,，被國家及地方大力推廣建設。當前建設綜合管廊的地域分布廣泛,，但由于設計,、施工及后期運行管理經(jīng)驗尚淺,，故具有一定的試驗性。全國已建成的綜合管廊項目中,，入駐管廊的管線主要包括電力,、通信、給水等,，部分管廊中還含有排水管線，但燃氣,、熱力,、空氣輸送等管線入駐少。

　　管廊本體是鋼筋混凝土地下構筑物,，原則上每隔200m設置一個防火分區(qū),，廊內(nèi)設有通風、供配電,、排水,、標識、監(jiān)控與報警系統(tǒng)等附屬設施,。后期管廊運管部門會通過以上附屬設施對管廊進行科學的綜合管理,，提高廊內(nèi)管線安全性、穩(wěn)定性等,。其中監(jiān)控與報警系統(tǒng)是決定管廊是否正常運行及運管維護工作是否方便的重要因素之一,，目前仍在不斷地改良創(chuàng)新。

　　綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)由管廊前端設備,、通信網(wǎng)絡,、監(jiān)控中心三部分組成。其中,，前端設備包括布置在綜合管廊內(nèi)部的檢測,、控制及報警設施，主要負責前端現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集和控制,；通信網(wǎng)絡由光纖通信網(wǎng)組成,，可實現(xiàn)管廊前端設備與通信中心之間的通信功能；監(jiān)控中心為綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)的業(yè)務管理和指揮中心,，前端所有設備通過通信網(wǎng)絡接入監(jiān)控中心,。

　　根據(jù)前期建設單位的意見、工程設計中監(jiān)控與報警系統(tǒng)設計經(jīng)驗,、施工現(xiàn)場問題與后期運管部門提出的改進建議,，對綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)的設計方案與措施提出以下建議。

　　1,、通信網(wǎng)絡

　　通信網(wǎng)絡是綜合管廊內(nèi)部各子系統(tǒng)與監(jiān)控中心主系統(tǒng)之間通信傳輸及信息交換的重要樞紐,，其系統(tǒng)構架具有多樣性,。過去，通信網(wǎng)絡的設計采用主干環(huán)網(wǎng)結(jié)構,，即在監(jiān)控中心設置核心交換機,，再通過光纖與廊內(nèi)底層交換機連接成環(huán)。這種主干環(huán)網(wǎng)結(jié)構雖然較為經(jīng)濟,，但由于目前很多綜合管廊項目規(guī)模較大,，任意兩個節(jié)點之間的斷線就會造成斷點之間區(qū)段與監(jiān)控中心之間的通信中斷，嚴重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性,，所以筆者建議將主干環(huán)網(wǎng)結(jié)構只運用于規(guī)模較小的工程中,。

　　對于規(guī)模較大的綜合管廊，通信網(wǎng)絡可考慮采用底層區(qū)域環(huán)網(wǎng)+主干冗余點對點通信的系統(tǒng)結(jié)構,，管廊按每6～8個防火分區(qū)(可配合電氣供配電轄區(qū)考慮)組建一個底層區(qū)域光纖環(huán)網(wǎng),，這樣就能將一段很長的通信網(wǎng)絡分成幾個較小的底層環(huán)網(wǎng)；每個防火分區(qū)內(nèi)設置1套底層交換機,，接入本分區(qū)內(nèi)除火災報警系統(tǒng)和無線對講系統(tǒng)以外的設備在每個區(qū)域環(huán)網(wǎng)靠近監(jiān)控中心的一個分區(qū)內(nèi),，交換機通過光纜與監(jiān)控中心實現(xiàn)主干冗余點對點光纖通信；監(jiān)控中心配置2臺核心交換機,，互為熱備,，負責前端通信設備的接入，同時負責與中心計算機系統(tǒng)進行連接,。

　　上述的設計方案通過增設1套核心交換機實現(xiàn)主干冗余,，廊內(nèi)分區(qū)各自成環(huán)，無論是主干網(wǎng)還是底層環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)斷線都不會影響系統(tǒng)運行,，大大提高了系統(tǒng)的可靠性,，所以規(guī)模較大的綜合管廊宜采用底層區(qū)域環(huán)網(wǎng)+主干冗余點對點的通信網(wǎng)絡結(jié)構。

　　2,、廊內(nèi)設備與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

　　建議在綜合管廊內(nèi)部每個防火分區(qū)內(nèi)布設1套PLC控制單元,，負責監(jiān)測控制本區(qū)內(nèi)的設備，包括風機,、照明,、排水泵、井蓋,、出／入口控制器,、綜合氣體檢測儀、溫／濕度檢測儀及液位檢測儀,、供配電系統(tǒng)信息化數(shù)據(jù)設備等,。對于廊內(nèi)風機、照明,、水泵,、井蓋,、環(huán)境監(jiān)測等設備，可采用點對點傳輸方式接入PLC,；出／入口控制器,、供配電系統(tǒng)信息化等自帶控制單元的設備可通過RS485總線接入PLc，經(jīng)處理后通過TCP／IP通信模塊接入工業(yè)級交換機,，從而將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心,。在遠程控制模式下，PLC接收監(jiān)控中心發(fā)送的聯(lián)動指令,，對上述設備進行監(jiān)控,；在本地控制模式下，將各設備將運行狀態(tài)輸入后根據(jù)PLC內(nèi)預設的程序進行控制,，接收控制信號進行本地控制。

　　考慮到以往工程分區(qū)控制點數(shù)量較少的情況,，往往在多個分區(qū)內(nèi)共用1套PLC主機及數(shù)套分布式I／O系統(tǒng),，造成實際施工時反饋PLC主機與分布式I／0模塊間距過長不便于擴展，且部分PLC廠家主機與分布式I／0模塊之間的線纜需特別定制,，會增加投資成本,，所以從穩(wěn)定性及擴展性兩方面考慮，建議每個防火分區(qū)按1個自控單元設計,。

　　3,、火災監(jiān)測、自動報警與消防聯(lián)動系統(tǒng)

　　綜合管廊內(nèi)部多為主干管線,，擔負著城市或片區(qū)正常運行的重任,。一旦沒有及時發(fā)現(xiàn)、撲滅火災,，將導致城市或片區(qū)基礎設施癱瘓,，使城市受到巨大的經(jīng)濟損失及不良的社會影響，故火災監(jiān)測,、自動報警與聯(lián)動滅火系統(tǒng)的設置是非常有必要的,。

　　3.1 火災監(jiān)測系統(tǒng)

　　火災監(jiān)測宜采用線型光纖測溫，將光纖測溫主機與感溫光纖等作為主要的火災監(jiān)測裝置,。先由測溫光纖定位火災發(fā)生的位置,，將信息反饋給光纖測溫主機，再由測溫主機將實時溫度,、火災發(fā)生位置,、火災報警信號輸出至火災報警系統(tǒng)，由火災報警系統(tǒng)完成相應的消防聯(lián)動,。

　　以往部分工程在廊內(nèi)設置感煙探測器,、感溫光柵等作為輔助或主要的火災監(jiān)測裝置,，但實際使用效果不佳，因為綜合管廊內(nèi)納入的給排水管,、通訊電纜一般不燃或難燃,，且廊內(nèi)電力電纜均為阻燃或耐火電纜，在發(fā)生火災并產(chǎn)生大量煙氣時,，感溫裝置早已動作,，故采用感煙探測器意義不大；另外在管廊內(nèi)造成電纜局部升溫進而引發(fā)火災主要是因為電力線路出現(xiàn)相問短路,、對地短路,、接觸不良、線路過載等問題,，而感溫光柵是點式感溫,，監(jiān)測時間為循環(huán)非連續(xù)，故也不建議將感溫光柵作為綜合管廊內(nèi)部主要的火災探測器,。所以建議采用感溫光纖測溫作為綜合管廊火災探測系統(tǒng),。

　　3.2 火災報警系統(tǒng)

　　火災報警系統(tǒng)通過接收火災檢測信號或者手動按鈕報警信號，在綜合管廊內(nèi)部進行聲光報警,，以警示管廊內(nèi)部的工作人員,，并同時在監(jiān)控中心內(nèi)部進行聲光報警及軟件彈窗報警，監(jiān)控管理平臺自動將監(jiān)視器畫面切換到發(fā)生火災的位置并通知監(jiān)控中心工作人員采取相關措施,。

　　該系統(tǒng)包括設置在監(jiān)控中心的火災報警控制主機,、消防控制室圖形顯示裝置、綜合管廊內(nèi)的火災報警控制分機,、手動火災報警按鈕,、火災聲光報警器等設備。其中,，監(jiān)控中心的火災報警控制主機能接入前端所有火災報警控制分機,，監(jiān)測每臺分機的運行情況，當監(jiān)控區(qū)域發(fā)生火災時,，系統(tǒng)可以采用自動模式聯(lián)動控制相關設備啟／停,，并接收各種聯(lián)動設備的反饋信號，監(jiān)視運行狀態(tài),；工作人員可結(jié)合消防控制室圖形顯示情況進行火災預警,、火警以及消防指揮調(diào)度工作：而管廊內(nèi)部的火災報警控制分機負責接入現(xiàn)場所有的火災報警設備，接收并傳遞火災報警信號,，且對設備進行聯(lián)動控制,；手動火災報警按鈕和火災聲光報警器接入所在防火分區(qū)內(nèi)的火災報警控制分機。

　　各火災報警控制分機通過消防通信鏈路與監(jiān)控中心火災報警控制主機連接,，并通過光纖傳輸實現(xiàn)前端設備與監(jiān)控中心的通信,。

　　由于管廊內(nèi)部一般需要設置固定式電話,，故可與消防電話合用，只設置單獨通信系統(tǒng)即可,。

　　3.3 消防聯(lián)動系統(tǒng)

　　在系統(tǒng)自動控制狀態(tài)下,，一旦火災監(jiān)測設備檢測到火災發(fā)生，火災報警系統(tǒng)就能夠自動啟動事先編制好的消防預案,，聯(lián)動控制相關消防設備,，如切斷非消防電源、啟動風機進行排煙,、啟動滅火裝置及時滅火,、聯(lián)動控制防火門及出／入口控制器等；在手動控制狀態(tài)下,，工作人員對火災進行確認后,，啟動消防預案，聯(lián)動控制相關消防設備,，同時工作人員能夠通過操作按鈕啟／停相關報警設備和消防設備,。

　　4、監(jiān)控中心計算機系統(tǒng)

　　監(jiān)控中心計算機系統(tǒng)通過集成前端監(jiān)控系統(tǒng)中的各子系統(tǒng),，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、分析和存儲以及業(yè)務管理和應急指揮等功能,。系統(tǒng)應包含服務器及各子系統(tǒng)監(jiān)控計算機,，其中，服務器通過安裝信息化監(jiān)控管理平臺客戶端,，實現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)進行整體業(yè)務管理和數(shù)據(jù)管理以及對計算機系統(tǒng)中各設備的整體管理和控制,。

　　5、設備供電,、接地與安裝

　　綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)設備均按不低于二級負荷考慮,，要求雙回路供電，且兩路電源互為熱備,，并設置不問斷供電電源,。系統(tǒng)應采用每個防火分區(qū)單獨供配電的方式，要求提供兩路電源,，且每個防火分區(qū)配置單獨的uPs為監(jiān)控與報警設備供電,。一般電氣工程在綜合管廊內(nèi)部均設有通長接地干線，布設在監(jiān)控與報警系統(tǒng)機箱以外的現(xiàn)場設備需通過接地導線連接至通長接地干線：布設在機箱內(nèi)的設備應在機箱中設置接地匯流排,；箱內(nèi)設備通過接地導線連接至接地匯流排,，接地匯流排引出接地導線與管廊內(nèi)的通長接地干線連接，監(jiān)控與報警系統(tǒng)接地電阻≤ln,。以往工程中,，為安裝方便,，除在設備夾層內(nèi)布置現(xiàn)場監(jiān)控與報警設備外，管廊內(nèi)部也有不少采用貼廊內(nèi)墻壁的安裝方式,，待管廊建成完畢后,，特別是管線敷設完成后出現(xiàn)不少管道或電纜遮擋住設備的現(xiàn)象，嚴重影響設備的運行與操作,。故建議管廊內(nèi)部的現(xiàn)場監(jiān)控與報警設備宜先固定在底座安裝板上,，再整體安裝在廊道內(nèi)支架上，方便后期運管人員觀察與操作,。

　　6,、安科瑞管廊產(chǎn)品介紹選型

　　6.1 管廊電力監(jiān)控系統(tǒng)（10/0.4kV地面變電所）

　　產(chǎn)品選型

6.2 管廊設備監(jiān)控系統(tǒng)（0.4kV動力箱/動力柜）

　　產(chǎn)品選型

6.3 消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)（管廊地下部分）

　　產(chǎn)品選型

6.4、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)（管廊地下部分）

　　產(chǎn)品選型

　　注：地下管廊使用的動力箱/柜符合管廊相關標準,，防護等級達IP65

　　7,、結(jié)語

　　由于綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)子項繁多，且系統(tǒng)延伸性與擴展性較強,，經(jīng)過多年發(fā)展,，新理念與新技術層出不窮，技術規(guī)范修訂也較為頻繁,，但出不少技術問題在現(xiàn)場施工與后期使用中仍突顯,，只有不斷總結(jié)完善，才能保證系統(tǒng)運行安全,、方便,、合理、經(jīng)濟,。