摘要

   作為繼物聯(lián)網(wǎng),、云計(jì)算后的新一代信息技術(shù)，大數(shù)據(jù)已成為當(dāng)前受關(guān)注的概念之一。大數(shù)據(jù)技術(shù)和應(yīng)用在全球得到了迅猛發(fā)展，并已對(duì),、企業(yè)決策和人們的生活方式產(chǎn)生了重要的影響。青島市作為國(guó)家綜合管廊試點(diǎn)城市，管廊試點(diǎn)項(xiàng)目陸續(xù)進(jìn)入交付,、運(yùn)營(yíng)階段。各試點(diǎn)管廊項(xiàng)目開(kāi)展了智慧管廊建設(shè),，為加強(qiáng)對(duì)各管廊試點(diǎn)項(xiàng)目的運(yùn)維監(jiān)管 , 提高城市管廊運(yùn)行管理水平, 青島市匯聚各區(qū)域管廊數(shù)據(jù), 建設(shè)城市級(jí)管廊運(yùn)維監(jiān)管指揮中心和城市級(jí)管廊運(yùn)維監(jiān)管平臺(tái),，為城市級(jí)管廊大數(shù)據(jù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。為此,，青島市建委組織課題組對(duì)智慧管廊在青島市的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié),，并對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)在青島智慧管廊中的應(yīng)用進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞 智慧管廊;大數(shù)據(jù)技術(shù);大數(shù)據(jù)構(gòu)建

0,、引言

   城市地下綜合管廊大數(shù)據(jù)應(yīng)用是涵蓋管廊數(shù)據(jù)采集,、梳理、管理,、服務(wù),、應(yīng)用于一體的數(shù)據(jù)資源綜合服務(wù)與管理。也需要按照統(tǒng)一,、集約,、數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)利用理念，打造“新型智慧管廊",，有效解決“信息孤島",、“數(shù)據(jù)煙囪"等現(xiàn)象，通過(guò)以應(yīng)用為抓手,，打通信息流,，滿足城市管廊多方位、多層次的數(shù)據(jù)需求,，推進(jìn)全市地下綜合管廊信息資源共享及城市地下綜合管廊治理的現(xiàn)代化,，從而不斷提升“智慧城市"公共基礎(chǔ)設(shè)施“智慧管廊"的管理水平。

1,、廊內(nèi)設(shè)備與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

　　1.1監(jiān)控系統(tǒng)功能

   根據(jù)國(guó)家《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》提出的要求,，具備地下綜合管廊的監(jiān)控系統(tǒng)。綜合管廊環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在廊內(nèi)布設(shè)各種傳感器和多通道數(shù)據(jù)采集單元,，對(duì)廊內(nèi)有毒有害氣體濃度,、可燃?xì)怏w濃度、環(huán)境溫濕度、集水坑水位等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,；由多通道數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),、預(yù)警、上傳至統(tǒng)一管理平臺(tái),，并利用多通道區(qū)域控制單元對(duì)排風(fēng)機(jī),、水泵、電氣等設(shè)備實(shí)現(xiàn)就地自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制操作,。

智慧管廊大數(shù)據(jù)構(gòu)建

2,、綜合管廊設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)分析

　　2.1 管廊環(huán)境監(jiān)控

　　管廊環(huán)境主要包括環(huán)境的濕度、溫度,、有害氣體,、水泵,、風(fēng)機(jī)等內(nèi)容,，環(huán)境監(jiān)控就是要對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 管廊內(nèi)部是一個(gè)比較封閉的空間,，且逃生出口有限,，所以要保證管廊中有害氣體、溫度,、濕度等的安全,，才能允許檢查維護(hù)人員進(jìn)入到管廊內(nèi)部，這也是對(duì)人員安全的負(fù)責(zé),。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)化,、智能化可以保證管廊環(huán)境的安全，如當(dāng)廊內(nèi)氧氣過(guò)低,、溫度濕度等過(guò)高時(shí),，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并開(kāi)啟通風(fēng)設(shè)備，強(qiáng)行換氣;如若積水坑的水位過(guò)高,，它同樣會(huì)發(fā)出警報(bào)并停止排水泵的運(yùn)行,。

　　2.2 火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

   目前主流產(chǎn)品的信號(hào)總線、電話總線和 CAN 總線等信號(hào)傳輸距離都在 2km 以內(nèi),，采用光纖通信能夠完成遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸,。為實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)，1#控制站作為主站,，2#—4#控制站作為從站,，主從站通過(guò)光纖通信完成。每個(gè)控制站站內(nèi)含 1 臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控系器,、1臺(tái)防火門(mén)監(jiān)控器,，通過(guò) CAN 總線與火災(zāi)報(bào)警控制器連接。此外區(qū)段內(nèi)各防火分區(qū)的氣體滅火裝置也通過(guò) CAN 總線接入本區(qū)段控制站火災(zāi)報(bào)警控制器連接。要求達(dá)到每個(gè)控制站形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元系統(tǒng),，并能與其余控制站通信,。各防火分區(qū)內(nèi)設(shè)接線端子箱，將各防火分區(qū)非氣體防護(hù)區(qū)內(nèi)的各類(lèi)總線設(shè)備接入?yún)^(qū)段火災(zāi)報(bào)警控制器,。此外,，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)預(yù)留接口，接入綜合管廊的統(tǒng)一管理信息平臺(tái),。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)綜合管廊內(nèi)非消防配電箱內(nèi)有關(guān)回路設(shè)置各類(lèi)電氣火災(zāi)探測(cè)器,。各類(lèi)配電箱基本安裝在各節(jié)點(diǎn)內(nèi)部，需要探測(cè)監(jiān)控的點(diǎn)數(shù)較多且分布于全線各節(jié)點(diǎn),。如果采用單臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控器,，則同防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)一樣受到各類(lèi)總線長(zhǎng)度限制條件的影響。設(shè)計(jì)采用每個(gè)區(qū)段設(shè)置1臺(tái)電氣火災(zāi)監(jiān)控器,，監(jiān)控器同時(shí)監(jiān)控 4 個(gè)剩余電流式電氣火災(zāi)探測(cè)器及測(cè)溫式技術(shù)與應(yīng)用電氣火災(zāi)探測(cè)器回路,。監(jiān)控器通過(guò)CAN總線接入本區(qū)段火災(zāi)報(bào)警控制器。

3,、平臺(tái)概述

         AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)集電力監(jiān)控,、能源管理、電氣安全,、照明控制,、環(huán)境監(jiān)測(cè)于一體，為建立可靠,、安全,、高效的綜合管廊管理體系提供數(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集,、通信網(wǎng)絡(luò),、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計(jì),，解決了綜合管廊在管理過(guò)程中存在內(nèi)部干擾性強(qiáng),、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性,，提升了管廊基礎(chǔ)設(shè)施,、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率。

   安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái),，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng),、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達(dá)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(mén)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),。用戶可通過(guò)瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù),，通過(guò)一個(gè)平臺(tái)即可全局,、整體的對(duì)管廊用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理,、統(tǒng)一調(diào)度,，同時(shí)滿足管廊用電可靠、安全,、穩(wěn)定,、高效、有序的要求,。

4,、平臺(tái)拓?fù)鋱D

5、平臺(tái)子系統(tǒng)

   電力監(jiān)控主要針對(duì)10/0.4kV地面或地下變電所,，對(duì)變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控,，對(duì)0.4kV出線配置多功能計(jì)量?jī)x表,，用于測(cè)控出線回路電氣參數(shù)和用能情況,，可實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置,、發(fā)電機(jī)控制柜,、ATS/STS、UPS,，包括遙控,、遙信、遙測(cè),、遙調(diào),、事故報(bào)警及記錄等。

環(huán)境監(jiān)測(cè)

   環(huán)境監(jiān)測(cè)包括溫濕度,、煙感溫感,、積水浸水、可燃?xì)怏w濃度,、門(mén)禁,、視頻、空調(diào),、消防數(shù)據(jù)的采集,、展示和預(yù)警，同時(shí)也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

馬達(dá)監(jiān)控

   馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)管廊電機(jī)的保護(hù),、遙測(cè),、遙信、遙控功能,，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)過(guò)載,、短路、缺相,、漏電等異常情況的保護(hù),、監(jiān)測(cè)和報(bào)警。在需要的情況下可以設(shè)置聯(lián)動(dòng)控制,。

電氣安全

          AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對(duì)配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器,、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器,、防火門(mén)狀態(tài)傳感器,，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，并且對(duì)UPS的蓄電池溫度,、內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視,，發(fā)生異常時(shí)通過(guò)聲光、短信,、APP及時(shí)預(yù)警,。

智能照明控制

①　防火分區(qū)單獨(dú)控制，分區(qū)內(nèi)設(shè)置智能控制面板就地驅(qū)動(dòng)器,；開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器連接消防報(bào)警系統(tǒng),，接收消防報(bào)警信息，強(qiáng)制打開(kāi)驅(qū)動(dòng)器回路,。

②　廊內(nèi)上方安裝智能照明傳感器,，使人員進(jìn)入管廊內(nèi)自動(dòng)開(kāi)啟燈具，在管廊內(nèi)停留燈具保持常亮,，離開(kāi)后燈具關(guān)閉,。

③　除了現(xiàn)場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現(xiàn)集中控制,，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況,，必要時(shí)可遠(yuǎn)程控制該區(qū)域的照明。

④　考慮現(xiàn)場(chǎng)模塊分布較廣,，距離過(guò)長(zhǎng),，除了現(xiàn)場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現(xiàn)集中控制,，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況,，必要時(shí)可遠(yuǎn)程控制該區(qū)域的照明,。

⑤　系統(tǒng)支持單控、區(qū)域控制,、自動(dòng)控制,、感應(yīng)控制、定時(shí)控制,、場(chǎng)景控制,、調(diào)光控制等多種控制方式，支持延時(shí)控制,，避免同時(shí)亮燈負(fù)荷對(duì)配電系統(tǒng)造成沖擊,。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨(dú)立工作,，每個(gè)模塊均自帶時(shí)間模塊,，可根據(jù)經(jīng)緯度自動(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。

6,、電相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

1.智能照明系統(tǒng)

2.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

3.消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

4.防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)

5.消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

7,、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)智慧管廊大數(shù)據(jù)來(lái)源、大數(shù)據(jù)構(gòu)建及智慧應(yīng)用的探索,，以及大數(shù)據(jù)技術(shù)在青島智慧管廊中的應(yīng)用實(shí)踐,，可以看到大數(shù)據(jù)對(duì)保障管廊、管線和設(shè)備設(shè)施安全,， 提升城市地下綜合管廊治理水平,，提升決策能力和風(fēng)險(xiǎn)防范能力，能夠發(fā)揮重要作用,。而管廊內(nèi)高溫,、高濕、高鹽分,、高腐蝕的惡劣環(huán)境對(duì)管廊、管線及管廊內(nèi)設(shè)備設(shè)施的壽命造成的不良影響,，通過(guò)大數(shù)據(jù)應(yīng)用保障管廊,、管線和設(shè)備設(shè)施的安全更具現(xiàn)實(shí)意義。此外,，對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧管廊數(shù)據(jù)采集處理,、數(shù)據(jù)建模和應(yīng)用方面方興未艾，還需要進(jìn)一步的探索與實(shí)踐,。未來(lái),，大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧管廊的應(yīng)用必將發(fā)揮重要作用。