摘要：分析地下綜合管廊智能互聯運營監控系統的需求，構建智能互聯監控系統架構，包括環境與設備監控系統、安全監控系統、通信系統和智慧管廊綜合監控平臺四個子系統，為綜合管廊智能化管理提供參考。關鍵詞：地下綜合管廊；智能互聯；運營監控系統；BIM；物聯網1 引言近年來，地下綜合管廊已成為建設現代化“綠色城市”、“智慧城市”的重要環節。在綜合管廊運營過程中，由于管廊位于地下呈封閉性，不確定因素較多，受工程地質和水文條件影響較大，且內部管線種類多、密度較高、口部設計復雜、維修費用高等，傳統的人工運營管理常出現安全隱患多、檢修不及時等問題，因此借助BIM、物聯網等信息化技術構建城市地下綜合管廊智能互聯運營監控系統，對實現管廊運營安全智能預警，及時排除運營風險，提升運營管理效率意義重大。目前將BIM、物聯網、機器人等技術應用到管廊運維階段的研究已較多，但管廊整體的智能互聯運營體系架構還不完善。如何將管理與環境、設備、產品等通過互聯網數據互聯，使彼此能夠互相感知，實現智能化運營管理體系已十分迫切。所以構建管廊智能互聯運營管理體系架構，對實現管廊智能化運營管理有著重要促進作用。2 城市地下綜合管廊運營監控系統的需求分析為實現綜合管廊運營過程中的信息融合與安全監控預警，需分析綜合管廊建設安全監控系統的需求。（1）服務對象。根據管廊運營單位管理需求，建立智能監控系統，實現狀態監控、事故預防與控制優化等。（2）功能要求。綜合管廊智能互聯監控系統應以信息系統為核心，通過傳感器采集管廊運營數據，并通過互聯網的運程操作、計算及通信等，將數字化信息與管廊環境、設備、安全等運營實體關聯，實現傳感器、智能控制面板、通信系統和終端接收系統的互聯互通，*終達到管廊自我感知、自我診斷、自我控制及自我優化的智能化運營管理體系，更好地服務于運營單位。（3）數據需求。為確保監控狀態的及時、準確、有效，須在廊體內部安裝不同功能的傳感器進行數據的收集，并能及時傳送到監控系統進行分析、預警，從而實現動態智能監測。數據主要包括基礎數據和監控數據，前者為管廊內部的結構、設備、管線等基礎數據，后者為廊體內設置的各傳感器所監測、采集、分析的數據。（4）非功能性需求。在管廊運營階段，系統在信息搜集、分析、處理，安全隱患排查及風險預警執行過程中，硬件和軟件應保證在運行過程中抵抗異常情況的干擾及保證系統正常工作的可靠性能力。為此，系統應具有可擴展性和二次開發性，保證先進性和持續性，以及良好的接口以保證系統數據不丟失從而維持正常的運作。此外，系統中信息編碼、采集、信息通信要具備一致性，設計規范應完整、標準，保證輸出成果能與其他系統相兼容或不同數據格式的轉換，實現系統間的數據共享。3 地下綜合管廊智能互聯監控系統架構設計智慧管廊智能互聯監控系統采用分層設計、統一架構、標準協議、協同管理的整體技術構架。系統包括：（1）感知層：通過傳感器采集整個管廊氣體、溫濕度、水位、電力、通信數據，實現對整個管廊運行狀態的感知，通過風機、水泵、配電、照明、消防實現整個管廊的安全運行。（2）接入層：提供統一的設備接入服務，提供多種通信終端產品及接入方案，采用統一的數據采集及控制接口模型，支持各種工業通信協議，可實現對各類環境傳感器和通風、配電、燃氣及排水設備的快速接入。（3）傳輸層：采用有線及無線通信網絡，分布式消息中間件，實現安全可靠的雙向數據交互，確保各類感知數據的實時采集以及遠程控制命令實時到達和執行，并能連接大數據服務平臺。（4）數據層：由消息中間件、數據緩存服務、數據分析服務、實時數據流服務、NoSQL數據庫平臺，依托數據庫集群、云計算及大數據技術，構建智慧管廊大數據處理系統。提供從終端到頭端、從設備到業務、從數據到運營決策的全業務、全數據、全覆蓋的整體解決方案。（5）展示層：依托GIS、GPS、BIM技術、三維展示技術、虛擬顯示技術以及移動互聯網技術為智慧管廊運營單位提供多方位的應用服務，實現環境及設備監控、安全防范管理、運行維護管理以及數據統計及效能分析。4 地下綜合管廊運營監控系統功能結構依據設計原則，通過調研管理現狀，了解亟待解決的問題，提出綜合管廊智慧運維監管系統應包含四個子系統：環境與設備監控系統、安全監控系統、通信系統以及智慧管廊綜合監控平臺。該系統要實現的功能模塊，如圖1所示。4.1 環境與設備監控系統（1）環境監測環境監控功能需實現對綜合管廊全域環境參數實施全程監控，將實時監控信息通過數據采集裝置及時傳輸綜合監控平臺，便于管理人員及時發現現場環境問題，排除環境異常及對警情的及時處理，保證管廊正常運行。監測的主要環境參數有：溫度、濕度、水位、氧含量、硫化氫濃度、甲烷濃度。（2）設備監控設備監控功能需實現對管廊的通風系統設備、排水系統設備、供電系統設備、照明系統設備以及配套的采集、控制設備狀態監控；實現對故障設備的實時警告。同時根據運行要求對這些設備的運行發出相應的指令進行動態調整，如防火分區內照明開關的分合控制等。（3）報警管理管廊內出現異常情況時，報警并自動進行異常處理。報警管理功能要求閾值設置，與PLC（ProgrammableLogic Controller）通訊，將不同類型報警閾值寫入PLC中，并實時顯示當前報警，當發生報警時，自動彈出報警界面，顯示報警位置、報警設備、報警原因、報警時間、實時曲線、當前采取的措施等。同時系統應發出報警聲提示用戶，并在界面上循環滾動報警信息。當有多個報警同時發生時，可切換查看各報警的詳細信息。此外，報警應有延時性，即當采集值持續超出閾值一定時間后，比如2s，才認為是有效報警，避免僅瞬間超閾值而造成頻繁報警。（4）聯動功能為了提高運營效率，綜合監控系統應匯集各設備系統的信息，實現信息互通和聯動，保證對管廊運營安全快速及時做出反應，縮短安全救援時間、減少安全事故損失。例如檢修管理功能，可在檢修情況下，通過迅速啟動環境與設備監控系統通風模式進入檢修狀態。4.2 安全監控系統安全監控系統由視頻監控系統、入侵報警系統、出入口門禁系統、電子巡查系統等組成。（1）視頻監控系統該系統可為運營管理人員提供監控區域圖像、視頻等視覺信息，并與視頻聯動報警功能相配合，對管廊安全運營輔助管理。視頻監控系統由攝像機、視頻管理服務器、磁盤陣列、監控運維中心軟件視頻管理模塊等組成。系統采用網絡信號傳輸方式，共用主干網絡，實現統一的視頻信號存儲、顯示和遠程調用等功能。（2）入侵報警系統入侵報警系統主要由紅外雙鑒探測器、聲光報警器、入侵報警控制服務器和智慧管理平臺入侵報警系統等部分組成。紅外雙鑒探測器是將兩種探測技術結合觸發報警，可降低單種探測技術對射系統的誤報率。其在通風口、人員出入口等易于從外部入侵的位置設置，通過硬線接入就近分區控制系統，信號通過主干網絡上傳監控平臺。當有外部人員進入時，綜合監控平臺上將顯示有入侵的相應區間位置圖像閃爍，并產生報警信號，同時調取附近攝像機畫面到平臺顯示。（3）出入口門禁系統管廊出入口門禁控制系統是建設一個以中央管理系統為中心，以智能IC卡為載體，以進出權限為基礎，連接并實時對管廊重要風險區域的安全管控。通過ACU將數據實時傳送到位于控制中心的安保工作站，安保工作站顯示相應區間視頻畫面，并產生語音報警。（4）電子巡檢系統電子巡檢系統主要通過管廊內部設置的無線傳感器等設備進行系統數據信息的采集，并通過無線網絡或局域網等傳輸到系統數據庫進行數據的編碼、分析與管理，并與環境、設備等業務管理系統互聯，*后將系統信息、業務統計分析結果等發布和顯示在綜合監控平臺。4.3 通信系統通信系統由有線傳輸網絡系統、固定語音通信系統、無線對講系統等組成。（1）有線傳輸網絡系統：是綜合管廊現場控制單元（PLC系統）、網絡攝像頭、門禁系統等與監控平臺間的快速、安全、可靠的數據通道。（2）固定語音通信系統：由光纖電話主機、電話分機、監控中心光纖電話系統服務器等部分組成。為管理人員提供實時語音通信功能，同時可兼做消防電話。（3）無線對講系統：在管廊控制室建立，通過數字常規信道機、光近端機將信號送入管廊內，在管廊內相應位置放置光纖遠端機，輸出信號通過漏泄同軸電纜進行覆蓋。實現監控中心與無線對講機的通信，手持終端可在管廊內，亦可在綜合管廊監控平臺附近通信。