智慧综合管廊监控与报警系统的研究

文/钱枫 张世怡 邸鑫鹏 刘涛 王晟劼

随着时代的不断发展，综合管廊建设已经成为现代城市建设的一大趋势。建设综合管廊可以提高地下空间的利用率，节约土地资源。因此，国家高度重视综合管廊的建设，并进一步扩大建设规模。在综合管廊里有很多专业的管线，还需要搭配完善的监控与报警系统，提高综合管廊的运行水平。

1 综合管廊监控与报警系统服务对象

在综合管廊中设置监控与报警系统时，首先要保证监控与报警的范围覆盖所有综合管廊位置，关于其服务对象是否包括专业工程管线，有持不同意见的人员认为监控与报警对象不包括专业工程管线。为了明确服务对象，要结合工程管线的各个方面综合考虑，如管线系统、敷设和管理模式。首先，专业工程管线系统会有起点和相关设施，为用户构建完善的管线系统。不同类型管线有不同的用途，比如，制水厂和发电厂所使用的管线类型完全不同。对于综合管廊而言，在进行布局时，往往不能考虑到所有的环节，因此，在实际操作中，只有一部分专业工程管线会包含在综合管廊建设之中。从管线的敷设方式来看，由于工程管线的专业不同，因此，管线敷设方式也会有差异，有的是采取埋设方式，有的是采取架空方式，在综合管廊中的专业工程管线敷设方式也会根据实际情况而定。从管线监控管理角度来看，专业管线系统需要进一步完善。然而，在实际操作中，专业工程管线负责人一般会将系统分成两个部分进行管理。

由此可见，必须要加强对管线系统的统一管理，实现统一调度，因此，智慧综合管廊专业工程管线的监控应纳入管线单位的管理范围。在综合管廊中会存在多种多样的管线，可将其视作多元化管线公共空间，运行单位有必要对综合管廊进行管理，不断完善监控与报警系统功能，明确服务对象。因此，综合管廊的监控与报警系统对象应该是综合管廊的公共环境，而不包括入廊专业工程管线。在《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》中进一步强调地下综合管廊以及附属设施的负责人，并明确设施维护和日常管理责任人。一旦综合管廊中的管线出现管道泄漏等安全事故，就必须要由监控与报警系统负责。综合管廊监控与报警系统需对专业管线的状态信号进行仔细分析，并判断这些信号是否会影响到综合管廊的功能。

2 综合管廊的基本特征

智慧综合管廊的建设是一项复杂、长期而重要的工作。综合管廊有其自身特点，与城市的发展息息相关。首先，综合管廊隶属于公用隧道，利用综合管廊可以营造出各类专业管线共存的公用空间。综合管廊位于地下，是非常特殊的隧道空间。这种地下隧道空间的环境比较复杂，除了充斥各种各样的气体之外，还很容易产生积水。各专业工程管线将在这一隧道空间中运行，这就对综合管廊的功能提出严格的要求。

在综合管廊中，专业工程管线种类繁多，占据较大比例的是主干管线。在主干管线中，除了主干水管之外，还有高压输电线路，这些管线各自隶属于不同的专业，而且面对的用户数量极大，往往不限于某一个区域。一旦发生问题，就可能会产生“牵一发而动全身”的效果，影响范围极大。由此可见，综合管廊是城市的生命之线，既关系到城市居民的幸福生活，又关系到城市的安全运行。从这点来看，加强综合管廊监控与报警系统的建设很有必要。

由于综合管廊一般位于人迹罕至的位置，因此，在进行管理时，必须要设置专业、有经验的管理人员负责。综合管廊是一个庞大的专业系统，在这一系统中的任何一个位置都有可能发生故障，因此，必须要考虑到人员的安全，这也就是综合管廊的位置设置在人少场所的原因之一。相关负责人必须要经过专业的培训，了解综合管廊的各项情况，能够及时对其进行检修和维护。在设置监控与报警系统时，要保证其可以辅助负责人的工作，全面保障管线安全运行。

3 综合管廊监控与报警系统设置要求

建设综合管廊时，要考虑其特点和作用，将多个城市的主干专业工程管线集中在一个区域之中，由专业的工作人员负责巡查、检修和维护。要考虑到综合管廊设置的基本要求。

（1）由于综合管廊内有多种多样的专业工程管线，因此，必须要进一步完善管线环境，保证管线可以正常、可靠运行，维护城市安全，实现城市稳步发展。

（2）要由专门的工作人员对综合管廊进行定期与不定期巡检和维护，要加强对管廊和管线的检查，保证其可以正常运行。因此，综合管廊的建设必须要做到以人为本。

（3）各类管线在综合管廊中共存，随着时间的不断推移，某一种管线就可能会出现事故，比如，管道泄漏等。一旦发生事故，就必须要采取有效的紧急处理措施，缩小事故范围，保证其他管线正常运行。

（4）随着综合管廊建设规模越来越大，管理难度日益增加。这就需要建立完善的综合管理系统，满足综合管廊日常管理需求，随时发现问题，随时解决，并做到有效预防，这样就可以保证综合管廊正常运行。通过上述要求可知，在设置监控与报警系统时，要加强对各类管线的监督和控制，一旦发现异常情况，就可以及时报警和处理；配合工作人员做好监督和管理工作，及时响应需求，提高管理水平。

4 综合管廊监控与报警系统设置内容

在综合管廊中设置监控与报警系统时，要考虑到系统的组成部分，保证每一个子系统功能完善。明确设置内容，完善监控与报警系统功能很有必要。

4.1 环境与设备监控系统

在综合管廊监控与报警系统中，环境与设备监控系统是非常重要的环节。这一系统主要是利用监测仪表对综合管廊进行实时监测，保证环境满足管线运行的要求。如果环境存在异常情况，监测仪表就可以及时发现问题，采取有效手段改变问题。比如，一旦环境产生有害气体，利用风机就可以自动将有害气体排除。环境与设备监控系统能够结合相关要求自动启动相关装置，保证环境及时达到要求后再关闭设备。

4.2 报警系统

报警系统主要是针对管线发生故障时所设置的报警装置。由于管线类型众多，报警系统可以迅速判定不同管线事故。利用探测器探测到事故后，就会采取有效的处理措施，避免事故范围进一步扩大，不影响其他管线正常运行。比如，如果监测到综合管廊内存在异常的液位，就要利用报警系统及时通知相关单位关闭阀门，这主要是对水管设置爆管液位开关而具备的功能。还有的电缆上会设置火灾探测器，一旦发现有火灾，就可以迅速启动灭火设备。报警系统适合处理可能导致环境破坏的事故。一般不涉及管线系统内部故障。

4.3 安防系统

在综合管廊中，安防系统是很重要的一环。综合管廊的安全与城市发展息息相关，是城市中重要的生命线，因此，设置安防系统可以保护综合管廊不会遭到破坏。安防系统可以及时对入侵行为进行报警，利用完善的视频进行监督，还可以对出入口进行严格的检查和控制，加大巡查力度，对人员进行精准定位。

4.4 通讯系统

在综合管廊中设置通讯系统，可以保证巡查人员与控制中心随时联系。由于综合管廊位于地下，是一个庞大的隧道空间，无线通讯技术在管廊中难以发挥作用，这就需要结合实际情况设置固定有线通讯和无线通讯内容。

5 智慧综合管廊监控与报警系统的统一

为了实现综合管廊正常运行，保证公共环境安全，加大对应急突发问题的迅速精准处理，满足日常管理需求，就要设置完善的监控与报警系统，实现各子系统统一管理。随着时代的不断发展，各种先进的技术陆续投入使用，如物联网技术、地理信息技术能够有效保证综合管廊安全运行。将这些技术应用在综合管廊之中，既可以发挥出各自功能，又可以实现多联动控制。每个系统虽然各自独立，但在运行时如果依旧不能统一管理，就会给管理造成较大的困难。对各大系统采取联动控制时，也会出现职能交叉、系统无法统一协调等问题。

综合管廊涉及到的部门、专业和单位较多，各参与方需明确职责，加强对内部管线的管理。在综合管廊和管线出设置监控系统，能够对综合管廊的公共环境与专业管线进行监控，还可以对整个管线系统进行管理与控制。因此，各单位需加强通讯，定期沟通，保证各管线正常运行。为了实现各系统之间正常沟通，加强系统之间协调配合，就要设置统一的管理平台，实现信息共享。为了进一步完善综合管廊监控与报警系统功能，就要通过这一统一平台实现与各管线单位的沟通与信息共享。

综合管廊的运行单位与专业单位的管理应有各自的侧重点，前者侧重综合管廊的公共环境，后者侧重管线。其实，不管是综合管廊的公共环境还是专业管线，每一个环节的管理均十分重要，而且需要给予同等重视。在管理平台中，需要将各个专业的管线信息及时上传和分享，并对综合管廊的环境及时分析。综合管廊的运行单位要利用平台对专业管线单位的信息进行搜集和整理，时刻关注关管线的运行情况，保证综合管廊公共环境信息保持最新，还要同步更新各项参数。专业管线公司需要为综合管廊运行单位提供所关注信息，及时对公共环境和专业管线信息情况上传和分享，一旦发现有异常情况，就要通知综合管廊运行单位，便于有效采取相应措施。

6 综合管廊安全

在工程领域中，智慧综合管廊的建设备受瞩目，其监控与报警系统的设置更是受到人们关注。综合管廊监控与报警系统的设置是为监督异常情况，预防事故发生。许多工程人员认为，综合管廊之所以会发生某些事故，主要是由于管线是以直埋方式进入到综合管廊之中，这样就会产生安全隐患，诱发各类事故，如天然气管道泄漏产生的爆炸事故。由于管线埋设会存在一定风险，就要在设计之初预防风险，设置完善的设备和系统。传统直埋方式产生的故障原因分析如下：

（1）因为道路发生不均匀沉降，管线会长期受到应力的作用；

（2）由于对道路进行野蛮施工，或者故障没有得到及时发现，从而酿成较大的事故。

为了提高综合管廊的安全系数，一般要在管线进入后加强对管廊的本体保护，还要定期进行巡查，从而及时发现问题，解决问题。由此可见，设置监控与报警系统能够改善环境，也是提高综合管廊安全性的基础。随着综合管廊技术水平不断提升，监控与报警系统装置也需要与时俱进，方可保证服务范围更加广泛，综合管廊安全得到进一步保证。

7 结束语

综上所述，为了有效提高智慧综合管廊的管理水平，就要加大技术投入力度，不断完善综合管廊工程。设置先进的监控与报警系统可以提高综合管廊的运行质量，减少问题发生，及时将故障扼杀在摇篮里，避免造成更大的事故。随着技术的不断发展，综合管廊的功能日益强大，能够容纳的管线类型亦在不断增多。随着综合管廊建设规模不断扩大，人们的需求将会陆续得到满足。为了进一步发展智慧城市，有必要开展智慧综合管廊建设，并设置功能完善的监控与报警系统，辅助工作人员做好各项管理工作，提高综合廊运行质量。