城市綜合管廊監(jiān)控及安防關(guān)鍵技術(shù)研究

王如，湯川川，謝旭峰，尚應(yīng)帥，周王飛

（中鐵四局集團(tuán)第一工程有限公司，安徽 合肥 230000）

城市綜合管廊是城市的大動(dòng)脈，在提高城市運(yùn)行水平中發(fā)揮著重要價(jià)值。在新的發(fā)展階段，各大城市主動(dòng)地開展了城市綜合管廊建設(shè)活動(dòng)，便于促進(jìn)城市健康發(fā)展。在建設(shè)城市綜合管廊工程時(shí)，要了解城市綜合管廊工程的特點(diǎn)，解決管廊內(nèi)部市政線路設(shè)計(jì)問題，以確保工程建設(shè)質(zhì)量。由于城市綜合管廊的安全問題是不容忽視的，所以還需要從安全的角度出發(fā)，構(gòu)建安全管理體系，確?；A(chǔ)設(shè)施安全運(yùn)行。隨著社會(huì)發(fā)展，監(jiān)控及安防關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展水平不斷提高，有助于保證安全管理水平。因此，可以利用監(jiān)控及安防關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建城市綜合管廊安全防護(hù)系統(tǒng)，以更好的工程促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展。

1 城市綜合管廊介紹

城市綜合管廊是鋪設(shè)在地下的隧道空間，內(nèi)部集結(jié)了電力、供熱、通信、給排水、燃?xì)獾榷喾N市政管線，對(duì)于提供城市運(yùn)行水平具有重要的價(jià)值。由于城市綜合管廊的密閉性強(qiáng)，管廊內(nèi)設(shè)備種類與數(shù)量多，加之管廊易受外界氣候、天氣的影響，城市綜合管廊設(shè)備在運(yùn)行的過程中容易發(fā)生安全問題。因此，需要高度地重視城市綜合管廊安全管理，防止其受到內(nèi)外部不良環(huán)境的影響。

2 監(jiān)控及安防關(guān)鍵技術(shù)在城市綜合管廊建設(shè)中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 提升管廊系統(tǒng)安全運(yùn)行水平

城市綜合管廊是由多種市政管線構(gòu)成的。而在市政管線運(yùn)行的過程中，容易出現(xiàn)安全問題。如出現(xiàn)電力泄露問題，給排出不暢問題，氣體爆炸問題。如果能夠利用監(jiān)控及安防關(guān)鍵技術(shù)，做好城市綜合管廊安全系統(tǒng)建設(shè)工作，就可以發(fā)現(xiàn)安全問題，確保安全管理效率，從而提升管廊系統(tǒng)安全運(yùn)行水平。

2.2 落實(shí)國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)政策

我國早在2015 年就提出了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見》。在該《意見》中指出，要做好城市地下綜合管廊建設(shè)的安全管理工作。而通過將監(jiān)控及安防關(guān)鍵技術(shù)運(yùn)用在城市綜合管廊工程中，就能夠有效落實(shí)國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)政策，推動(dòng)社會(huì)健康發(fā)展。

3 城市綜合管廊監(jiān)控及安防關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 上位監(jiān)控軟件平臺(tái)

在城市化進(jìn)程加深的背景下，有必要加大城市綜合管廊建設(shè)力度，滿足城市人口對(duì)工作以及生活的需求，強(qiáng)化城市運(yùn)行效果。當(dāng)前，城市在發(fā)展建設(shè)的過程中建設(shè)了城市綜合管廊。由于城市綜合管廊系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中存在安全隱患，有必要在開展城市綜合管廊建設(shè)活動(dòng)的過程中注重安全管理。上位監(jiān)控軟件平臺(tái)是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等形成的監(jiān)控平臺(tái)。同時(shí)，上位監(jiān)控軟件平臺(tái)還具有設(shè)備自動(dòng)切換功能、權(quán)限管理功能、聯(lián)動(dòng)功能。通過將上位監(jiān)控軟件平臺(tái)應(yīng)用在城市綜合管廊監(jiān)控及安防中，就容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全問題，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提高城市綜合管廊的監(jiān)控及安防水平。

3.2 監(jiān)控主干網(wǎng)

增強(qiáng)對(duì)城市綜合管廊的監(jiān)控能力有助于排查安全問題，強(qiáng)化安全管理效果。因此，需要采取科學(xué)的手段，對(duì)城市綜合管廊進(jìn)行監(jiān)控。城市綜合管廊在建設(shè)的過程中設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)攝像頭、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。而通過將其與監(jiān)控中心建立數(shù)據(jù)通道，則容易掌握城市綜合管廊運(yùn)行情況，從而對(duì)城市綜合管廊進(jìn)行安全管理。監(jiān)控主干網(wǎng)則是可以確保兩者建立數(shù)據(jù)通道，進(jìn)而落實(shí)安全管理任務(wù)。在實(shí)際監(jiān)控管理中，可以把監(jiān)控主干網(wǎng)分為8 個(gè)千兆光纖環(huán)網(wǎng)，其中監(jiān)控中心設(shè)2 臺(tái)核心層交換機(jī)，一用一備，熱備冗余，現(xiàn)場設(shè)130 臺(tái)接入層交換機(jī)，從而更好地建立數(shù)據(jù)通道，及時(shí)獲取城市綜合管廊運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，保證安全管理質(zhì)量。

3.3 安防子系統(tǒng)

安防系統(tǒng)對(duì)于阻止外來人員進(jìn)入城市綜合管廊系統(tǒng)，規(guī)避城市綜合管廊運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)具有積極意義。在城市綜合管廊系統(tǒng)建設(shè)的過程中，需要開展安防子系統(tǒng)建設(shè)活動(dòng)。由于門禁系統(tǒng)和防入侵系統(tǒng)是安防子系統(tǒng)的重要組成部分，有必要從這兩個(gè)方面做好安防子系統(tǒng)建設(shè)工作。一方面，科學(xué)構(gòu)建門禁系統(tǒng)。做好出入口的管理工作就可以避免其他非工作人員進(jìn)入城市綜合管廊，從而有效保證城市綜合管廊管理水平。反之，則容易加大安全風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)生安全事故。所以，需要在出入口設(shè)置門禁系統(tǒng)，防止不具有權(quán)限的人員進(jìn)入城市綜合管廊。同時(shí)，還需要確保門禁系統(tǒng)具備信息記錄功能，有效記錄城市綜合管廊的出入信息，如記錄出入時(shí)間、出入人員的外貌信息等。另外，要確保門禁系統(tǒng)能夠直觀地顯示城市綜合管廊內(nèi)部環(huán)境信息，便于對(duì)城市綜合管廊內(nèi)部進(jìn)行管理。另一方面，科學(xué)構(gòu)建防入侵系統(tǒng)。在城市綜合管廊運(yùn)行的過程中，可能會(huì)遇到非法分子侵入管廊的問題，對(duì)管廊的安全運(yùn)行帶來負(fù)面影響?；诖?，有必要設(shè)置防入侵系統(tǒng)，切實(shí)保護(hù)城市綜合管廊系統(tǒng)。由于投料口及機(jī)械通風(fēng)口非法入侵常會(huì)選擇的渠道，為此可以在此位置設(shè)置防入侵系統(tǒng)。其中，可以將雙光束紅外線自動(dòng)對(duì)射探測器運(yùn)用在防入侵系統(tǒng)中，利用該種探測器獲取入侵信息，從而做好入侵管理工作。

3.4 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

視頻監(jiān)控子系統(tǒng)即利用信息技術(shù)、視頻技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)將綜合管廊內(nèi)各部位的狀態(tài)以動(dòng)態(tài)畫面的形式呈現(xiàn)在相關(guān)管理人員面前，從而使他們掌握綜合管廊內(nèi)各部位的運(yùn)行情況，采取針對(duì)性的策略，做好管理工作。另外，視頻監(jiān)控子系統(tǒng)還能夠科學(xué)整理歷史視頻，為相關(guān)管理人員搜索歷史視頻，加強(qiáng)城市綜合管廊監(jiān)控管理具有重要價(jià)值。因此，需要做好視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的構(gòu)建工作。首先，需要根據(jù)城市綜合管廊管線數(shù)量，管廊分布情況等，確定所設(shè)置網(wǎng)絡(luò)高清攝像頭的數(shù)量以及位置，以全方位、多角度地監(jiān)控城市綜合管廊運(yùn)行狀態(tài)。其次，需要將網(wǎng)絡(luò)高清攝像頭、現(xiàn)場ACU 與監(jiān)控主干網(wǎng)相連接，并使其共用監(jiān)控主干網(wǎng)。

3.5 環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)

構(gòu)建環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)就容易加強(qiáng)安全管理。在建設(shè)城市綜合管廊的過程中，有必要積極構(gòu)建環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念下，會(huì)將綜合管廊按200 米一個(gè)防火分區(qū)設(shè)計(jì)，單倉路段設(shè)1 個(gè)防火分區(qū)，雙倉路段設(shè)2 個(gè)防火分區(qū)，三倉路段設(shè)3 個(gè)防火分區(qū)，以開展安全管理活動(dòng)。從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案中可以發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員需要通過在每個(gè)防火區(qū)域設(shè)1 套ACU 的方式，推進(jìn)安全管理工作。為提高環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)構(gòu)建水平，切實(shí)保障城市綜合管廊安全，需要優(yōu)化方案。如可以在單倉路段仍設(shè)1 套ACU，但是需要改進(jìn)雙倉路段、三倉路段設(shè)的設(shè)計(jì)方案。其中，可以在雙倉路段的兩個(gè)隔壁倉位防火分區(qū)合設(shè)1 套ACU，而在三倉路段的相鄰三個(gè)倉位防火分區(qū)共設(shè)1 套ACU。在這種情況下，就可以減少ACU 的數(shù)量，提高對(duì)節(jié)點(diǎn)的控制水平，保證控制效率。另外，在優(yōu)化了方案后不僅能夠減輕維護(hù)工作量，而且能夠降低建設(shè)成本?；诖耍斜匾鲃?dòng)地將該種方案應(yīng)用在實(shí)際工作中。

3.6 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

城市綜合管廊內(nèi)部集結(jié)了電力、供熱、通信、給排水、燃?xì)獾榷喾N市政管線。在管廊內(nèi)部系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，容易因管廊內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，而產(chǎn)生火災(zāi)。如果不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，就容易發(fā)生爆炸事故，威脅人們的生命安全，增加經(jīng)濟(jì)損失。因此，要格外注重城市綜合管廊的火災(zāi)管理。設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)有助于推進(jìn)城市綜合管廊火災(zāi)管理工作。為提高城市綜合管廊火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置水平，需要構(gòu)建完善的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。在“P”城市綜合管廊工程中，就對(duì)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行了以下設(shè)計(jì)。在城市綜合管廊內(nèi)部每隔1500m 設(shè)置一套火災(zāi)報(bào)警控制器，以及時(shí)掌握城市綜合管廊系統(tǒng)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患以及火災(zāi)問題；還在監(jiān)控中心設(shè)計(jì)了設(shè)置一套火災(zāi)報(bào)警控制器，便于集中管理城市綜合管廊火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器，強(qiáng)化火災(zāi)管理效果。在設(shè)置整個(gè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的過程中，使用了防火門、消防泵、噴淋泵、排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)置，以科學(xué)處理火災(zāi)，降低火災(zāi)帶來的負(fù)面以功能性。設(shè)計(jì)者可以吸收借鑒“P”城市綜合管廊工程的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提高設(shè)計(jì)能力。

3.7 語音通訊子系統(tǒng)

通常情況下，城市綜合管廊沒有固定人員值班。但是城市綜合管廊的安全問題是不容忽視的。為做好城市綜合管廊的安全管理工作，需要規(guī)避固定人員值班的管理弊端。其中，可以設(shè)置語音通訊系統(tǒng)，加強(qiáng)管理人員、巡檢人員以及施工人員的溝通與交流，方便相關(guān)工作人員及時(shí)獲取城市綜合管廊內(nèi)部信息。一方面，可以開展固定語音通訊模塊的建設(shè)活動(dòng)?？梢圆捎肐P 網(wǎng)絡(luò)電話，建設(shè)固定語音通訊模塊。如可在每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置1 ～2 套IP 電話。監(jiān)控中心是加強(qiáng)城市綜合管廊管理的中心，所以還需要在監(jiān)控中心設(shè)置綜合通訊器，便于了解城市綜合管廊內(nèi)部信息，提高管理水平。另外，需要保證監(jiān)控中心與現(xiàn)場IP 電話能夠正常通信，方便監(jiān)控中心工作人員對(duì)管廊進(jìn)行調(diào)度與管理。另一方面，可以開展無線對(duì)講模塊的建設(shè)活動(dòng)。需要利用調(diào)度基臺(tái)、中繼器、功分器、泄漏電纜等，做好無線對(duì)講模塊的建設(shè)工作。其中，要綜合管廊沿線敷設(shè)泄漏電纜，并將泄漏電纜一端與調(diào)度基臺(tái)天線輸出口相連，以進(jìn)行無線電的收發(fā)，從而更好地獲得各大人員在語音通訊系統(tǒng)中所反饋的信息。

3.8 地理信息子系統(tǒng)

城市綜合管廊內(nèi)部包括多種市政管線，如涉及電力、供熱、通信、給排水、燃?xì)獾榷喾N市政管線?？傮w來講，市政管線數(shù)量多，布局復(fù)雜。在加強(qiáng)城市綜合管廊內(nèi)部管理的過程中，需要關(guān)注市政管線情況，提高管廊系統(tǒng)運(yùn)行水平。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，可以構(gòu)建地理信息系統(tǒng)，借助地理信息技術(shù)、定位技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等，獲得市政管線信息，了解市政管線運(yùn)行狀態(tài)，科學(xué)地推進(jìn)市政管線管理活動(dòng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)由市政管線引起的安全事故，降低安全事故發(fā)生概率。

3.9 電力監(jiān)控子系統(tǒng)

城市綜合管廊系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中會(huì)運(yùn)用到電。假如忽視用電安全，則容易發(fā)生安全事故。所以，需要做好用電管理。在建設(shè)城市綜合管廊系統(tǒng)的過程中，可以構(gòu)建電力監(jiān)控系統(tǒng)，以監(jiān)測各供電分區(qū)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。與此同時(shí)，還需要積極利用電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測高壓側(cè)電量，了解管廊的用電量，方便開展用電安全管理。對(duì)于相關(guān)管理人員來講，其可以利用電力監(jiān)控系統(tǒng)，獲得設(shè)備運(yùn)行信息，及時(shí)管理設(shè)備，保證設(shè)備運(yùn)行水平。

4 結(jié)語

綜上所述，城市綜合管廊是城市建設(shè)的重要組成部分。在城市化速度加快的背景下，城市綜合管廊工程也隨之發(fā)展。當(dāng)前很多的城市都建設(shè)了城市綜合管廊工程。不過，城市綜合管廊工程在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)了安全問題，如發(fā)生了爆炸安全事故，出現(xiàn)了隧道內(nèi)部進(jìn)水的問題，產(chǎn)生了隨意侵占管廊內(nèi)部資源的問題等。為提高安全問題解決水平，有必要推進(jìn)城市綜合管廊工程的安全管理工作。研究發(fā)現(xiàn)，引進(jìn)監(jiān)控及安防關(guān)鍵技術(shù)可確保城市綜合管廊的運(yùn)行安全得到保障。所以，可以積極研究監(jiān)控及安防關(guān)鍵技術(shù)，根據(jù)城市綜合管廊實(shí)際運(yùn)行情況，構(gòu)建視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、電力監(jiān)控子系統(tǒng)、地理信息子系統(tǒng)等，合理維護(hù)與管理城市綜合管廊。