淺談城市熱力管道監(jiān)測

文｜北京建筑大學(xué) 李敏

城市地下管網(wǎng)雖然隱藏在地面下，但是如同人體的血管、神經(jīng)，是城市的重要組成部分，管網(wǎng)里面有城市給排水、電力線路、通信線路、供熱、燃?xì)夤艿?，這些都是城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的重要資源。規(guī)劃、建設(shè)和管理好地下管網(wǎng)顯得非常重要，城市的框架依賴于此。城市地下管網(wǎng)監(jiān)測是城市管理、城市應(yīng)急和地下管線運(yùn)行維護(hù)管理的基礎(chǔ)。城市地下管網(wǎng)監(jiān)測信息共享既為政府相關(guān)部門提供現(xiàn)狀地下管線信息服務(wù)，又為管線權(quán)屬單位的地下管線運(yùn)行和維護(hù)管理提供信息服務(wù)，更為城市應(yīng)急指揮和搶險(xiǎn)的政府部門提供實(shí)時(shí)的地下管線信息。

隨著城市功能越來越多，地下管網(wǎng)也越來越復(fù)雜，地下管網(wǎng)信息管理也顯得越來越重要。（如下圖）。

在所有的這些管道中，熱力管道因?yàn)閴毫Υ?、溫度高，對熱力管道的監(jiān)測顯得尤為重要。熱力管道按用途分為供暖熱力管道和工業(yè)熱力管道，熱力管道是城市地下管網(wǎng)里不可缺少的一部分，隨著城市的快速開發(fā)，大中城市人口不斷的凈流入，人們生產(chǎn)生活對熱力的要求越來越高，城市熱力管網(wǎng)顯得越來越重要。

熱力管網(wǎng)監(jiān)測運(yùn)行示意圖

過去調(diào)節(jié)熱水和蒸汽的溫度主要靠人力，溫度高時(shí)將管道輸出閥門關(guān)小，溫度低時(shí)將閥門開大，帶來的結(jié)果是不能精準(zhǔn)的控制熱力管道的溫度和壓力，浪費(fèi)了不少熱能。同時(shí)熱力管道也存在著安全隱患，國內(nèi)外都發(fā)生過多起熱力管道爆炸事件，大多是因?yàn)楣艿览匣蛘邏毫^高而引起。一旦發(fā)生管道事故，可能帶來的后果是道路塌陷，交通癱瘓，在上面行走的人和車輛有安全隱患，有些城市就發(fā)生過人在路上走，趕上熱力管道爆炸，發(fā)生了危險(xiǎn)的事情，同時(shí)也造成了水資源和熱資源的浪費(fèi)。所以我們急需解決對熱力管網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測問題，防患于未然，最大限度的保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，最大限度的節(jié)能環(huán)保。節(jié)約一份資源，同時(shí)也減少了熱能消耗對環(huán)境帶來的污染。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建城市熱力管道監(jiān)測系統(tǒng)，在關(guān)鍵部位部署傳感器節(jié)點(diǎn)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸所采集的信息，對主供熱管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測一旦有蒸汽泄漏，或者積水被蒸汽管道氣化，傳感器可以迅速發(fā)布報(bào)警信息到相關(guān)平臺，同時(shí)，工作人員可以根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)的地址，快速定位到發(fā)送報(bào)警信息的節(jié)點(diǎn)。在管道內(nèi)部部署一個(gè)個(gè)傳感器，采集壓力、流量、溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)，作為供熱點(diǎn)控制壓力、溫度和流量的參考依據(jù)。

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市熱力管道監(jiān)測系統(tǒng)，能根據(jù)實(shí)際需要供應(yīng)熱力資源，減少補(bǔ)必要的浪費(fèi)；同時(shí)盡可能的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警，消除安全隱患。

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)外部監(jiān)測設(shè)備的集成與數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)合當(dāng)前的監(jiān)測技術(shù)，建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)測云服務(wù)平臺，能夠向相關(guān)管理部門、建設(shè)部門、監(jiān)測單位基礎(chǔ)設(shè)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測信息，供不同部門在線查詢、了解基礎(chǔ)設(shè)施安全狀況，并為政府相關(guān)部門制定應(yīng)急措施提供輔助決策信息。對我國重大基礎(chǔ)設(shè)施的綜合管理具有重要的借鑒意義。

（1）建立物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將GPS、壓力傳感器、光纖傳感器等監(jiān)測設(shè)備集成，形成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。

（2）綜合運(yùn)用WLAN、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、光纖通訊等方式，在數(shù)據(jù)采集器和監(jiān)測設(shè)備之間建立數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。

（3）在云計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)上，對多種傳感器獲取的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)處理、分析和存儲(chǔ)。

（4）建立三維可視化模型，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互。

用戶登錄平臺后可以根據(jù)被授予的權(quán)限進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、分析、預(yù)警預(yù)報(bào)處理等。

組織和建立數(shù)據(jù)資源目錄，構(gòu)建市政資源數(shù)據(jù)管理體系，為熱力公司及相關(guān)單位信息共享提供支撐環(huán)境，最終實(shí)現(xiàn)信息資源共享；利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對熱力管網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和監(jiān)控，同時(shí)將分布在各處的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的規(guī)則匯總到數(shù)據(jù)倉庫中，集成先進(jìn)技術(shù)，推進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)綜合化、物聯(lián)化，加快智慧型熱力管網(wǎng)信息化進(jìn)程。

綜合運(yùn)用BIM、GIS、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)的信息技術(shù)手段，對城市地下管線數(shù)據(jù)的利用方式及要求建立管線信息管理系統(tǒng)。目的是利用四維數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化管理，作為統(tǒng)計(jì)、分析等決策支持的基礎(chǔ)。

管網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)能反映城市地下管線的時(shí)空運(yùn)維變化，在規(guī)劃管理方面和地下管網(wǎng)的日常信息查詢服務(wù)方面進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，防患于未然。