数字化园区地下综合管廊管理系统

　　本文以数字化中关村西区为例，阐述了数字化园区应用管理平台上的地下综合管廊管理系统，该系统是数字化园区的重要组成部分。
　　一、中关村西区地下综合管廊概述
　　园区建设实际上是一个城市功能区的建设，作为城市功能区基础设施综合管线的建设及运行管理，是一个非常复杂的问题。中关村西区建设了1.9公里长的地下综合管廊并与园区内的各建筑物相连，将园区电力、电信、上水、天燃气、热力、冷水、中水等各种主管线敷设在地下综合管廊内。这种建设方式即便于各种管线的施工及运行管理，又避免了各种管线采用暗埋方式造成园区已经建成的道路反复开挖的弊病。同时，也为使用现代化手段对园区地下综合管网进行管理提供了有力的条件。
　　二、地下综合管廊智能化管理系统
　　地下综合管廊的智能化管理系统基于GIS的可视化综合集成平台，是数字化园区核心应用系统的一个重要组成部分。该系统能够及时对管廊内环境及各种主管线运行的数据进行显示、分析、更新、维护、统计，为地下综合管廊内环境情况、各种主管线的运行情况提供了准确信息和动态管理的数据。
　　该系统中的领导辅助决策子系统，为园区应急指挥系统对地下综合管廊突发事件的处置提供了决策的依据；消防系统、安全防范系统及自动控制系统对管廊及各种管线的安全运行及管理提供了技术保证。
　　2.1地下综合管廊管理系统数据库
　　该数据库包含了地下综合管廊图形数据及属性数据、各种主管线图形数据及属性数据、地下综合管廊及综合管线运行管理数据、自动控制及采样数据、政府及各专业公司相关管理数据。数据流程图如下图所示：
　　
　　图－1地下综合管廊智能化管理系统数据流程
　　
　　2.2总体结构
　　系统基于GIS空间可视化综合集成平台和数据库管理系统，实现对园区地下综合管廊及各种综合管线的管理，其总体结构图如下：
　　
　　图－2园区地下综合管廊管理系统总体结构
　　
　　2.3各子系统功能
　　1、安全管理子系统
　　该系统负责对数据库、系统使用及正常运行的安全管理，其功能包括完成数据库的用户密码确定及修改、管理人员对管理系统的操作权限分配、网络运行的安全保证、与综合管线权属专业管理公司接口的安全保证等。
　　2、数据管理子系统
　　该子系统主要完成对各种数据及数据结构进行定义或选择，可以生成系统中各种属性数据初始表。
　　3、数据维护子系统
　　该子系统主要完成主/支管廊及各主管线的各种图形数据和属性数据的数据转换（转入与转出）、数据的修改编辑（含运行管理等数据）；完成数据的维护管理及系统参数的配置。
　　4、主/支管廊地形数据管理子系统
　　该子系统主要完成系统中基础数据的数据转换（不同格式的图形数据的转换）、数据编辑（图形数据和文本数据的输入、编辑）、数据管理（图形的查询、统计、生成新图以及图形输出）、数据维护（系统资源数据的管理）。
　　5、主/支管廊管理子系统
　　1）快速检索定位：根据主/支管廊名称、专业图名称、道路名称等完成检索定位。
　　2）管廊查询：可对任意位置的主/支管廊进行属性查询、条件组合查询、图形到属性和属性到图形的查询等。属性信息包括：
　　（1）主管廊用途、结构、平面位置、标高、出入口等信息；
　　（2）支管廊用途、结构、平面位置、标高、与园区各建筑物相连位置等信息；
　　（3）主管廊与支管廊交接平面位置、标高等信息；
　　（4）管廊设于地面的排送风亭、检修口信息；各专业管廊内通风口、积水井信息；由支管廊引出的供园区各建筑的消火栓井位置信息；
　　（5）管廊配电室、排送风机房、配电箱（柜）、温湿度检测设备、消防报警设备及安防设备位置信息；
　　（6）由各支管廊引出的供园区各建筑地块的天燃气阀井位置信息；
　　3）专业图的调用：系统具有地下综合管廊图库，可根据需求显示建筑图，如地形图、平面图、纵剖面图、立面图等，并能够将建筑图与图库中的其他图形数据叠加处理显示。
　　4）图形和报表输出：系统可以制作各种表报及绘制直方图或饼图。
　　6、各主管线管理子系统
　　1）管线查询：可对任意位置的主/支管廊内的管线进行属性查询、条件组合查询、图形到属性和属性到图形的查询。不同类型管线属性信息包括：
　　（1）支管廊引出至园区各建筑地块的天燃气阀井参数；
　　（2）自来水、热力管线送至园区各建筑的主阀门及计量表参数；
　　（3）各种管线用途、管经、规格、型号、材料、安装方式等；
　　（4）各种管线起始位置、与各建筑物的连接情况等参数；
　　（5）各种管线与园区外城市主干线的连接情况（包括：井位、阀门参数、管经等）；
　　2）管线统计：可进行区域统计、分组条件统计以及分类统计各种管线的长度、附属点的个数等。
　　3）专业图的调用：系统具有主管廊内各种类型管线图库，可根据需求显示地下综合管廊主管廊内各种管线图，如平面图、带状图、纵剖面图和任意位置管线的横剖面图，并能够将上述各类管线图和地下综合管廊地形图数据叠加处理显示。
　　4）图形和报表输出：可以制作各种表报及绘制直方图或饼图。
　　7、地下综合管廊安全防范子系统
　　1）闭路电视监控系统：在地下综合管廊的个专业主管廊安装监控摄像头。
　　2）门禁系统：在地下综合管廊各出入口及主要设备机房安装了门禁管理系统。
　　3）出入口监控系统：在地下综合管廊的各出入口及检修口安装了微波红外线双监探测器以及摄像头，监控各种非法入侵。
　　8、地下综合管廊消防报警子系统
　　1）天燃气浓度报警系统
　　该系统为智能型四总线制天燃气浓度报警系统。在天燃气主/支管廊安装天燃气探测器，当探测到空气中的可燃气体并当浓度值达到预先设定的报警值时，系统报警并联动送排风系统动作，以及联动切断非消防电源。系统主要技术性能如下：
　　（1）探测器防爆等级：dllCT6
　　（2）检测原理：载体催化式（接触燃烧式）
　　（3）检测范围：0-99%LEL
　　（4）报警设置点：采用高、低限报警二级设定，报警低限设定为25％LEL,报警高限设定为40％LEL
　　2）消防报警系统
　　在电力及通信主/支管廊内的电缆支架上的各类电缆上敷设感温电缆，当电缆温度达到报警设定值时，系统报警并联动送排风系统动作、联动切断非消防电源以及电力和通信系统采取相应措施。
　　在所有主/支管廊内安装手动报警按按钮、声光报警器、应急通信系统、警笛及紧急广播系统。
　　9、地下综合管廊自动控制子系统
　　1）管廊送排风系统控制
　　（1）平时送排风：按日常通风设定，控制送排风机定时运行；
　　（2）事故状态时：切换至事故通风运行状态，主/支管廊需达到每小时不少于15次的通风换气次数；
　　2）各主、支管廊的温湿度的自动监测；
　　3）照明及动力电的节能控制；
　　4）热力、自来水管路上的阀门监控；
　　5）综合管廊积水坑、排水泵监控。
　　10、远程抄表子系统
　　该子系统是园区各建筑对政府管理公司缴费的一级表远传计量。
　　1）系统说明
　　（1）该系统采用基于LONWORK网络的通信控制总线系统，为园区各建筑物设置抄表控制模块，用于对各表提供的脉冲信号做现场的累加和处理。
　　（2）信号源输出脉冲信号，数据采集器记录数据，所记录的数据供抄表主机读取。在读取数据时，抄表主机根据实际管辖用户表的容量，依次对所有数据采集器发出抄表指令，当采集器确认接收指令正确无误后，立即将该采集器记录的用户表数据向抄表主机发送。
　　（3）在园区控制中心设置远程抄表控制设备，通过LONWORK网络接收和记录各用户表的数值。
　　（4）控制中心的远程抄表控制设备对抄表主机进行控制及管理，包括对抄表主机内所有环境参数进行设置、控制抄表主机的数据采集、读取抄表主机内的数据及进行必要的数据统计管理。
　　（5）系统具有用户信息数据库及网络信息数据库，同时具有网络安装、网络维护、监控等功能，并通过专业的软件系统实现数据的记录、查询和打印等功能。
　　2）用户信息数据库功能
　　（1）实时查询：可实时查询每个用户的水、电、气等表的读数。
　　（2）自动计费：系统可对各项财务参数、计费方式等进行设置；对水、电、气用量进行统计；自动计算各用户应交纳的费用，实现收费单的打印。
　　（3）用户管理：实现用户信息增、减及修改等。
　　（4）建立用户资料库
　　资料库包含建筑物名称或用户单位名称、用户密码、计量表的类型和各个表的初始值数量等信息，根据需要可以对上述资料进行修改或取消。
　　（5）用户资料查询
　　可以通过系统查询用户的地址、单位名称、上月份和本月份以及年度使用量和分别应缴纳的金额数目，还可以显示用户付费情况和抄表时间表。
　　11、综合管廊联动控制子系统
　　基于GIS的可视化综合集成管理平台与各系统联动。
　　1）联动门禁系统：自动开启电子锁，保证各出入口的通畅；
　　2）联动闭路监控系统：调动摄像头、切换控制中心大屏幕上的图像画面；
　　3）联动送排风机、排烟风机、排烟阀、排风阀、地面风亭电动进风口：根据突发事件/事故的类型及处置特点，进行现场事故通风、换风，或关闭通风；
　　4）电动切断阀：关闭上水及热力主管线阀门，天燃气主管线的主控制阀由燃气集团的控制室控制切断。
　　5）切断非消防电源：切断非消防电源，避免事故通过供电系统进一步扩大。
　　6）联动排水系统：冷、热水管廊发生突发事件，立即启动排水系统。
　　7）启动紧急广播、警铃：启动紧急广播及警铃，通知地下综合管廊内的现场人员迅速撤离；
　　8）启动应急通信系统：总控制室与现场处理或事故救援人员进行通信联络；
　　9）联动公安、消防、天燃气、热力及自来水等各专业管理公司统一行动。
　　12、领导辅助决策子系统
　　该系统主要完成管线的模拟运行、管线数据的统计分析、管廊环境实时参数显示、管廊及各种管线突发事件发生时应急预案的启动等，为地下综合管廊管理者提供决策信息及技术支持。
　　1）统计分析：主要对各种管线的相关参数按照管理者的要求、目的与限制条件进行统计分析，输出直方图或饼图等。
　　2）管廊环境实时参数显示：能直观了解地下综合管廊运行环境的各种参数，以便实时了解管廊的运行环境及安全保障情况。
　　3）突发事件状态处理功能：通过该系统建立地下综合管廊应对各种突发事件的分析模型和各种应急预案。当发生突发事件时，及时定位位置或区域，根据事件类型、程度等启动相应应急处理预案，绘制突发事件分析图，处理完毕后打印相关报表及报告。
　　
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