综合管廊监控与报警系统设计浅析

综合管廊监控与报警系统设计浅析

李澄

同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092

摘要：智慧管廊是依托先进的信息技术、网络技术、传感器技术、人工智能等技术手段，整合管廊各个系统建立的高度灵活、信息化、网络化、集约化的管廊智慧运营管理系统。智慧管廊对节省城市用地，改善城市环境，增强城市抗灾能力等方面有重要的作用。基于此，本文在分析项目综合管廊特点基础上，本文给出了火灾报警系统设计思路和总体架构，分别叙述了包括火灾自动报警系统、电气火灾监控系统和防火门监控系统等几部分设计。

关键词：综合管廊监控；报警系统；设计

1前言

综合管廊监控系统是将管廊内的环境监控系统、设备监控系统、安全防范系统、通讯系统、视频监控系统、火灾报警系统、GIS系统的信号检测与联动控制有机地结合在统一的监控中心平台中，以实现对管廊内部设备的远程管理与控制。管廊本体是钢筋混凝土地下构筑物，原则上每隔200m设置一个防火分区，廊内设有通风、供配电、排水、标识、监控与报警系统等附属设施。后期管廊运管部门会通过以上附属设施对管廊进行科学的综合管理，提高廊内管线安全性、稳定性等。其中监控与报警系统是决定管廊是否正常运行及运管维护工作是否方便的重要因素之一，目前仍在不断地改良创新。

2综合管廊系统的需求分析

对于城市综合管廊系统的建设来说，要注重整体性，管舱要设计的科学合理，尽可能把城市的所有服务管道都放进去，主要的管道有：天然气管道、热力管道、给水管道、再生水管道、雨水管道、电力电缆、通信线缆、广播电视等管线。还应该包括消防、供电、监控与报警、通风、排水等基础设施用于支撑管廊系统的正常运行。要把分散开的监管资源整合起来，在综合管廊系统的帮助下进行实施和分享，设计出一个完整的综合管廊监控系统。因为综合管廊监控系统的各子系统间技术使用的不同，其评价标准也是大不相同，这就需要对环境和监控监控设备有一个综合的考量，与此同时，还要考虑到紧急情况的报警和安全防范等方面的需求。

综合管廊系统内部检测与控制设备类型多样，信号接口复杂，如视频图像采用以太网传输，控制机器人采用WIFI信号，而电缆测温设备则采用485信号接口等。在对系统综合分析的基础上，我们采用基于工业以太网传输的三层监控体系结构对系统进行规划设计，将现场的各类信号采用光纤环网进行传输。

管廊监控系统的上层结构为综合监控服务管理平台，在设计上主要考虑其多单位管理特性，采用综合管廊数据支持平台以及各专业管理系统平台接口的设计方式：统一的数据支撑服务平台，针对专业管理系统需求的服务请求接口。数据支撑平台通过Socket接口获取各区域控制器中的信息并经综合处理类存贮，实现综合管廊各系统数据汇聚和联动控制的整合。综合管廊数据支撑平台为各专业管理系统提供WebService接口服务，以服务请求方式实现数据的交互。综合管廊监控系统中间层为ECS区域控制器，实现管廊内部局部区段或区域内的设备的信息采集、控制及网络数据的封装转换，区域控制器能实现对本区域内设备进行独立的运行管理，也可以实现上层系统的控制管理；管廊监控系统的底层结构为现场控制器层，主要实现传感器信号的检测及设备的控制，现场控制器通过RS485接口同区域控制器进行通讯，将数据传递给ECS区域控制器，以实现检测与控制。

在综合管廊监控系统网络通讯链路的规划上，考虑到管廊系统的结构新式，我们采用高可靠性的1000M工业以太网光纤环网技术来构建主通讯链路，实现图像数据与信息数据统一传输，并保证其实时性与可靠性。区域控制器与现场控制器间的二级网络考虑到管廊内部电磁干扰比较多，故采用传统的稳定性较高的RS485总线进行通讯。各类传感器信号经过现场控制器采样，经过MODBUS协议封装后，同ECS区域控制器的进行数据交换。

3综合管廊监控与报警系统设计

3.1火灾自动报警系统及自动灭火系统

综合管廊火灾自动报警系统由火灾探测器、手动火灾报警按钮、火灾声光警报器、消防控制室图形显示装置、火灾报警控制器、联动控制器和自动灭火装置等组成。结合综合管廊环境特征，电力舱内火灾探测器设计选择复合型感烟感温探测器，电缆桥架内选择敷设可恢复式缆式感温探测器。综合管廊设置火灾自动报警系统的部位主要是电力舱，以及各节点功能性区域（即除节点底层的管廊区外的部分），水信舱内无电力电缆，可不设置火灾自动报警系统。综合管廊按照防火分区进行单元设计，每个单元内的电力舱划为1个气体灭火防护区，由气体灭火控制装置构成1套功能相对独立的自动灭火子系统，其余部分通过接线端子箱接入报警控制器。

自动灭火系统主要包含火灾探测器、气体灭火控制装置、气体灭火终端模块以及干粉灭火装置和延时起动器等部分。当探测器探测到火情，触发信号通过总线传输到气体灭火控制装置，气体灭火控制装置输出信号到气体灭火终端模块，终端模块驱动延时起动器，最终由延时起动器起动干粉灭火装置，延时起动器动作信号通过输入模块反馈至气体灭火控制装置。各气体防护区入口设置放气指示灯、声光警报器和紧急停止按钮。

每个气体灭火控制器可分别控制4个独立回路，各回路所接干粉灭火装置数量不超过8台。根据干粉灭火装置的有效保护范围计算，每间隔6.5m设置1台，则每个气体灭火控制装置能够控制的范围超过200m，能够满足1个防火分区内相应的自动灭火任务，每个防火分区根据空间布局，设置4组灭火装置回路，出现火情时能够分组进行手动或自动控制。

3.2防火门监控系统

综合管廊内防火门设置于各节点内，主要在防火分区轴、管廊出入口等位置，防火门数量较多且分布较为分散。如果采用单台防火门监控器，则受到各类总线长度限制条件的影响。设计采用每个区段设置1台防火门监控器方式。防火门门磁开关、电动闭门器接入监控模块，模块通过总线接入监控器。监控器同时监视4路总线。监控器通过CAN总线接入本区段火灾报警控制器。

3.3电气火灾监控系统

综合管廊内非消防配电箱内有关回路设置各类电气火灾探测器。各类配电箱基本安装在各节点内部，需要探测监控的点数较多且分布于全线各节点。如果采用单台电气火灾监控器，则同防火门监控系统一样受到各类总线长度限制条件的影响。设计采用每个区段设置1台电气火灾监控器，监控器同时监控4个剩余电流式电气火灾探测器及测温式电气火灾探测器回路。监控器通过CAN总线接入本区段火灾报警控制器。

3.4联动控制

综合管廊火灾自动报警系统联动控制任务主要是：当确认火灾后，防火门监控器应联动关闭常开防火门，消防联动控制器应能联动关闭着火分区及相邻分区防火防烟阀及通风设备；灭火结束后，开启防火防烟阀及排风设备。起动自动灭火系统。此外，通过火灾联动控制器切断非消防电源。

4结语

由于综合管廊监控与报警系统子项繁多，且系统延伸性与扩展性较强，经过多年发展，新理念与新技术层出不穷，技术规范修订也较为频繁，但出不少技术问题在现场施工与后期使用中仍突显，只有不断总结完善，才能保证系统运行安全、方便、合理、经济、高效。

参考文献

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