陳 滿

(廣東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州 510290)

隨著城市的架空，輸電線向地下發(fā)展已經(jīng)成為主流設(shè)計(jì)思路，城市電力綜合管廊逐漸得到更多的設(shè)計(jì)與施工人員的關(guān)注。以綜合管廊的形式實(shí)現(xiàn)電力管線的布置，是確保城市可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，是未來(lái)其他設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施保障的前提，也是城市地下空間開(kāi)發(fā)利用的重要內(nèi)容。而城市電力綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)管廊的監(jiān)測(cè)、調(diào)度、指揮中心，對(duì)管廊的運(yùn)行管理有極其重要的意義。往往設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員對(duì)電力管廊監(jiān)控系統(tǒng)缺少較為深刻的認(rèn)識(shí)，停留在簡(jiǎn)單的線纜管道的理念居多，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行和子系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)關(guān)系掌握較少，從而降低了設(shè)計(jì)、施工和后期使用的效率，也不能實(shí)現(xiàn)管廊監(jiān)控系統(tǒng)最大功能性。本文從監(jiān)控系統(tǒng)和子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)原理和流程進(jìn)行介紹和分析，為電力綜合管廊設(shè)計(jì)的完善性研究作參考。

1 監(jiān)控系統(tǒng)及各子系統(tǒng)簡(jiǎn)介

管廊控制中心通常設(shè)有兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)和一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器柜。當(dāng)其中一臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，可由另一臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)代替，實(shí)現(xiàn)互相備用的功能。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器柜主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、自動(dòng)控制的策略、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)等。柜內(nèi)有兩臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器主機(jī)，由于視頻數(shù)據(jù)量較大，故閉路監(jiān)控子系統(tǒng)單獨(dú)占用一臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器，其他子系統(tǒng)共用一臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器。另外在控制中心設(shè)置大屏顯示系統(tǒng)，供閉路監(jiān)控視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用。因此從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，工程人員無(wú)需再多設(shè)置備用監(jiān)控計(jì)算機(jī)，以避免計(jì)算機(jī)硬件浪費(fèi)和地下空間的浪費(fèi)。

如圖1所示，本監(jiān)控系統(tǒng)按照各個(gè)子系統(tǒng)功能可分為：

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)按照各個(gè)子系統(tǒng)功能示意

1.1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

本系統(tǒng)主要由火災(zāi)報(bào)警主機(jī)、控制監(jiān)測(cè)模塊、火災(zāi)探測(cè)設(shè)備組成。一旦發(fā)生火災(zāi)，各防火分區(qū)和控制中心同時(shí)收到火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)聯(lián)動(dòng)有關(guān)消防設(shè)備，所有防火分區(qū)可在控制中心的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下采取滅火措施，使火災(zāi)撲滅于早期階段。

1.2 照明監(jiān)控子系統(tǒng)

本系統(tǒng)主要是對(duì)管廊里的照明系統(tǒng)進(jìn)行控制，以減少人員進(jìn)入管廊后帶來(lái)的視覺(jué)問(wèn)題。

1.3 通風(fēng)監(jiān)控子系統(tǒng)

本系統(tǒng)主要是根據(jù)管廊內(nèi)的溫度濕度對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。

1.4 閉路監(jiān)控系統(tǒng)

閉路監(jiān)控系統(tǒng)(Closed-Circuit Television)主要用于管廊平時(shí)巡檢以及發(fā)生緊急情況時(shí)對(duì)事件進(jìn)行復(fù)核及確認(rèn)。

1.5 IP電話呼叫及廣播系統(tǒng)

本系統(tǒng)包括IP電話呼叫系統(tǒng)及廣播系統(tǒng)。IP電話系統(tǒng)主要為管廊內(nèi)工作人員提供一個(gè)在緊急情況下求救或巡檢時(shí)與控制中心溝通的途徑，廣播系統(tǒng)在管廊出現(xiàn)異常時(shí)，由控制中心人員對(duì)管廊內(nèi)工作人員進(jìn)行引導(dǎo)。

綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)并不是對(duì)上述幾個(gè)子系統(tǒng)各自功能的簡(jiǎn)單疊加，而是在一個(gè)整體范圍內(nèi)的有機(jī)集成，在信息充分共享的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)的綜合性大系統(tǒng)。子系統(tǒng)中閉路監(jiān)控系統(tǒng)、IP電話呼叫及廣播系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為獨(dú)立的子系統(tǒng)，其信號(hào)直接接入控制中心通訊柜，其他系統(tǒng)的信號(hào)接入管廊現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域控制箱。下面主要討論幾個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)與監(jiān)控主系統(tǒng)的通訊及聯(lián)動(dòng)流程。

2 各子系統(tǒng)之間通訊接口協(xié)議原則

2.1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

提供TCP/IP或MODBUS方式的網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)通信協(xié)議，以供管廊監(jiān)控系統(tǒng)顯示火災(zāi)信號(hào)，并且做出聯(lián)動(dòng)反應(yīng)。

當(dāng)管廊內(nèi)手動(dòng)報(bào)警按鈕、感溫電纜等信號(hào)發(fā)生報(bào)警時(shí)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)能確保收到火災(zāi)信號(hào)，并且能第一時(shí)間準(zhǔn)確上傳至管廊監(jiān)控系統(tǒng)，上傳的信息還應(yīng)包括設(shè)備的位置、狀態(tài)等信息。

2.2 閉路監(jiān)控子系統(tǒng)

以TCP/IP方式的通信協(xié)議與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。閉路監(jiān)控子系統(tǒng)應(yīng)具備與管廊監(jiān)控系統(tǒng)的如下聯(lián)動(dòng)功能：切換監(jiān)視器、切換畫(huà)面、開(kāi)始錄像、停止錄像等。

2.3 IP電話呼叫及廣播系統(tǒng)

IP電話及廣播子系統(tǒng)通過(guò)TCP/IP方式的通信協(xié)議與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

IP電話及廣播子系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)之間應(yīng)具有如下聯(lián)動(dòng)功能：電話摘機(jī)、掛機(jī)、振鈴等信號(hào)能通知監(jiān)控系統(tǒng)，廣播信號(hào)、廣播位置等信息也應(yīng)能通知監(jiān)控系統(tǒng)。

3 管廊監(jiān)控系統(tǒng)與各獨(dú)立子系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)流程

3.1 管廊監(jiān)控系統(tǒng)與IP電話及廣播子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)

管廊監(jiān)控系統(tǒng)與IP電話及廣播子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)流程見(jiàn)圖2。

圖2 聯(lián)動(dòng)流程示意

(1)管廊內(nèi)有電話進(jìn)入控制中心時(shí)，IP電話系統(tǒng)和廣播子系統(tǒng)收到信號(hào)，由該系統(tǒng)把相應(yīng)的信號(hào)傳送至管廊監(jiān)控系統(tǒng)。

(2)管廊監(jiān)控系統(tǒng)收到電話和摘機(jī)信號(hào)時(shí)在監(jiān)控畫(huà)面的IP電話會(huì)做出相應(yīng)的響應(yīng)，提示監(jiān)控人員相應(yīng)位置有電話接入，同時(shí)自動(dòng)把IP電話附近的攝像機(jī)圖像切換到監(jiān)視器上。

(3)當(dāng)監(jiān)控人員利用廣播子系統(tǒng)廣播時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)把廣播信號(hào)送至管廊監(jiān)控系統(tǒng)，在管廊監(jiān)控系統(tǒng)畫(huà)面上可以查看當(dāng)前正在廣播的位置。

3.2 管廊監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)

管廊監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)流程見(jiàn)圖3。

圖3 監(jiān)控系統(tǒng)與火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)示意

3.3 管廊監(jiān)控系統(tǒng)與閉路監(jiān)控子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)

管廊監(jiān)控系統(tǒng)與閉路監(jiān)控子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)流程見(jiàn)圖4。

圖4 監(jiān)控系統(tǒng)與閉路監(jiān)控子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)流程示意

(1)閉路監(jiān)控視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以編解碼器為核心的數(shù)字化圖像軟件系統(tǒng)，它提供編解碼圖像的軟解碼、矩陣切換、云臺(tái)控制等功能。對(duì)于設(shè)計(jì)人員，需將閉路監(jiān)控視頻的放置位置和觀測(cè)角度進(jìn)行考慮，以便監(jiān)控人員第一時(shí)間能夠察覺(jué)報(bào)警畫(huà)面和異常。

(2)閉路監(jiān)控視頻監(jiān)控系統(tǒng)能接受管理智能監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的監(jiān)視器切換命令，當(dāng)管廊監(jiān)控系統(tǒng)收到相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)時(shí)，移動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、IP緊急電話等時(shí)，能自動(dòng)向該系統(tǒng)發(fā)出切換監(jiān)控器命令，讓指定的攝像機(jī)畫(huà)面切換到監(jiān)視器上，該系統(tǒng)也能響應(yīng)管廊監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出的手動(dòng)切換監(jiān)視器的操作。

4 總結(jié)

本文首先對(duì)電力綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)做了一個(gè)簡(jiǎn)介，然后主要對(duì)各個(gè)獨(dú)立子系統(tǒng)與監(jiān)控主系統(tǒng)的通訊及聯(lián)動(dòng)流程做了詳細(xì)介紹。文章所寫的內(nèi)容已經(jīng)應(yīng)用到一些電力綜合管廊的監(jiān)控設(shè)計(jì)中。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ω鱾€(gè)獨(dú)立子系統(tǒng)(火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、閉路監(jiān)控系統(tǒng)、IP電話及廣播系統(tǒng)等)進(jìn)行24 h不間斷可靠監(jiān)控，根據(jù)采集到的各個(gè)子系統(tǒng)的工作情況控制各子系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)作，對(duì)各種情況提供有效監(jiān)控、收集各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一有效管理。表明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能滿足電力綜合管廊監(jiān)控設(shè)計(jì)要求，且設(shè)計(jì)人員須根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)和布置。

[1] 郭晉.城市地下綜合管廊智能弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].智能建筑與城市信息,2015(10):68-70.

[2] 朱雪明.世博園區(qū)綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代建筑電氣,2011,2(4):21-25.

[3] 周平.城市綜合管廊弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J].價(jià)值工程,2017,36(12):207-209.

[4] 駱春雨,元紹建,楊正榮.城市地下綜合管廊工程總體設(shè)計(jì)分析[J].城市道橋與防洪,2016(10):158-160+19.

[5] 蔣義,詹冰.淺析系統(tǒng)論在電力建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].四川建筑,2015,35(6):237-239.

[6] 黃新波，程榮貴，王孝敬，等.輸電線路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷[M]. 北京:中國(guó)電力出版社，2008.

[7] 趙東生．聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)視頻資源規(guī)劃與調(diào)度研究[D]．西安：長(zhǎng)安大學(xué), 2009.

[8] 陳孝明，胡丹暉，黃俊杰,等.湖北電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行效果分析[J].湖北電力，2016,40(4)：21-24.

[9] 余振華，楊世勇，舒征宇,等.基于聚類的電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控信息辨識(shí)分類方法研究[J].湖北電力，2016,40(4)：17-20.

[10] 王國(guó)勝，張聲圳.輸電線路防外力破壞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J].陜西電力，2013，41(8):64-67.