1城市綜合管廊監控與報警系統
綜合管廊監控與報警系統是一個綜合性非常強的管控系統。各系統之間由于技術體系不一,采用的標準各異,導致難以兼容互通,這不僅需要兼顧環境與設備監控、通信聯絡、地理信息等需求,而且還要兼顧災難事故預警、安全防范等方面對圖像監控的需求,同時還需要考慮報警、門禁等配套系統的集成以及與廣播系統的聯動,因此在這些系統的互聯過程中必然會出現系統異構的信息孤島問題。
要打破信息孤島的局面,復雜異構方式的監控報警系統需要解決不同廠商、不同產品的兼容和多個系統相互集成的問題,需要考慮到平臺的網絡接入和資源的開發方式,還需要立足大型聯網用戶的角度去設計,把握好互利與共享的原則。
物聯網研發的基于物聯網的監控與報警系統成功地解決了眾多品牌相互兼容、各系統集成與融合、協議與接口標準不統一的難題,成為綜合管廊監控與報警系統未來的發展方向,從而使信息孤島難題成為歷史。
2系統設計原則
根據用戶現狀和需求分析,綜合管廊監控與報警系統依據以下原則設計:
(1)可靠性 
系統應確保管廊數據獲取、融合、傳輸等過程的可靠性。其中,感知數據是管廊各項應用的基礎和判別依據,可靠的數據獲取、融合和傳輸是保證管廊功能正常運行的基礎。
(2)可擴展性
系統應能夠動態調節,為不同網絡應用提供可擴展性,包括網絡拓撲結構可擴展、服務內容可擴展等。
(3)兼容性、開放性和易維護性
系統的軟、硬件采用模塊化、組態化設計,可以方便地進行容量的擴充和功能的維護升級。同時,系統建設基于Web、B/S結構,軟件設置開放性網絡接口,可實現將監測信息上傳至監控中心和各級主管部門、單位。
(4)安全性 
監控與報警系統的安全標準要特別保護用戶的信息隱私,為各政府部門、單位提供不同安全級別的網絡應用。
3系統設計依據
本設計方案依據國家相關規定,符合下列規范要求:
《國務院辦公廳關于加強城市綜合管線建設管理的指導意見》(2014)27號
《城市市政綜合管廊技術規范》GB50838
《密閉空間作業職業危害防護規范》GBZ/T205
《安全防范工程技術規范》GB50348
《入侵報警系統工程設計規范》GB50394
《視頻安防監控系統工程設計規范》GB50395
《出入口控制系統工程設計規范》GB50396
《火災自動報警系統設計規范》GB50116
《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》GB50493
《城鎮燃氣設計規范》GB50028
《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB50058
《電子信息系統機房設計規范》GB50174
《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343
《火災自動報警系統施工及驗收規范》GB 50166
《自動化儀表工程施工及質量驗收規范》 GB 50093
《密閉空間作業職業危害防護規范》GBZ/T205
4系統設計思路
4.1從安全的角度看綜合管廊監控與報警系統設計
目前,綜合管廊主要存在以下四大問題:
一是人的不安全行為(違章)造成的人員安全問題,二是物的不安全狀態(隱患)導致的設備安全問題,三是環境的不安全條件(隱患)誘發的環境安全問題,四是組織的不安全因素(管理漏洞)導致的管廊安全問題。
以上四大核心因素共同誘發能量的不正常傳遞,從而造成管廊事故。因此,系統必須對這四個核心因素進行管控,以實現對人的不安全行為、物的不安全狀態和環境的不安全因素等迅速、靈活、正確地理解(——預測)和解決(——啟動安全設備或報警),從而實現地下管廊的本質安全。
(1)針對人員安全:通過人員標識卡、便攜式巡檢儀、人員探測計數器等管控人的不安全行為,使巡檢人員達到可視化管理、無關人員實現防范入侵管理。
(2)針對環境安全:通過多功能監測基站和智能傳感器對管廊溫度、濕度、水位、氧氣、H2S、CH4等環境要素實時監控,實現危險源管理、辨識、評估和控制,從而消除環境的不安全因素。
 
(3)針對設備安全:通過智能傳感器、儀表和多功能監測基站對監控設備、排水設備、通風設備、通信設備、消防設備、照明設備、電纜溫度等進行實時在線感知、報警聯動、遠程控制和指揮調度,使之始終處于安全狀態。
(4)針對管理安全:通過建立安全機制和預警管理體系,實現現場可視化、問題可視化和隱患的可視化,達到管理無失誤、指揮無失誤、操作無失誤,在此基礎上實現未雨綢繆、超前預報,防患于未然。
城市綜合管廊的建設目標是在信息化管理的基礎上,逐步實現自動化,用智慧覆蓋整個管廊運行管理的全過程,實現高效、節能、安全、環保的“管、控、營”一體化智慧型管廊。
4.2從物聯網的角度看管廊監控設計
本系統利用先進的物聯網技術,通過感、傳、知、用四層架構,實現對地下管廊的屬性信息和狀態信息運行透徹的感知和度量,通過感知實時獲取人員、設備、環境、流程制度等在內的一切數據,實現地下管廊管理的可視化,提高管廊安全性和用戶滿意度。
 
從上圖可以看出,井下所有的信息都要通過設備數據標準化傳到平臺監控中心,而監控中心的各種控制命令則要傳輸到各段管廊的各種設備上。
這些信息主要有:
(1)監控攝像機的視頻信號和控制信號;
(2)人員位置信息和人員報警信息;
(3)環境傳感器和設備傳感器的模擬量數據;
(4)風機、水泵等設備的開關量數據;
(5)Wi-Fi電話的語音信息和廣播信息;
(6)管廊的各種屬性信息和狀態信息;
(7)管理指令和流程信息等。
我們采用基于物聯網的整體解決方案化解以上所有問題。系統基于物聯網的標準接口,用戶可以很順利的處理來自不同設備及環境的數據,滿足末端設備擴展需求。
利用物聯網對地下管廊進行感知和識別,通過網絡互聯,進行傳輸、計算、處理和數據挖掘,實現對地下管廊的實時控制、精確管理和科學決策。
5系統流程設計
根據綜合管廊的運營復雜情況及特點,建立基于物聯網的監控與報警系統,是實現智慧管廊的必由之路。
綜合管廊要實現系統的安全、穩定運行,又要實現對供電、消防、照明、通風、排水等系統的“集中管理”:
(1)感知層:感知來自電力、給水、通信、能源等系統的各種數據。
(2)傳輸層:由物聯網多功能基站提供無線、有線通信等可靠傳輸。
(3)處理層:通過一個“統一管理信息平臺”集成環境與設備監控系統、安全防范系統、通信系統、預警與報警系統、地理信息系統五大中心模塊實現系統的分布式應用和縱向深入。
(4)應用層:由于政府管理部門和四大管線單位(自來水、電力、煤氣和通信)的本專業管線運行信息、會影響到管廊本體安全或其它專業管線安全運行,因此在應用層要對四大管線單位提供通信接口,以實現信息的共享和聯動。