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一、特征表述

I. 綜合管廊計算機綜合監控系統是城市管理發展和綜合管廊建設的必然需求；

II. 綜合管廊監控系統系統應具有數字化、網絡化、集成化、智能化、和可視化的現代工業監控系統的特點；

III.綜合管廊監控系統宜采用分層分布式網絡結構，綜合管廊監控系統應以電纜運行狀況的實時監測為主要任務，同時兼顧對管廊環境、輔助設施和管廊安全防范的監測和監控；

IV. 現場各類信息的采集應以數字傳感技術為首選方案，注重統一信息庫的建立和信息的高度共享；

V. 在信息共享和有效通信的基礎上，監控系統應在現場層和管理層不同程度地實現系統性的協調控制能力；

VI. 在系統的管理控制終端，應積極采用視頻圖像監視技術、電子地圖技術以提供的綜合智能控制手段、建立友善的人機交互界面。

二、舉例管廊項目概況

某綜合管廊長1560米，設置9個防火分區管廊溫濕度，設置有6處自然進風口，14處強排風口，每處強排風口設置排風機1臺，集水坑13處。

項目位置全景圖

管廊截面圖

綜合管廊需監測管廊環境溫濕度、氣體、集水水位，實現對通風設備、排水泵、電氣設備、消防泵等設備運行狀態檢測和控制。

管廊內設置視頻安防監控制系統與入侵報警系統。

管廊內設置離線式巡查系統。

管廊內設置電纜本體/接頭溫度監測系統。

管廊內設置運行電流/護層環監測系統。

管廊內設置火災監測系統及消防聯動系統。

三、系統綜合監測設計方案

管廊綜合監測系統設計采用光纖通訊作為主要通訊傳輸介質管廊溫濕度，為除消防系統以外的其他系統提供通訊鏈路（消防采用專用總線通訊）。

整個綜合監測系統分別設置以下子系統：通訊子系統、環境監測子系統、安防子系統、巡查子系統、DTS電纜測溫子系統、運行電流/護層環監測子系統、火災監測及消防聯動系統。

系統拓撲圖

3.1 通訊子系統

傳輸主干網由1臺核心交換機和10臺工業級交換機組成環網。核心交換機設置4個千兆光口和24個千兆以太網端口；環網交換機具有兩路單模單纖通訊模塊臭氧檢測儀，不少于6個千兆電口，網絡自愈時間小于20ms。

3.2 PLC監控子系統

管廊平均180米設置有一個防火分區，共設置了9個防火分區，在每個防火分區，設置一臺區域控制箱管廊溫濕度，每個區域控制箱配置一臺工業PLC控制器，PLC制器具有2路10/100M快速以太網口，8個IO擴展槽，每個控制器配置16路AI輸入，16路DI輸入，8路繼電器輸出。

3.3 環境監控子系統

3.3.1 氣體監測

由于管廊是位于地下的封閉空間，管廊內有時會郁積有害氣體，不但影響電纜設備的安全管廊溫濕度，更會威脅到維護人員的生命安全。管廊內氣體含量的實時監控主要包括對異常含量氣體信息采集，數據傳遞，服務器分析并報警，異常氣體位置定位，有針對性啟動通風裝置，監控設備效果評估等多個過程。另外，當運行人員需要進入管廊前，同樣需要對管廊內易燃易爆、有毒性氣體和氧氣含量等空氣質量數據進行檢測、評估柴油報警器，并進行必要的通風換氣。

通常在管廊中需要監測的氣體主要包括氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷和硫化氫。因此在每一個分區環境監測系統中需要包含這五種傳感器。

3.3.2 溫濕度監測

管廊正常運行中的電力電纜為了滿足電網載流量及其自身正常運行的要求，對于其電力管廊內的空氣溫濕度有一定的要求。管廊正常環境溫度一般在-10℃～38℃之間，在正常溫度范圍內通常利用自然通風換氣即可完成熱量交換過程。當管廊內空氣溫度超過40℃時，監控系統就應及時啟動風機等通風設備，強制管廊與外界進行熱交換以降低管廊內溫度。

3.3.3 積水監測

長期運行的綜合管廊會因結構滲漏、地下水倒灌和接口封堵不利等多種原因引起管廊內積水，積水的產生不但會增加管廊內空氣的濕度，腐蝕管廊內的電氣設備，更會加快電纜絕緣的老化速度，因此一旦發現積水水位越限就應啟動各類排水設施及時排除積水。管廊監控系統通過管廊現場設置的水位傳感器檢測現場積水程度，并通過管理控制終端實現對管廊排水系統的狀態監視和啟?？刂?。

由于靜壓投入式液位變送器具有穩定性好的特點，在整個允許工作溫度范圍內低于0.3%F.S.系統采用投入式液位傳感器監測水位。

3.3.4 管廊排風/排水監測系統

綜合管廊監控系統可根據環境溫度，空氣質量等與管廊內風機進行聯動控制。其中，綜合管廊內通風設置通風系統主要解決以下4個問題：

1) 排熱工況：排除管廊內的發熱量，同時滿足運營不超過40℃的要求而進行必要的通風；

2) 巡視工況：為了方便運營維護人員到管廊內巡視及維修，需使管廊內空氣質量滿足勞動衛生要求而進行的通風；

3) 換氣工況：為維持管廊內的基本空氣品質，排除管廊內的異昧而進行的通風；

4) 災后通風：當管廊內發生火災，采取隔絕滅火的方式，人工確認火災熄滅后，為排除管廊內煙氣進行的通風。

給排水控制系統的功能主要有以下5個方面。

1) 對工作井泵組以及積水井水位狀況的數據進行收集，對設備工況進行監視。

2) 根據檢測到的水位情況，控制管廊的水泵系統，保證水位在正常的運營范圍內。

3) 水泵啟停保護功能：防止失誤操作對水泵的壽命影響。

4) 在線分析功能：一旦出現水位險情趨勢及時報警提醒。

3.3.5 系統控制策略

綜合管廊通風系統的運行以管廊內環境溫度為控制點，通過設置的溫濕度傳感器實時測得管廊內環境溫度。通過設定風機的啟停來控制溫度，進行合理模式通風工況的選擇。結合前述幾種運行工況并結合當地室外氣象條件、年運營費用等因素進行設定啟停控制溫度管廊溫濕度，給出一個經濟合理的范圍值。萬順華科技推薦風機控制策略如下：

1) 排熱工況：當管廊內溫度>37℃時，自動開啟風機運行；當管廊內溫度≤33℃時停機；

2) 巡視工況：當管廊內溫度>33℃時，自動打開風機運行；當管廊內溫度≤28℃時停機；

3) 換氣工況：在每天0:00時進行判斷，若全天內管廊內該通風區段未達到風機的啟動溫度，一直處于停機狀態，則開啟風機對管廊進行通風換氣；

4) 災后通風：當管廊內某段發生火災時，則立即自動關閉全部風機和聯鎖電動防火閥，通風系統的風機應與火災探測器聯鎖。管廊火災因缺氧而熄滅，待事故完畢，人工確認后，開啟風機及聯鎖電動防火閥，進行災后通風，排出廢氣。

綜合管廊水泵控制是依照集水井的水位變化進行操控。推薦水泵控制策略如下：

? 當管廊中集水坑水位高于報警限值（宜為集水坑水位80%）時，在10秒內啟動相應水泵排水；

? 當管廊中集水坑水位高于預警限值（宜為集水坑水位60%）時、在30秒內發出預警信息；

? 當管廊中集水坑水位低于正常限值（宜為集水坑水位40%）時，在30秒內啟動相應水泵停止排水。

排風/排水監測采集控制接口由PLC提供，風機、水泵的運行狀態、故障狀態信號和遙控信號，從風機控制箱/水泵控制箱中接入，接入區域控制箱的PLC上的DI、DO模塊接口通道。

3.3.6 環境監測子系統配置

每個防火分區，安裝5種氣體傳感器和一個溫濕度傳感器和一個水位傳感器。

氣體傳感器、溫濕度傳感器和水位傳感器均采用4~20mA標準模擬量接口，統一接入PLC的AI通道。

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