安科瑞 鮑靜君

　　摘要：介紹了綜合管廊的特點、基本需求，分析了綜合管廊監控與報警系統的設置原則，闡述了綜合管廊統一管理平臺的功能需求。提出監控與報警系統保證了綜合管廊的安全運行，綜合管廊統一管理平臺協調綜合管廊內部監控與報警系統的各子系統，與各管線單位實現信息互通。

　　關鍵詞: 綜合管廊；監控與報警系統：統一管理平臺；安全性

　　引言

　　目前，綜合管廊在我國正在進行較大規模的建設。綜合管廊是指建設于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構筑物及附屬系統，實現對各種專、工程管線統一規劃、集中設置、共同維護，提高專業工程管線的安全性和地下空間利用率，節約管線用地。為保證綜合管廊的安全運行，有必要在綜合管廊內建設現代化監控與報警系統，借助多種自動化、信息化技術，能夠有效地提升綜合管廊的運行管理水平。

　　本文對綜合管廊監控與報警系統的關鍵問題進行淪述，介紹了綜合管廊監控與報警系統設置原則，并分析了統一管理平臺功能需求。

　　1監控與報警系統的對象

　　在綜合管廊內設置監控與報警系統時，需明確綜合管廊監控與報警系統的對象。綜合管廊由本體公共環境及入廊專業工程管線組成，提供良好的公共環境是敷設各專業工程管線的基礎。因此，綜合管廊公共環境是綜合管廊監控與報警的對象，但入廊專業工程管線是否納入綜合管廊監控與報警系統還存在不確定性。為了明確該問題，可從專業工程管線系統、敷設方式、管理模進行綜合考慮。

　　（1)專業工程管線系統。專業工程管線從起點、經過中間設施、到用戶是完整的系統。對于給水管，制水廠、中間加壓泵站、輸水管線等足完整的系統；對于電力電纜，發電廠、升降壓變電站、輸配電線路等是完整的系統。綜合管廊的布局無法對城市道路進行全覆蓋，因此進入綜合管廊的管線僅是整個專業工程管線系統的一部分。

　　(2)管線敷設方式。各專業工程管線存在直埋、管溝、架空等各種敷設方式。對于專業工程管線，綜合管廊只是一種不同于傳統的敷設方式。

　　(3)管線管理模式。專業管線全系統應是完整的系統。如果入廊的專業管線由綜合管廊的監控與報警系統進行管理，管廊外管線由專業工程管線公司的控制系統進行管理，顯然是把完整的系統分成兩部分。

　　綜上所述，為了管線單位能根據工況對管線系統進行統一調度，管線發生事故時能在管線全系統層面進行處置，人廊專業工程管線應納入管線管理單位的監控與報警系統。綜合管廊作為容納多種管線的公共空間，運行單位應為管線提供良好的公共環境。因此，綜合管廊的監控與報警系統的對象應是綜合管廊的公共環境，且不包括入廊專業工程管線。國辦發[2015]61號《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》中明確“地下綜合管廊本體及附屬設施管理由地下綜合管廊建設運行單位負責，入廊管線的設施維護及日常管理由管線單位負責”。需要說明的是，專業工程管線人廊后可能會發生一些事故，對綜合管廊的公共環境造成破壞，如水管爆管、天然氣管道泄漏等，這部分管線事故應納入綜合管廊的監控與報警系統對象。專業工程管線的各種狀態納入綜合管廊監控與報警系統的原則是該狀態是否對綜合管廊的公共環境造成影響。此外，也不排除當綜合管廊規模較小，管線單位與綜合管廊運行單位達成協議，在管線公司授權下，專業管線可納人綜合管廊監控報警系統的對象范圍進行委托管理。

　　2 綜合管廊的基本特點

　　在研究綜合管廊監控與報警系統設置前，需分析綜合臀廊的基本特點。GB 50838-2015《城市綜合管廊工程技術規范》 將綜合管廊定義為建設于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構筑物及附屬系統，因此綜合管廊主要是管線公共空間、綜合管廊主要有如下基本特點：

　　(1)公用隧道空間。綜合管廊設置在地下隧道空間。地下隧道空間的環境有一定的特殊

　　性(易積水或產牛一些有害氣體等)，故綜合管廊與監控報警系統應管控。公共空問即是在隧道空間容納多種專業工程管線。

　　(2)城市生命線。納入綜合管廊的專業工程管線有很大一部分是主干管線，如主干水管、35kV以上高壓輸電線路。這些管線的服務范圍是一個或若干個區域，如果容納這些管線的綜合管廊發生事故，管線停運造成的影響非常大。因此，綜合管廊對城市的安全運行至關重要。須適當地提高綜合管廊監控與報警系統標準。

　　(3)少人場所。綜合管廊內平時處于無人狀態，且進入綜合管廊的人員是專業檢修維護人員。因此，綜合管廊內設置的監控與報警系統不應套用公共建筑物相關系統，應暈點考慮管線的安全運行，并兼顧必要的人員保護措施。

　　3 綜合管廊的基本需求

　　(1)管線環境需求。綜合管廊內敷設了多種城市專業工程管線，對城市的安全運行至關重

　　要、因此，為綜合管廊內管線提供良好的運行環境是綜合管廊的首要需求。

　　(2)人員環境需求。綜合管廊內定期會有專業人員對管廊進行巡檢，不定期有安裝維修人員進入管廊對管廊及管線進行維護檢修，閑此為人員創造合適的環境是綜合管廊的基本需求之一。

　　(3)緊急處理需求。綜合管廊是各類管線的公共環境，專業工程管線往綜合管廊存在事故的可能性，如水管爆裂、天然氣管道泄漏等。因此，綜合管廊須具備對危及公共環境及其他管線的各類管線事故進行報警及緊急聯動處理的功能，當管線發生事故時，及時發現事故、縮小事故范圍、保護其他正常運行管線不受影響。

　　(4)日常管理需求。綜合管廊規模越來越大，且管廊中容納多種管線。因此，綜合管廊運行管理難度較大，需建立一個自動化、信息化管理系統，提升綜合管廊的管理水平，更好地服務于綜合管廊日常運行。

　　正是由于綜合管廊的這些基本需求，綜合管廊需要配置監控與報警系統，而監控與報警系統的設置需要緊密圍繞這些基本需求。

　　4 綜合管廊監控與報警系統的設置原則

　　為了滿足綜合管廊的基本需求，監控與報警系統設置環境與設備監控系統、安防系統、報警系統、通信系統等子系統。子系統與綜合管廊的需求對應關系如圖1所示。

　　(1)環境與設備監控系統。環境與設備監控系統通過在綜合管廊內沒置一系列監測儀表，對綜合管廊的公共環境進行實時監測，當環境不能滿足管線運行要求、人員進入要求時，自動啟動相關，使環境恢復到正常狀態。當環境內產生有害氣體時，啟動風機排除有害氣體等。

　　(2)安防系統。綜合管廊要設置安防系統，防止非法人員對綜合管廊進行破壞，這也是日常管控的需求。安防系統包括入侵報警系統、視頻系統、出入口控制系統、巡查系統、人員定位系統等，具體選擇哪種系統，需根據綜合管廊的規模、重要程度及管理要求綜合確定。

　　(3)報警系統。根據各類管線事故時特點，報警系統相應設置一些探測器，當探測器監測到管線事故及時采取措施，快速處理管線事故，避免影響其他正常運行管線。水管設置管液位檢測裝置，一旦監測到管廊內存在非正常液位，通知管線單位關閉相關閥門；電纜設置火災探測器，一旦探測到電纜火災，快速啟動滅火設備。應明確的是，管線事故是指對綜合管廊公共環境造成破壞的事故，不包括管線系統內部的故障，如電力停電、水管停水、通信中斷等。

　　(4)通信系統。綜合管廊是地下長距離隧道空間，公共無線通信手段在綜合管廊內無法實現管廊內外通信，且綜合管廊運行管理存住巡檢人員與控制中心的通信需求，因此可根據實際需求選擇設置有線通信、無線通信等小同通信手段。

　　5 綜合管廊統一管理平臺

　　為了滿足綜合管廊的環境管控、應急處置、日常管理的需求，在綜合管廊內設置了環境與設備監控系統、安全防范系統等系統。近年來，物聯網、建筑信息模型(BIM)、地理信息系統(GIS)等新技術的發展非常迅速，隨著綜合管廊管理運行要求的提升，這些新技術、新系統可能會引入綜合管廊。因此，在綜合管廊內會存在各種不同功能的系統，這些系統完成相關監控功能的同時又存在較多聯動控制，如各系統均自成系統，獨立運行，但給運行管理帶來一定難度；且各系統之間存在較多復雜、交叉的聯動控制，不利于形成統一協調的聯動控制，并為后續的功能擴展帶來難度。

　　綜合管廊是綜合管廊運行管理單位與各專業管線共同參與管理的特殊場所。綜合管廊及各專業管線均設有監控系統，對綜合管廊的公共環境進行管控，專業管線監控系統對包括入廊管線在內的整個管線系統進行管控。因此，綜合管廊運行單位與各專業管線單位存在管理上的交叉，就需要綜合管廊與各管線單位能夠相互通信，實現功能交叉管埋功能。

　　為了在綜合管廊內部監控與報警系統的各子系統之間相互協調，統一與各管線單位進行通信，實現信息互通，就需要設置綜合管廊統一管理平臺。對內，綜合管廊監控與報警系統的各子系統集成為相互關聯和協調的綜合系統；對外，監控與報警系統的各子系統通過統一管平臺與各管線單位實現信息互通。

　　統一管理平臺系統框架如圖所示。綜合管廊運行管理單位與專業管線單位的管理各有側重，綜合管理運行單位對綜合箭廊公共環境進行管控， 專業管線單位對專業管線進行管控，各專業管線敷設于綜合管廊，使綜合管廊本體與各專業管線共同組成綜合管廊環境，兩者密不可分。因此，綜合管廊及支各管線公司的管理平臺需要互通必要的綜合管廊本體及專業管線運行信息。綜合管廊運行單位需要通過統一平臺將專業管線單位關注的影響劍管線安全運行的綜合管廊環境信息與專業管線單位共享，如綜合管廊內的溫度、濕度等，必要時可包括視頻圖像信號。專業管線公司需要將綜合管廊運行單位關注的影響綜合管廊公共環境安全的專業管線信息與綜合管廊運行單位共享，如電力電纜溫度過高、水管爆管等信號，便于綜合管廊管理運行單位采用必要措施。

　　因此，從系統集成、交叉管理需求及信息化發展趨勢出發，綜合管廊有必要設置統一管理平臺。

　　6 綜合管廊內管線的安全性

　　目前，綜合管廊已成為較熱門的工程領域，工程相關人員對綜合管廊進行了大量技術探討，特別是對綜合管廊的安全性。基于綜合管廊城市生命線的屬性和管線存在交叉事故的風險，在工程設計中要設置大量相關設備、系統，造成相關監控與報警系統較龐大，給后期運行維護帶來困難。

　　傳統管線直埋于道路下方，發生事故主要由于以下原因：長期承受不期望的壓力；道路野蠻施工；小故障無法被發現，慢慢發展成大事故等。

　　當管線進入綜合管廊后，管線由堅固的管廊本體進行保護，并且定期有專業人員進行巡檢，及時發現并處理一些隱患。因此，綜合管廊需要進行報警系統設計，且在管線事故發生概率和事故造成的影響之間找到平衡。

　　7 安科瑞綜合管廊產品介紹

　　針對以上管廊環境與設備監控系統及電纜火災報警系統，安科瑞有對應的電力儀表及火災監控系統。

　　7.1 管廊環境與設備監控系統（0.4kV動力箱/動力柜）

　　產品選型

7.2 管廊火災監控系統選型

　　產品選型

　　注：地下管廊使用的動力箱/柜符合管廊相關標準，防護等級達IP65

　　ARCM剩余電流式電氣火災監控裝置安裝在0.4kV低壓配電系統中，用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統中的剩余電流、溫度等電氣參數，從而預防火災的發生。當被保護線路中監控裝置參數超過報警設定值時，能發生報警和控制信號，以便解決剩余電流引起的電氣火災隱患。產品采用RS485總線進行通訊，可以與其它監控報警器、監控單元或監控主機聯合組成火災監控系統，可根據用戶需要選擇集中總線型的信息管理模式或功能分區型的信息管理模式。

　　技術參數

　　8 結 語

　　本文闡述了綜合管廊的特點、基本需求，介紹了綜合管廊監控與報警系統的設置原則，分析了統一管理平臺的功能需求。綜合管廊監控與報警系統的技術及合理程度直接影響綜合管廊的運行管理水平。目前，綜合管廊監控與報警系統設計還處于起步摸索階段，已建成投運的綜合管廊數量有限，且主要容納電力、通信、水管等少量管線。