叶延磊 邢方亮

摘 要 地下综合管廊是统筹利用地下空间、提高城市综合承载力、改善人居环境的重大举措。其作为一种集合多种类型地下管线于一体的城市基础设施工程，被称作城市的“血管”和“神经”，日夜担负着输送介质、能量和传输信息的功能，是城市赖以生存和发展的物质基础，是城市的“生命线”。 面对地下管廊这一百年大计工程的逐步落地，如何把智能化系统和目前的空间技术（GIS）、建筑信息模型（BIM）、自动化控制、物联网、云计算、大数据、人工智能、知识管理[1]等新技术融合应用到综合管廊建设中，打造智慧管廊，实现管理便捷化、应急响应快速化、建设标准化，是当前综合管廊建设的重大课题，也是智能化系统企业值得关注的热点。

关键词 智慧；地下综合管廊；管理平台

智慧地下综合管廊是以各类智能化监控设备为基础，数据融合分析应用为手段，结合智能传感、3S（GIS、GPS、RS）和三维建模等技术，实现对管廊各类信息的快速、准确、可靠的收集与处理，并在统一的信息管理平台上展现和操作。

2015年8月10日，国务院办公厅印发《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》，明确提出到2020年建成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营的工作目标。近两年，地下综合管廊在我国发展迅速，试点城市管廊项目依照新的设计规范，建设逐步落地。

1 智慧地下综合管廊关键技术

（1）基于SOA架构的系统技术框架。SOA基于业务需求对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用。基于SOA构建的应用系统，能够同时支持Java EE和.NET等平台和相应的Java、C#等多种开发工具，有效地解决了与原有应用的有效衔接，能迅速、可靠地架构业务系统，从而解决不同行业之间数据以及国土等部门的不同的格式数据的共享交换和管理。

（2）地理信息技术。利用地理信息系统（以下简称GIS），通过聚合和叠加将各类资源数据整合在一张地图上，利用系统的空间查询定位能力、空间统计分析能力和直观生动的信息展现能力，为辅助决策分析、监测数据统计分析、管廊资源查看分布等提供更为丰富的信息服务支持，从而能够提高管理的高效性和科学性。

（3）信息安全技术。地下综合管廊信息涉及敏感信息，从宏观管廊资源位置信息，到总体管廊管线布局，有必要采用信息安全技术进行处理，以防信息泄露。

（4）大数据技术。管廊各种设施资源和运行数据既包括关系型数据，也包括各种等非结构化数据，具有数据量大，查询分析复杂等特点，需要采用大规模并行处理、数据挖掘、分布式文件系统、分布式数据库以及可扩展的存储系统等大数据处理技术，以有效地进行数据处理，以满足地下综合管廊智能化管理业务的需要。

（5）移动通信技术。通过移动通信技术手段，业务人员可使用智能终端设备进行现场数据采集，并及时将信息回传给服务端，极大方便业务人员开展工作。

2 智慧市政综合监管平台总体架构

智慧地下综合管廊管理平台建设以物联网系统实时采集为基础，结合综合业务的运营与管理，保证综合管廊健康稳定的运行，为突发事故的响应与决策提供数据依据，降低因管廊事故造成的人员生命与财产的损失。项目体系结构采用分层的模式，从下至上的分层分别是：

（1）物联网层。物联网层主要为传感设备和通信网络，传感设备包括管廊管线运行监测所需的传感器（压力传感器、温湿度传感器、泄露传感器、流量传感器、视频传感器、红外传感器、在线沉降传感器等）以及相应配套终端，感知管廊的运行状态，收集管廊内的各种数据[2]。通信网络根据调研情况采用多种网络混合模式传输，以达到节省、方便的目的。物联网层设计坚持实用、适度的原则，根据管廊管线的分布情况，精心选择监测点位，充分发挥监测设备的功能和性能，发挥监测数据的价值。

（2）数据层。数据层包括六大专业数据库：基础地理数据库、管廊数据库、监控数据库、三维模型库、分析数据库和业务数据库。

（3）应用支撑层。应用支撑层建立于数据层之上，是对数据的统一管理、物联网接入的统一管理和提供上层的各种服务，应用支撑层设计的原则是开放、统一、共享、交换，是一次性的投入，可支持不同物联网传感数据的接入，也可在此基础上搭建目前设计的应用展示层两个平台外的其他平台。

（4）应用展示层。应用展示层是指在满足地下管廊和智慧管网业务的基础上而开发部署的信息管理系统，包括：地下管廊智能化监控平台和智慧管网综合监管平台。地下管廊智能化监控平台主要对地下管廊的运行情况监控管理，及时采集监测数据，进行日常的巡查养護，分析预警，对预警事件进行日常处理和应急处置；智慧管网综合监管平台是指对新区排水、供水、井盖、燃气等行业管网运行情况进行监测，对新区整体管网运行和维护情况综合分析和安全预警。

3 智慧管廊管理平台建设内容

（1）视频监控系统。视频监控的主要任务是实现对整个管廊区域进入口、周界、阀门控制区等重点部位进行实时监控，确保各区域场所情况进行全面有效的掌控，总控中心根据需要可以随时查看辖区内任意一路或多路视频，实现视频的录制、回放、抓拍等功能。当出现意外情况时能翔实清晰的记录所有的事件经过，以便日后查对和取证。

（2）温湿度传感监测系统。温湿度传感监测系统由温湿度传感器、数据通信转换部分和监控中心组成。辖区内安装温湿度传感设备，采用专业温湿度传感器，温湿度传感器感应管廊环境温湿度，通过数据通信模块将温湿度数据发送到监控中心，监控中心解析温湿度数据，并温湿度是否正常；若温湿度异常，则发送报警信息，异常报警。

（3）水位传感监测系统。水位传感监测系统由水位传感器、数据通信转换部分和监控中心组成。管廊内安装水位传感设备，通过 PLC将水位数据发送到监控中心，监控中心解析水位数据，并水位是否正常；若水位异常，则发送报警信息， 异常报警。

（4）气体传感监测系统。气体传感监测系统主要有由气体传感器、数据集控器、通信平台和监控中心等几个部分组成。主要检测气体包括：氧气、硫化氢、甲烷等。

（5）火灾监控系统。火灾监控系统可以在第一时间监测预警管廊内火灾发生情况，准确预报火灾位置。管廊内火灾监控一般属于长距离、狭窄空间内火灾监测，廊内高压电力管线属于火灾重点监控区域；另外，如果燃气管线入廊，燃气泄漏造成的火灾危害巨大，必须考虑火灾监控预警。火灾监控系统主要包括：光纤测温系统、温度传感系统、烟雾传感系统等。

（6）入侵监控系统。入侵监控系统主要是智能化管理管廊内和监控管理中心人员进出情况，防止非法入侵。包括管廊进出口处井盖设备监控和监控中心门禁系统；同时，监控中心门禁系统可与人员上下班考勤系统整体考虑，统一建设。

（7）环境监测系统。监测设备运行有其需要的环境，管廊内温度、湿度等环境指标，影响设备运行状态和使用寿命；另外，燃气管线泄漏的天然气有可能发生火灾隐患，污水堆积反应产生的有毒有害气体，有可能对进入管廊的人员造成人身伤害。环境监测系统可以监控管廊内环境质量，了解设备运行环境，保证进入管廊人员人身安全。环境监测指标包括温度、湿度、有害气体、氧气含量等。

（8）标签定位系统。标签定位系统提供管廊内标签定位、关键设备RFID标签定位，为管廊业务巡检提供位置信息。标签系统采用符合管线管理单位要求的标志、标识进行区分，标志、标识应设置在醒目位置，标明管线属性、规格、产权单位名称、紧急联系电话。

（9）智能机器人监控系统。智能化监控机器人搭载摄像设备、气体传感器，可进入比较危险的事故现场进行实时数据采集，或者在施工现场对作业人员的工作起到监督作用。智能機器人监控系统提供移动智能监控服务，通过在智能机器人上加装不同在线监测传感器，实现管廊内部智能巡查。智能机器人监测信息可以通过管廊内无线网络传输。

（10）虚拟现实系统。虚拟现实系统真实展示管廊情况，实现管廊PC端直观可视化展示，包括管廊舱室架构、入廊管线、阀门、仪表设备等真三维立体展示。搭建综合管廊三维管理平台，为后续新建管廊模型接入、管廊数据更新提供统一平台环境。并且可以查看各种传感器的实时数据、历史数据。

（11）应急指挥响应系统。应急指挥响应系统为满足排查管廊安全隐患、管廊发生紧急事故快速反应的需要，实现人员、资源、设备以及现场综合控制管理，辅助分析决策、指挥调度的信息化系统，包括隐患排查、事故确定、事故分析、事故处理和事故总结的全系列处理流程，需要集成管廊及周边环境空间数据、危险源数据、监测数据、实时影像数据，以及应急指挥中心系统，启动应急预案进行综合处置。

4 结束语

管理机制和标准规范的建立是智慧地下管廊建设正常运行的基础保障，如何在管理部门和业务部门之间进行协调管理，需要各部门之间达成共识，形成管理机制和标准规范，指导各有关部门共同遵循。考虑到现实中重建设、轻运维的实际情况，应当强调既要为系统开发建设在资金、人力等资源投入上做明确规划，也要有系统投入运行后的相关安排。只有这样才能确保智慧地下综合管廊管理平台建设的最后成功。

参考文献

[1] 曹茂春，张东霞.智慧管廊信息化建设探讨[J].技术与应用，2016，

（11）：76-80.

[2] 刘铭君.基于"互联网+"的智慧化综合管廊应用前景分析[J].基层建设，2017，（20）：51.