浅谈机械自动化控制系统在城市综合管廊中的应用

刘振虹 王文

摘 要：近年来，随着城市快速发展，地下管线建设规模不足、管理水平不高等 问题凸现，一些城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件，严 重影响了人民群众生命财产安全和城市运行秩序。因此，本文以此背景为基础，浅谈城市综合管廊自动化控制系统的组成及其实现方式。

关键词：自动化;综合管廊;控制系统

引言：城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广 播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命 线”。传统的城市地下管线各自为政地敷设在道路的浅层空间内，因管线增容扩 容不但造成了“拉链路”现象，而且导致了管线事故频发，极大地影响了城市 的安全运行。目前，我国城镇化进程十分迅速。为提升管线建设水平，保障市 政管线的安全运行，有必要采用新的管线敷设方式——综合管廊。

1 系统概述

综合管廊工程是指在城市道路下面建造一个市政共用隧道，将电力、通信、 供水、燃气等多种市政管线集中在一体，实行“统一规划、统一建设、统一管理”，以做到地下空间的综合利用和资源的共享。

2 管廊自动控制系统

自动控制系统以实现现场无人值守为目标，分为控制中心集中监控管理和现场控制站。 控制中心主要设备：中央监控服务器、中控操作站，数据库服务 器、DLP 组合式背投、HTR 应急电话广播调度系统等。

3 管廊系统组成

该系统主要由电气系统、通风系统、排水系统、弱电系统组成。其中电气系统包括供配电系统、照明系统等。弱电系统包括设备监控系统、火灾报警系统、安防系统、电话系统等。

3.1 管廊消防系统

综合管廊内，设置每个防火分区不超过200米，每个防火分区设置防火墙，防火墙上设置火灾时能自动关闭的甲级防火门进行火隔断，每个防火分区内设置一个紧急出入口。综合管廊内的管线主要包括电力电缆、通信电缆及配水管等多种市政管线，根据综合管廊火灾原因分析电力电缆是较容易产生火灾的对象，因此在仓内设置S型溶胶灭火系统。

3.2 管廊通风系统

地下管廊通风系统设置可以保证管廊内电缆散发的热量能及时排出并为检修人员提供适量的新鲜空气。以及管廊内发生火灾时，能有助于控制火势蔓延和人员疏散。综合管廊主要采用机械通风方式，机械通风增加了通风分区的长度，减少进、排风竖井的数量。机械通风风机安置在管廊专用节点通风口处，不会占用管廊标准段的净高。通风面积结合管廊断面尺寸确定，不超过200米设置一风井，风孔能强制排风排烟。

3.3 管廊电话广播调度系统

地下管廊短则几公里，长则数十公里，为了充分保障管廊内巡检人员的正常通讯，需要配置应急电话广播调度系统，实现有线、无线通信调度，应急广 播功能。

3.4 管廊环境监测系统及功能

地下管廊装有各种线。信号线、热力管、燃气管、电信管道、给水管道、电力管道等等，是一个多钟信号与传输对象交汇的场所，为充分保障管廊内环境安全，需要对其内部环境进行监测，以达到实时、自动监控地下管廊内的环境，其重要性不言而喻。所以环境监测系统主要涉及到了管廊内的温湿度、燃气泄漏、火险、有害气体、积水监测等。主要具体实施是通过在地下管廊配置相应的传感器和报警器，并通过通信将监测信号从投料口引出到地面上，并通过无线通信（GPRS）传输到监控中心，通过配套的综合管理软件对数据进行分析。通过软件对每个测定的地理位置、测量值或工作状态进行连续采集，如出现异常，系统会自动生成报警（声光报警、短信报警、邮件报警可选），第一时间通知到相关人员，将可能出现的险情消灭在萌芽状态，避免造成大的经济损失及影响管涵的正常工作。

3.5 管廊的智能照明控制系统

针对以往城市综合管廊现状，对比传统照明控制模式来看，目前管廊要么无灯，检查时检查员或机器人自带照明设备;要么管廊内设置照明设备，为常开状态，以便有人进入进行检查;采用这两种方式均没法对照明设备进行有效调节。而管廊智能照明控制系统，可以提供一种自动调控管廊灯光的方法。该智能照明控制系统包括控制模块、照明设备组、声音传感器、图像采集模块、图像识别模块、监控中心;主要原理是通过声音信号唤醒系统，并通过采集图像并识别的方式，选取合适的模式对灯光进行控制，更智能化，更适应不同的场景;同时人体巡检模式能够通过声音来调控灯光，使调控方法更为简单。

3.6 管廊视频监控系统

管廊视频监控系统通过可视化平台，集成管廊所在区域的地图、影像及地形数据，加载每一个地理区域中的管廊、管线以及各附属设施系统中的设备、仪表等数据，定义对各个系统的观察角度。管廊视频监控系统在管廊的出入口、通风口、门禁等关键部位安装摄像头进行视频监控，在可视化平台中将摄像头模型与对应的视频监控数据相关联，实时显示当前的监控情况，并加载和显示影像和数据，对管廊主题、管线、设备、仪表等三维模型数据进行显示、编辑和存储。系统对综合管廊各舱室中的管段、线缆、设备、仪表灯进行统一管理，标示设备类型，维护和查询各种的基础信息，对设备的完好率、故障率进行统计分析，制定并严格执行设备的检修计划。巡检人员可根据巡检计划对综合管廊内的管道、线缆、设备等进行巡检，巡检人员通过手持终端将巡检中发现的异常情况实时上报到系统中。

3.7 管廊安防系統

安防系统包含视频监控、红外入侵报警、门禁出入口控制、电子巡查等功能。本系统设计中可以将管廊环境数据提供给安防系统，便于在管廊入口处的门禁设备上显示管廊环境信息，为巡检、维修人员进入管廊提供安全确认数据。同时一旦安防系统产生报警，可在监控中心大屏幕上看到报警详细位置并引发声光报警，并联动视频系统。

结束语

综合管廊自动化控制系统是城市基础设施建设发展的新方向，是城市地下 空间开发的重要形式之一。它作为一种集约化、可持续性的管线敷设方式，通 过合理利用城市用地，综合确定城市工程管线在城市地上、地下空间位置，避 免工程管线之间及其相关建筑物相互干扰，为各管线工程的规划管理提供了依据。将城市基础设施控制整合于一个系统，便于进行集中实时监控、管理、检 修、日常维护等，提高了城市管理效率，减少了人力、财力、物力的巨大浪费，促进城市不断向着现代化、智能化方向发展。

参考文献：

[1]姚海波，尹力文.城市综合管廊工程[M].中国：建材工业出版社，2020.6-58.

[2]孙国华.电气自动化控制系统的设计[J].科技创新与应用.2012（21）

（1.沈阳天久信息技术工程有限公司，辽宁 沈阳 110000;2.沈阳北方建设股份有限公司，辽宁 沈阳 110000）