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      1. 解決方案  
        解決方案SOLUTION

         

        1. 概述

        綜合管廊又稱為共同溝,是集敷設電力、通信、廣播電視、給水、排水、熱力、燃氣等市政管線的公共隧道。在城市的規劃建設中有重要的地位,被稱為是“城市大動脈”。

        我國的基礎設施建設相對落后,國務院先后在2013年和2014年出臺了《國務院關于加強城市基礎設施建設的意見》(國發〔201336號)和《國務院辦公廳關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》(國辦發〔201427號),文中多次提到加快完善綜合管廊建設情況。2015810日又出臺了《國務院辦公廳關于推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》,規范和指導當前對于綜合管廊的建設實施。足見國家對于綜合管廊的重視,以及其重要性和重大意義。

        據新文化報報道,吉林省在未來的5年內計劃投資1000億元,完成1000公里左右城市綜合管廊建設任務,形成干線綜合管廊、支線綜合管廊和纜線管廊協調發展的格局,與城市總體規劃相結合、與智慧城市建設相結合、與市政道路建設相結合、與社會資本相結合,初步建立吉林省地下管廊的基礎。

        在綜合管廊建成后,僅在吉林市就將有綿延10公里的地下綜合管廊,在管廊中聚集著大量的可燃液體、可燃氣體、電力、通訊等管道和線路,而且綜合管廊在城市建設中的重要地位,管廊的安全將是重中之重。一整套管廊的實時監視控制報警系統必不可少。

        2. 設備系統需求分析

        根據功能可以分為以下幾個系統:動力監測系統、環境監測系統、視頻監控系統、防盜報警系統、風機控制系統、水泵控制系統、通信系統、電子巡更系統、防火門控制系統、照明控制系統、廣播系統、供電系統、電纜測溫系統、開關柜測溫系統。

        2.1.        動力監測系統

        動力即水、電、氣。

        水的參數包括:壓力(模擬量)、流量(模擬量)。

        氣的參數包括:壓力(模擬量)、溫度(模擬量)。

        電的參數包括:電流(模擬量)、電壓(模擬量)、功率(模擬量)、無功(模擬量)。

        通信協議要求:通信協議(MODBUS+TCP/IP)接入綜合管廊監控與報警系統管理平臺。

        設備類別:1. 本系統固有設備。2. 各類管線配套檢測設備。

         

        2.1.1.          系統功能需求

        l  系統可以實時獲取通風設備、排水設備、電器設備(如UPS電源、設備無功補償等)的設備狀態參數(如開關狀態、電流、電壓、功率等),并能直接控制設備的工作狀態、運行參數。

        l  設備控制方式宜采用本地手動和遠程控制。

        l  在遠程控制時,應將控制的時間、目標設備、當前用戶、控制結果等歸檔記錄。

        l  當進行遠程控制失敗時,應顯示記錄失敗消息和原因。成功后,應及時更改設備狀態。

        l  設計管線配套設備的信號傳輸接口,所有設備通過統一接口與本系統交互,沒有特殊情況的設備都以TCP+MODBUS為通訊標準。

        2.1.2.          國家標準

        應對通風設備、排水泵、電器設備等進行狀態監測和控制;設備控制方式宜采用就地手動、就地自動和遠程控制。

        應設置與管廊內各類管線配套檢測設備、監控執行機構聯通的信號傳輸接口;當管線采用自成體系的專業監控系統時,應通過標準通信接口接入綜合管廊監控與報警系統統一管理平臺。

        宜采用工業級產品。

         

        2.2.        環境監測系統

        氣體包括:硫化氫、甲烷、氧氣。

        溫度包括:電纜測溫(模擬量)、開關柜測溫(模擬量)、環境測溫(模擬量)、管線測溫(模擬量)。

        濕度包括:環境濕度(模擬量)。

        液體包括:集水坑水位(開關量)。

        報警設定要求:天然氣報警濃度設定值不應大于其報警下限值的20%,緊急切斷濃度設定值(上限值)不應大于其爆炸下限值的25%。

         

        2.2.1.          系統功能需求

        l  環境監測指標要求可以設置預警和報警限,在超過設定限值時,向 預警與報警系統 發送報警信號。

        l  模擬量支持歷史曲線查詢和事件查詢,開關量支持事件查詢。

        l  檢測環境指標,如:

        n  溫度監測內容:電纜、開關柜、管道、環境(高于40攝氏度啟動風機)。

        n  濕度監測內容:環境(應按照隧道中設備要求的最低標準設置)。

        n  水位檢測:集水坑(水位開關(開關量)、液位傳感器(模擬量))。

        l  氣體檢測包括:

        n  氧氣含量,氧氣含量報警值?(按照人員需氧量最低標準,實時值,曲線)。

        n  硫化氫,硫化氫含量報警值?(按照人員中毒最低標準下限,實時值,曲線)。

        n  甲烷,甲烷含量報警值(不應大于其爆炸下限值的25%,實時值,曲線)。

        l  氣體超標排風時,應區分排風系統啟動上下限(上限值下限值,根據針對的氣體設定)。當超過上限時,應能控制所在分區和鄰近分區 排風系統 啟動。在低于下限時,系統應能自動控制風機停止。在報警限超標時,應向 預警與報警系統 發出警報。

        l  水位(開關量)應設置報警限。報警限超標時,應控制所在分區的水泵啟動,并向 預警與報警系統 發出警報。在報警消失時,系統應能自動控制水泵停止。

        2.2.2.          國家標準

        應能對綜合管廊內環境參數進行監督與報警。環境參數檢測內容應符合下表的規定,含有兩類以及以上管線的艙室,應按較高要求的管線設置。氣體報警設定應符合國家現行標準《密閉空間作業職業危害防護規范》GBZ/T 205的有關規定。

        H2S、CH4氣體探測器,應設置在管廊內人員出入口和通風處。

        天然氣報警濃度設定值不應大于其報警下限值的20%。

        天然氣探測器應接入可燃氣體報警控制器。

        當天然氣管道藏天然氣濃度超過報警濃度設定值(上限值)時,應由可燃氣體報警控制器或消防聯動控制器啟動天然氣艙事故段分區及相鄰分區的事故通風設備。

        緊急切斷濃度設定值(上限值)不應大于其爆炸下限值的25%。

        應符合國家現行標準《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和《火災自動報警系統設計規范》GB50116的有關規定。

        各管道具體檢測內容如下:

        宜采用工業級產品。

        2.3.        電纜測溫系統

        l  在導航圖中用圖標顯示電纜測溫系統導航按鈕。

        l  電纜溫度實時查詢打印,將查詢的一個或多個測點溫度打印出來。

        l  電纜溫度歷史查詢打印,將查詢的一個或多個測點溫度打印出來。

        l  電纜溫度歷史曲線查詢打印 。

        l  歷史曲線分日曲線、周曲線、月曲線。

        l  電纜測溫曲線查詢要在曲線坐標中將該地理位置的環境測點溫度一直放在坐標中與該地理位置的其它溫度測點溫度曲線相比較。

         

        2.4.        開關柜測溫系統

        l  開關柜測溫曲線查詢是要將A、B、C三項分組在坐標中顯示。

        l  第一組:每相的測溫點比較。將開關柜每相的上母線、下母線、上觸頭、下觸頭4條曲線放在同一坐標中比較。

        l  第二組:A、B、C三項相同名的測溫點比較。將開關柜A、B、C三相同名的測溫點放在同一曲線坐標中比較,共有4組,即:上母線*3、下母線*3、上觸頭*3、下觸頭*3。

         

        2.5.        視頻監控系統

        2.5.1.          系統功能需求

        l  視頻監控功能:視頻監測、視頻移動偵測、視頻存儲。

        l  視頻監控安裝地點:設備集中安裝地點、人員出入口、變配電間和監控中心等場所。

        l  安裝密度要求:綜合管廊內沿線每個防火分區內應至少設置一臺攝像機,不分防火分區的艙室,攝像機設置間距不應大于100m。

        l  移動偵測報警:當攝像機檢測區域內有移動物體時,發出報警信號。

        l  視頻存儲:采用集中和分布式,兩種存儲方式。分布式即在采集器安裝硬盤。

        l  視頻圖像數據流與被監測設備數據同步,并在同一畫面上顯示。

        l  全景攝像機主要以看場景為主,設備攝像機主要監視重要設備。

        l  報警圖像存儲保留期3-6個月。

        l  畫面支持多個視頻同時觀看或針對其中某個視頻全屏觀看。

        l  所有場景圖像可以按時間、分區進行查找和播放,報警圖像可以根據 預警和報警系統 中的查找到的報警記錄進行播放。

        l  關聯系統:預警與報警系統、安防系統、電子巡更系統、重要設備監視。

         

        2.5.2.          國家標準

        綜合管廊內設備集中安裝地點、人員出入口、變配電間和監控中心等場所應設置攝像機;綜合管廊內沿線每個防火分區內應至少設置一臺攝像機,不分防火分區的艙室,攝像機設置間距不應大于100m。

         

        2.6.        安防系統

        紅外對射:綜合管廊人員出入口、通風口(開關量)。

        紅外探測:綜合管廊人員出入口、通風口(開關量)。

        門禁:防火門(開關量)。

        電控井蓋: 在井蓋上加裝防盜鎖(開關量)。

        關聯系統:視頻監控系統、廣播系統、預警與報警系統、電子巡更系統。

        2.6.1.          國家標準:

        綜合管廊人員出入口、通風口應設置入侵報警探測裝置和聲光報警器。

        綜合管廊人員出入口應設置出入控制裝置。

        綜合管廊的安全防范系統應符合現行國家標準《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和《出入口控制系統工程設計規范》GB50396的有關規定。

         

        2.7.        消防系統

        設備種類:水噴淋、氮氣滅火設備。

         

        2.8.        火災報警系統:

        l  電纜測溫系統:線型感溫火災探測器(模擬量),線型光纖感溫火災探測器(模擬量),煙感火災探測器(開關量)。

        l  防火門監控系統:利用門磁開關監視防火門開關狀態(開關量)。

        2.8.1.          系統功能需求

        l  預警與報警系統 應能接收消防系統信號,來呈現以下信息:火災報警器狀態、防火門狀態、手動火災報警按鈕狀態。

        l  當接收到消防系統的報警信號時,應能聯動關閉著火分區及鄰近分區 通風系統。

        l  當接收到消防系統的報警信號時,應能控制 廣播系統 進行發出警示音。

        l  關聯系統:預警與報警系統、通風系統、廣播系統。

         

        2.8.2.          國家標準

        應在電力電纜表層設置線型感溫火災探測器,并應在艙室頂部設置線型光纖感溫火災探測器或煙感火災探測器。

        應設置防火門監控系統。

        設置火災探測器的場所應設置手動火災報警按鈕和火災警報器,手動火災報警器處宜設置電話插孔;

        確認火災后,防火門監控器應聯動關閉常開防火門,消防聯動控制器應能聯動關閉著火分區及鄰近分區通風設備、啟動自動滅火系統。

        應符合現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》。

        2.9.        排風系統:

        風機控制:當綜合管廊內溫度超過40℃或需要線路檢修時,應開啟排風扇。氧氣過低、硫化氫甲烷氣體超標時,應開啟風機。

        風機控制要有遠程控制和手動(本地)控制兩種模式。

        當發生火災報警時應能聯動關閉著火分區及鄰近分區通風設備。

        風機狀態監測:正常、故障、過流。

        2.9.1.          系統功能需求:

        l  發現以下情況發生時,系統自動啟動風機:

        n  環境溫度超過40℃。

        n  線路檢修。

        n  氧氣含量過低。

        n  硫化氫和甲烷等可燃和有毒氣體超標。

        l  發生以下情況發生時,系統自動關閉風機:

        n  環境指標恢復正常。

        n  鄰近分區或者所在分區發生火災報警。

        l  發生火災時,該火災分區及鄰近分區風機必須關閉。

        l  關聯系統:環境監測系統、火災報警系統。

        2.9.2.          國家標準:

        確認火災后,防火門監控器應聯動關閉常開防火門,消防聯動控制器應能聯動關閉著火分區及鄰近分區通風設備、啟動自動滅火系統。

        綜合管廊內應設置事故后機械排煙設施。

        當綜合管廊內溫度超過40℃或需要線路檢修時,應開啟排風扇,并應滿足綜合管廊內環境控制要求。

         

        2.10.     排水系統:

        設備種類:水泵(開關量)。

        水泵安裝密度:每400m一個。

        監測水泵狀態:正常、故障、過流。

        2.10.1.       系統功能需求:

        l  高水位時,自動啟動排水泵,并向 預警與報警系統 發送報警信號。水泵要有遠程控制和手動(本地)控制兩種模式。

        l  關聯系統:預警與報警系統。

        2.10.2.       國家標準:

        綜合管廊內應設置自動排水系統。

        綜合管廊的排水區間長度不宜大于 400m,并應在排水區間的低點設置集水坑及自動水位排水泵。

        2.11.     電子巡更系統:

        RFID電子識別系統:每個采集器安裝一個RFID接收裝置。巡更人員佩戴RFID卡經過電子巡更接收器時,自動檢測人員身份,并記錄在系統中。如果人員身份異常,應控制鄰近的 廣播系統 發出警示音。并畫出該巡檢人員巡檢線路圖。

         

        2.11.1.       系統功能需求:

        l  每個采集器安裝一個RFID接收裝置。巡更人員佩戴RFID卡經過電子巡更接收器時,自動檢測人員身份,并記錄在系統中。如果人員身份異常,應控制鄰近的 廣播系統 發出警示音。并畫出該巡檢人員巡檢線路圖。

        l  關聯系統:地理信息系統、廣播系統。

         

        2.11.2.       國家標準:

        綜合管廊應設置電子巡查管理系統,并宜采用離線式。

        2.12.     通訊系統

        要求:隧道內無線全覆蓋、有線通訊。

        2.12.1.       系統功能需求:

        l  統一管理平臺 應能接通任意一個通信點,進行雙工式通信(有線通訊)。

        l  任意一個通信點應能接通 統一管理平臺,進行雙工式通信(有線通訊)。

        l  綜合管廊內應實現在管廊內任意地點的無線對講機無障礙通話。天然氣管道艙內除外。

        l  關聯系統:統一管理平臺。

        2.12.2.       國家標準:

        應設置固定通信系統,電話應與監控中心接通,信號應與通信網絡連通。綜合管廊人員出入口或每一防火分區內應設置通信點;不分防火分區的艙室,通信點設置間距不應大于100m。

        固定式電話與消防專用電話合用時,應采用獨立通信系統。

        除天然氣管道艙,其他艙室內宜設置用于對講通話的無線信號覆蓋系統。

         

        2.13.     廣播系統:

        要求:群播、單播。

        2.13.1.       系統功能需求:

        l  應實現在隧道口和管廊內的單播和群播功能。

        2.14.     燈光控制系統:

         

        2.14.1.       系統功能需求:

        l  在 電子巡更系統 偵測到人員經過時,應將附近的額外照明器材開啟。

        2.15.     供電監控系統:

        市電監測:電壓、電流、功率、無功設備(停電、故障時發出報警信號)。

        UPS電源監測:電壓、電流、功率(停電、故障時發出報警信號)。

        2.15.1.       系統功能需求:

        關聯系統:環境監測系統、預警與報警系統。

        3. 軟件需求分析

        軟件部分主要功能分為:地理信息系統、預警與報警系統、統一管理平臺。

        3.1          地理信息系統

         

        3.1.1         系統功能需求

        l  應具有綜合管廊和內部各專業管線基礎數據管理、圖檔管理、管線拓撲維護、數據離線維護、維修與改造管理、基礎數據共享等功能。

        l  能從地形圖、管道拓撲圖,2種圖形顯示進行切換,明確管道與地形之間的關系。

        l  設備分布過于集中的地方可以用設備集合的方式顯示,必須有其他方式看到設備集合中的所有設備。

        l  預警與警報系統:當系統接收到報警、故障信號時,要用醒目的動態圖形顯示報警位置。如果該報警設備處在某設備集合中,則該設備集合位置也應用醒目動態圖形顯示。點擊該設備集合圖形,則顯示設備列表,在列表中用顏色顯示該報警值或者故障設備。在報警、故障消失時,恢復正常。

        l  關聯系統:預警與警報系統、電子巡更系統。

         

        3.1.2         國家標準

        應具有綜合管廊和內部各專業管線基礎數據管理、圖檔管理、管線拓撲維護、數據離線維護、維修與改造管理、基礎數據共享等功能。

        3.2          預警與報警系統

        報警分類:事件預警、報警,設備故障報警。

        3.1.3            系統功能需求:

        l  可對所有設備設置自動運行參數、預警上限、報警上限、故障狀態標志。

        l  接收并識別所有的預警、報警、故障信號。

        l  可以根據特定的警報設定相應自動響應機制,如:接收到火災報警信號,可自動關閉相鄰分區的排風系統。

        l  預警和報警根據類別可以設置不同的聲、光、通信(如短信等)等警示方式,當警報得到用戶確認(即通知了監控人員)后可以消除聲報警,但仍要光提示其警報的存在。在警報消失后,提示效果消失。

        l  系統應向 地理信息系統 提供報警設備的詳細信息。

        l  關聯系統:環境監測系統、地理信息系統、安防系統、統一管理平臺、廣播系統。

         

        3.1.4            國家標準:

        監控、報警和聯動反饋信號應送至監控中心。

         

        3.3          統一管理平臺系統

         

        3.3.1          統一管理平臺后臺服務

        3.3.1.1系統功能要求

        l  為多用戶同時登陸提供平臺支持。

        l  對監控與報警系統各組成系統進行系統集成。

        l  為用戶提供實時設備數據。

        l  根據用戶命令對設備進行控制操作,并返回結果。

        l  為各專業管線單位相關監控平臺、各專業管線配套監控系統、市政基礎設施地理信息系統留有標準(TCP+MODBUS)通訊接口。

         

        3.3.1.2 國家標準

        應對監控與報警系統各組成系統進行系統集成,并應具有數據通信、信息采集和綜合處理功能。

        應與各專業管線配套監控系統聯通。

        應與各專業管線單位相關監控平臺聯通。

        宜與城市市政基礎設施地理信息系統聯通或預留通信接口。

        應具有可靠性、容錯性、易維護性和可拓展性。

        3.3.2          統一管理平臺客戶端

        3.3.2.1 系統功能需求:

        l  為用戶提供友好的UI界面。

        l  發生預警、報警、故障后,所有登陸的客戶端都能通過 預警與報警系統 獲取顯示報警信息。

        l  提供所有設備的實時數據。

        l  提供各設備的歷史數據查詢。

        l  提供一個或多個視頻監控設備實時圖像展示。

        l  提供一個或多個視頻監控設備實時圖像的歷史查詢和播放。

        l  本系統應滿足可在大屏幕全屏顯示的要求。

        3.3.2.2 國家標準:

        應能為綜合管廊報警與監控系統統一管理信息平臺提供人機交互界面。

         

        4. 系統結構關系


        5. 業務需求

         

        5.1數據采集存儲功能

         

        5.2圖像接入存儲功能

         
         
         
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