综合管廊城市智慧管廊监管平台建设方案V3.0.docx

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1、城市智慧管廊监管 平台建设方案 V3.0 综合管廊 :城市智慧管廊监管平台建设方案 II 城市智慧管廊监管平台建设方案 V3.0 目 录 一、项目背景 . - 1 - 二、需求分析 . - 2 - 2.1 管廊建设类型 . - 2 - 2.2 管廊监控需求 . - 3 - 2.3 管廊运营管理需求 . - 4 - 三、 系统 建设总体思路 . - 5 - 3.1 综合一体化设计思路 . - 6 - 3.2 物联网架构设计 . - 7 - 3.3 感知平台设计 . - 8 - 3.4 传输平台设计 . - 10 - 3.4.1 一体化传输设计 .- 11 - 3.4.2 数据传输 QoS 设计

2、.- 12 - 3.5 数据中心设计 . - 13 - 3.6 应用平台设计 . - 14 - 3.6.1 综合一体化运营服务平台建设思路 .- 15 - 3.6.2 应用平台设计 .- 15 - 3.6.3 三方共同开发 .- 17 - 3.7 设计参考标准和规范 . - 17 - 四、 系统 应用设计 . - 18 - 4.1 设计概述 . - 18 - 4.2 环境与设备监控子 系统 . - 18 - 4.2.1 环境监测 .- 18 - 4.2.2 设备监控 .- 21 - 4.2.3 设备配置清单 .- 25 - 4.3 安全防范子 系统 . - 25 - 4.3.1 视频监控 .-

3、 25 - 4.3.2 入侵报警 .- 26 - 4.3.3 出入口控制 .- 27 - III 城市智慧管廊监管平台建设方案 V3.0 4.3.4 电子巡查 . .- 28 - 4.3.5 设备配置清单 . .- 29 - 4.4 通信子 系统 . - 29 - 4.4.1 固定式通信 系统 . .- 29 - 4.4.2 无线对讲 系统 . .- 30 - 4.4.3 设备配置清单 . .- 31 - 4.5 预警与报警子 系统 . - 31 - 4.5.1 火灾自动报警子 系统 . .- 32 - 4.5.2 可燃气体探测报警 系统 . .- 34 - 五、管廊监测控制清单 . . -

4、34 - - 1 - 城市智慧管廊监管平台建设方案 V3.0 一、项目背景 2015 年，继国务院办公厅发布关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见、住建部修订 GB50838城市综合管廊工程技术规范和印发城市地下综合管廊工程规划编制指引后， 10 大试点城市及其他各省市相继出台了 “ 综合管廊规划建设管理办法 ” 等政策文件。 2016 年在第十二届全国人民代表大会第四次会议上，李克强总理的政府工作报告中指出，今年将开工建设城市地下综合 管廊 2000 公里以上。自此，城市管廊建设从过去的探索阶段正式步入政府调控、 多方融资、统一规划和总体运营的平稳发展道路上来。 城市地下综合管廊建设实现了包

5、括供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等多个城市重要管线的有序入廊，解决了以往多政府部门、多辖区、多使用单位的管理混乱难处，也最大程度改善了城市内涝、 “ 马路拉链 ” 式工程和地下空间资源利用率低等问题。 根据财政部、住房城乡建设部关于开展中央财政支持地下综合管廊试点工 作的通知 （ 财建 2014 839 号 ）和关于组织申报 2015 年地下综合管廊试点 城市的通知 （财办建 2015 1 号 ） ，财政部、住房城乡建设部公布 10 个城市 进入 2015 年地下综合管廊试点范围：包头、沈阳、哈尔滨、苏州、厦门、十堰、 长沙、海口、六盘水、白银。 图 1 国内地下综合管廊建

6、设案例 国办发 2015 61 号国务院办公厅关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见中对城市管廊建设做了统筹规划。指导意见指出管廊配套 系统 应具 - 2 - 城市智慧管廊监管平台建设方案 V3.0 有智能化管理水平，满足运营维护需要。而在 GB50838-2015城市综合管廊工程技术规范中，则具体框定了该类 系统 的建设要求。 二、需求分析 综合管廊可纳入给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等 城市工程管线，应按照统一规划、设计、施工和维护，并满足管线的使用和运营 维护要求。综合管廊应同步建设消防、供电、照明、监控与报警、通风、排水、 标识等设施。 2.1 管廊建设类型 综合管

7、廊主要分为以下三类： 1） 干线综合管廊：用于容纳城市主 干工程管线，采用独立分舱方式建设的综合管廊。以下为 A、 B（三舱）两种管廊型式。 该类型管廊需要按照三个独立的分舱分别设计综合监控 系统 。 管道舱 ：需要配置沉降监测、环境监测、安防监测、通信、出入口控制、入侵报警及排水和通风自动控制等 系统 。 电力舱 ：需要配置火灾自动报警、环境监测、安防监测、通信、出入口控制、 入侵报警及排水和通风自动控制等 系统 。 燃气舱 ：需要配置沉降监测、可燃气体探测报警、环境监测、安防监测、通信、出入口控制、入侵报警及排水和通风自动控制等 系统 。 2） 支线综合管廊：用于容纳城市配给工程管线，采用

8、单舱或双舱方式建设的综合管廊。以下为 C、 D（两舱）两种管廊型式。 - 3 - 城市智慧管廊监管平台建设方案 V3.0 管道舱 ：需要配置沉降监测、火灾自动报警、环境监测、安防监测、通信、 出入口控制、入侵报警及排水和通风自动控制等 系统 。 燃气舱 ：需要配置沉降监测、可燃气体探测报警、环境监测、安防监测、通信、出入口控制、入侵报警及排水和通风自动控制等 系统 。 3） 缆线管廊：采用浅埋沟道方式建设，设有可开启盖板但其内部空间不能满足人员正常通行要求，用于容纳电力电缆和通信线缆的管廊。以下为 E（ 单舱 ） 管廊型式。 缆线管廊 ：在电力电缆表层设置线型感温火灾探测器，设置火灾自动报警系

9、 统。 2.2 管廊监控需求 管廊综合监控管理 系统 设计应包括消防子 系统 、通风子 系统 、供电子 系统 、照明子 系统 、环境与设备监控子 系统 、安全防范子 系统 、通信子 系统 、预警与报警子 系统 、地理信息子 系统 、排水子 系统 等。 按照 GB50838-2015 城市综合管廊工程技术规范技术要求，管廊综合监 - 4 - 城市智慧管廊监管平台建设方案 V3.0 控管理 系统 应包括以下设计： 1） 200m 设计为一个防火分区，设置防火墙及防火门。 每个分区设计一套温度、湿度、水位、氧气、硫化氢和甲烷等环境参数监测与报警 系统 。 每个分区设计一套电子巡查管理 系统 。 每个

10、分区设计一套固定式通信和无线对讲 系统 。 每个分区沿线设置灭火器材，并配置自动灭火 系统 。 每个分区配置机械通风，采用就地手动、就地自动和远程控制三种方式。 2） 每个分区设置一处卸料口、自然进风口 （ 兼人员出入口 ） ， 800m 设计区段检修口（兼人员出入口 ） 。 卸料口、检修口、人员出入口等位置设置灭火器材。 卸 料口、检修口、人员出入口等位置设置摄像机。 卸料口、检修口、人员出入口等位置配备出入口控制装置和入侵报警探测装置和声光报警器。 3） 每个分区设置一个集水坑。 设置水位在线监测。 设计水泵自动排水装置。 4） 200m 及交叉路口设置管线出舱口。 管线出舱口位置设置灭火

11、器材。 管线出舱口位置设置摄像机。 管线出舱口位置配备出入口控制装置和入侵报警探测装置和声光报警器。 2.3 管廊运营管理需求 综合管廊建成后，应由专业单位进行日常管理。 初步统计，综合管廊的每年管理费约为建设费用的 0.3%，以下是近年来对部分建设城市综合管廊后期运营管理费用的统计（ 统计数据来自网络 ）： 项目名称 长度 年管理费 单位管理费 备注 上海张杨路 综合管廊 11.5 公里 220 万元 约 20 万元 /公里 .年 两舱 - 5 - 城市智慧管廊监管平台建设方案 V3.0 珠海横琴综 合管廊 33.4 公里 600 多万元 约 20 万元 /公里 .年 两、三舱为主 广州大学

12、城 综合管廊 18 公里 200 多万元 约 10 万元 /公里 .年 单、两舱为主 佛山东平新 城综合管廊 9.8 公里 120 多万元 约 12 万元 /公里 .年 单、两舱为主 台北市综合 管廊 约 11 万元 /公里 .年 单、两舱为主 其中，综合管廊的运营管理主要包括以下几部分： 图 2 地下综合管廊运营管理示意图 1）巡回检查； 2）工程维护； 3）出入综合管廊的管理； 4）安防监控管理； 5）设备运行及管理； 6）紧急时的应变处理。 三、 系统 建设总体思路 通过分析综合管廊监控管理的建设要求和后期的运营管理工作任务需求，我们认为在城市管廊基础建设过程中，如何整体规划城市管廊综合

13、监控管理 系统 显得尤为关键，不仅仅关系到前期 系统 建设投资，也直接影响后期运营管理的效率 和成本。 管廊建设可以、也应该同时采用多种技术综合解决问题，但是必须避免走因技术体制不同而同时安装多个分 系统 这些 系统 其实都是物联网结构 这样的高成本、低效率、长期使用不便于维护的套路。 - 6 - 城市智慧管廊监管平台建设方案 V3.0 深圳市 XX科技有限公司在工业物联网领域有着成熟的产品研发、 系统 集成 和工程项目建设经验，拥有独特的 “ 综合一体化 ” 系统 解决方案和产品。 我们研究了管廊的结构特征、分布特点和监控任务的详细需求，结合分析国家和各级政府发布的关于城市管廊的相关政策、法

14、规和意见后，认为，采用综合一体化监控 系统 ，不仅符合城市管廊建设所遵循的根本思路，而且在效率、成本等各项关键指标上，均可获得最佳效果。 3.1 综合一体化设计思路 城市管廊综合监控管理 系统 建设采用 “ 综合一体化 ” 设计思路。 所谓 “ 综合 ” ，即是对于各个不同的应用 系统 /分 系统 ，把它们共同的部分整合到一起，以提高性能 （ 如可靠性、维护性、可管理性等 ） 和降低成本 （ 如建设 成本、维护成本等 ） 。这些共同的部分包括统一的信息传输网络 /平台，适配所有物联网传感器的小型且模块化的综合接入设备，统一的数据格式，基于云计算和移动设备的服务器 系统 和用户界面等等。 图 3

15、 综合监控管理 系统 架构设计 如上图所示，通过城市管廊综合监控管理平台实现原本不同架构、不同数据格式、不同管理模式的分立 系统 融合成为统一架构、标准协议、协同管理的综合 应用系统 。 在 系统 建设过程中，我们将会配合管廊主管部门、运营单位及其他合作单位制定符合国家指导意见和技术规范的行业规范。 所谓 “ 一体化 ” ，是指针对管廊监控这种典型的物联网应用环境，在 “ 综合 ” - 7 - 城市智慧管廊监管平台建设方案 V3.0 的指导思想下，连接各种子 /分 系统 传感器的节点设备，应设计为一台标准的， 同时具有综合接入和传输能力的、模块化的通信 /传输分站，并通过优化拓扑结构的标准光缆

16、（或光电混合缆）实现所有节点的连接。 图 4 一体化分站设计 如上图所示， 系统 的核心设备为模块化、智能化的综合通信分站，该分站具 有以下特点： 1） 分站的设计核心是构建千兆工业以太网，即利用一根光缆实现通讯连接 。同时，各功能模块也统一采用以太网接口与分站主通信组件数据交互。 2） 采用模块化通信组件设计，每个通讯组件均具有标准的机械尺寸和物理接口，涵盖了千 /百兆光 /电网络模块、 WiFi 通讯模块、模拟信号 （ 4-20mA 和频率）接口模块、数字信号（ RS485）接口模块及自动化控制模块等组件。 3） 每个模块组件均采用独立核心 CPU 设计，模块组件有了自己的 “ 大脑 ” ，整个 系统 业务应用、智能化管理及扩容开发能力进一步得到提升。 3.2 物联网架构设计 本次平台采用 “ 综合一体化 ” 建设思路，即综合管理包括通风管理、供电管理、供水管理、环境监测、安全防范、通信 系统 、预警与报警及地理信息 系统 等 业务应用。 系统 设计建设统一的传输平台、统一的数据中心、统一的应用平台。