城市综合管廊智能监控核心技术专业方案.docx

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城市综合管廊智能监控核心技术专业方案

城市综合管廊智能监控技术方案

起源：

力控科技

1.1综合管廊介绍

综合管廊又称共同沟，是在城市地下建造一个隧道空间，将市政、电力、通讯、燃气、给排水等多种管线集于一体，设有专门检修口、吊装口和监测系统，实施统一计划、统一设计、统一建设和管理。

建设综合管廊系统能有效缓解城市发展和中国土地资源担心矛盾，对提升土地利用率、扩大城市生存发展空间含相关键意义。

城市地下管线是城市运行生命线，实现管线信息共享、实时监测、集中控制是地下管线管理基础要求，对于城市安全和管线运行起到关键作用，在城市化建设中起到推进作用。

1.2需求分析

综合管廊建设是一个系统性工程，不仅要设计合理管舱，使得城市服务管道入廊，着重针对但不限于以下管道入廊：

天然气管道、热力管道、给水管道、再生水管道、雨水管道、电力电缆、通信线缆、广播电视等。

还要涵盖消防、供电、照明、监控和报警、通风、排水等设施。

将分散、分段监管资源集中经过综合管廊实施和共享，实现管廊监控一个系统融合局面，实现管廊监控系统高度融合，真正实现共享管理、协同治理格局。

综合管廊监控和报警系统是一个综合性很强管控系统。

各子系统之间因为技术体系不一，采取标准各异，不仅需要考虑环境和设备监控、通信联络、地理信息等需求，还要兼顾灾难事故预警、安全防范等方面对图像监控需求，同时还需要考虑报警、门禁等配套系统集成和和广播系统联动，消除系统异构信息孤岛问题。

针对综合管廊监控管理特征，力控科技推出以ForceConPlatform软件平台为关键监控管了处理方案。

经过监控和报警系统建设，将三维地理信息、设备运行信息、环境信息、安全防范信息、视频图像、预警报警信号、管理信息等内容进行融合，建立统一资源库，结合分布式实时历史数据库、预报警分析、大数据分析，全交换组网等优势技术为管廊监控业务应用服务。

ForceConPlatform软件平台覆盖整个工业信息化领域，经过分布式实时数据库特点实现系统间高效集成、级联及扩容，可为用户提供一个快速/高效平台产品，满足多种工业信息化企业需求。

力控ForceCon平台产品以“分布式实时数据库”为关键搭建力控家族“工业控制消息总线”，并支持集成面向服务（SOA）系统架构“信息服务总线”。

消息总线和服务总线提供可靠通用信息交互机制和广域服务机制，实现整个系统间安全高效数据通信和应用集成。

贯穿整个企业信息化业务，能够自由构建不一样规模应用，实现从底层工业现场控制、到生产调度中心及上层信息化管理业务系统融合。

1.3设计思绪

综合管廊监控和报警系统设计过程遵照行业相关标准规范，符合便易性和可靠性兼顾标准、优异性和实用性兼顾标准、信息共享和互联互通标准、整体考虑和协同配合标准。

管廊监控系统从实际需求出发，形成了长远计划设计，逐步落实建设，深入融合应用，实现管廊系统可连续建设路线，为保障管廊监控发展应用，指明了方向。

1.4综合管廊监控子系统

综合管廊隶属设施系统包含消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统、标识系统、监控和报警系统。

综合管廊监控系统为综合管理系统，可分为通信系统、综合监控系统、环境监测系统、火灾检测和报警系统、视频监控系统、IP电话系统、入侵检测系统和监控中心计算机系统等。

通信系统实现管廊内部各系统和监控中心系统之间通信传输，每个防火分区监控机箱中布设工业级交换机、光终端设备，多个防火分区组建光纤自愈环网。

设备综合监控以PLC可编程逻辑控制器为关键，对管廊内通风设备、排水泵、电气设备等进行状态监测和控制，接入管廊内风机、防烟防火阀、管廊内部照明、浮球开关、水泵设备、防火门、液压井盖等设备。

可就地自动和手动和远程控制。

环境监测系统实现对综合管廊全域内环境参数和状态全程监控，包含气体监测和温湿度监测，其中气体监测包含有害气体监测（H2S、CO、CH4）、氧气含量监测和易燃气体监测。

分别对合建舱和燃气舱等舱室进行监测。

气体、温湿度探测器连接至本分区PLC设备采集模块，有害气体含量超标或氧气含量过低时，系统声光报警，提醒监控中心工作人员采取相关方法。

火灾检测采取分布式光纤测温技术对综合管廊合建舱内部电力电缆桥架和管廊环境温度进行在线监测，对燃气舱内部管廊环境温度进行在线监测。

光纤测温主机经过RJ45接口采取阻燃网线连接监控机箱中工业级交换机，和监控中心火灾工作站及火灾报警控制主机连接。

当发生温度异常或火灾时，光纤测温主机将实时温度、火灾发生位置、火灾报警信号输出至信息化监控管理平台及火灾报警系统，由火灾报警系统完成对应消防联动。

火灾报警系统能够接收火灾检测信号或手动火灾报警按钮报警信号，在综合管廊内部及监控中心进行声光报警，系统同时在监控中心进行声光报警，警示工作人员。

支持自动控制/手动控制，支持经过操作按钮启停相关报警设备和消防设备，经过监控平台进行消防联动，如开启风机进行排烟，开启气体灭火装置等。

视频监控系统实现视频实时监测，录像查询等管理应用功效，监测范围覆盖管廊内全部关键节点，包含：

人员出入口、投料口、通风口、引出段等，摄像机采取红外监控技术，能够在无光照条件下清楚显示现场画面，监控中心系统采取集中存放设备进行高清录像存放。

IP电话系统实现监控中心和现场语音通话，在监控中心内设置IP电话系统工作站、声光报警器、IP网络寻呼话筒，每个防火分区布设IP电话终端，IP电话系统工作站连接报警器控制盒和声光报警器，对前端报警信号进行响应，同时负责对IP电话系统管理，并提供软件操作。

入侵检测系统实现关键位置人员入侵检测和报警功效，在监控中心控制室机房布设入侵报警主机，在人员出入口、投料口、机械/自然通风口等关键位置布设红外入侵探测器，当产生人员入侵情况时，设备接收到红外辐射电平改变，产生报警状态并上传，驱动报警响应。

1.5监控系统逻辑结构

综合管廊监控管理系统为分层架构，关键由物理层、数据层、应用层、展示层组成，配合传输网络组成一个完整多级联网系统。

其中各层功效说明以下:

硬件物理层：

各部分设备经过标准通信接口连接，实现数据基础传输功效，各设备基于本身设计，实现基础处理功效。

数据层：

在数据层，将视频、监测数据、报警信号、设备信息、地理信息等进行结构化融合，将共性资源进行关联，实现对综合管廊全部业务系统监控数据汇总，同时对关键数据进行存放。

应用层：

包含了视频监控部分、地理信息部分、预警报警、环境监控等业务应用，在应用层要对专业管线单位提供通信接口，以实现信息共享和联动。

结合不一样侧重和部门划分，含有不一样治理特点和监管手段，系统根据业务划分，表现管廊监控协同和精细化管理。

展示层：

在展示层，将应用层处理结果经过操作界面展示给工作人员，同时为其提供人机操作入口。

管廊信息标准化规范体系、政策法规、人才队伍、资金保障，保障系统规范化和安全管理。

管廊信息运维管理体系，保障系统可靠运行。

1.6监控系统拓扑结构

综合管廊监控和报警系统整体网络拓扑结构以下图所表示：

实时服务器：

配置SCADA平台软件，冗余布署，负责接入综合管廊内全部业务数据，实现数据汇聚、实时处理、数据定向转发等功效。

历史库服务器:

配置企业级实时历史数据库，冗余布署，负责海量历史数据归档，接收实时服务器传输数据，依据设定压缩方法进行压缩归档，为监控用户端提供历史数据查询服务，连接磁盘阵列主机，集中存放。

应用服务器：

应用服务器配置各业务系统软件，负责全部业务系统数据汇总处理、数据汇总分析。

各业务系统业务联动需利用中心平台软件。

视频服务器：

设置流媒体服务器、视频管理服务器。

流媒体服务器负责调取和转发实时查看视频数据、历史视频数据。

视频管理服务器安装视频管理软件，对全部视频实现统一管理，含视频调取、查看、显示、存放管理等。

安装图形拼接控制软件，对全部业务工作站界面在拼接屏上拼接显示进行管理，负责分配各个工作站显示单元、显示时间等。

关系库服务器:

各个系统将需要存放操作数据、业务数据传输至关系库服务器，关系库服务器对全部关系型数据进行存放管理。

数据库服务器配置HBA卡，连接磁盘阵列主机，集中存放。

磁盘阵列主机：

磁盘阵列主机连接历史库服务器、关系库服务器，负责存放全部操作数据、业务数据。

工业安全隔离网关：

综合管廊监控系统和城市管理相关业务系统进行数据交互时边界防护装置，硬件平台采取安全物理隔离“2+1”系统架构，由内网主机系统、外网主机系统、隔离交换系统三部分组成。

隔离交换系统基于PSL技术及对应隔离加密电路，不受主机系统控制，独立完成应用数据封包、摆渡、拆包，从而实现内外网之间数据隔离交换。

监测工作站：

包含环境监测工作站、火灾检测和报警工作站、视频工作站、综合监控工作站、IP电话工作站。

监控中心管理人员经过各工作站监控子系统运行状态，下达控制指令，异常情况处理和实施其它操作。

1.7管廊监控统一管理平台

监控中心计算机系统即统一监控管理平台，对各个子系统接入集成，含有综合数据通信、信息采集和综合处理能力。

融合三维可视化技术、实时数据处理技术、通讯自动调度技术、网络安全防护技术、工业报警大数据分析和优化技术，构建统一监控管理综合信息平台，实现各管线监控系统联通和各管线单位监控平台联通，和考虑城市市政基础设备地理信息系统联通等。

ForceCon平台含有优异技术构架，含有可靠性、容错性、易维护性和可扩展性。

1.7.1平台介绍

统一监控管理平台是面向SOA架构集成一个开发和运行平台，基于J2EE开发规范，模块化设计，提供基础工厂数据建模和各类丰富分析组件，提供实时决议调度、设备动态管理、生产预警等生产应用，以改善企业生产管理目标，为动态生产管理提供数据分析、诊疗、展示门户平台。

开发平台以力控FinforWorx为基础，提供了动态、灵活、快速开发功效模块，包含动态表单设计、步骤设计、报表设计、页面组态设计、动态建模、SSO单点登录等组件化管理模式，并适配管廊管理业务需求，提供一个统一技术处理方案。

1.7.2系统集成

为了有效消除各监控子系统间信息孤岛，平台支持门户集成、应用集成、通信集成、数据集成、安全集成和管理集成。

门户集成:

实现各子系统系统在统一门户上集成化统一管理；

应用集成：

基于网络架构、三维导航展示，系统之间信息交换和共享，并对集成信息进行综合应用；

通信集成：

利用优异通讯技术，丰富驱动库，在各个前端采集设备和平台之间使用标准/非标接口，进行采集和控制信息交换。

提供标准数据转发协议，为业务管理系统信息交换提供支持。

数据集成：

经过对多系统数据采集和分析，能够实现系统之间数据关联和集成共享。

安全集成：

建立统一权限管理体系，经过统一组织结构及权限模型开发实施，提供统一组织结构管理、用户管理、操作权限、页面配置权限、身份认证及单点登录、安全审计和责任认定、统一门户管理功效等，为各系统提供完善安全支撑。

管理集成：

经过统一管理平台实现对各系统管理，包含对设备和软件注册、配置、维护和更新。