目前，我國雖已有3項國家標準闡述了綜合管廊監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成內容、需要實現的具體功能和性能指標，但就其智能化管理尚沒有具體規(guī)定。筆者設計的綜合管廊智能監(jiān)控系統(tǒng)在滿足上述國家標準的基礎上，綜合運用BIM、GIS、大數據等先進技術，通過對管廊內環(huán)境與設備狀態(tài)的主動感知、異常問題的動處理和運營情況的智能分析，實現了對綜合管廊的智能化管理。

綜合管廊智能監(jiān)控系統(tǒng)總體架構由中央層、控制層、設備層3級組成。其中：中央層設置在監(jiān)控中心，硬件由各類型數據機柜和監(jiān)控終端組成，包括監(jiān)控系統(tǒng)機柜，安防系統(tǒng)機柜、通信系統(tǒng)機柜、數據管理機柜、UPS機柜、各類型工作站和監(jiān)控大屏等；軟件由各類型業(yè)務軟件組成，包括統(tǒng)一管理平臺軟件、數據庫軟件、工控系統(tǒng)軟件、通信系統(tǒng)軟件、BIM軟件、手持終端APP等。2)控制層為設置在管廊現場內每個防火分區(qū)設備間的區(qū)域控制單元(ACU),機柜內主要設備包括交換機、PLC、UPS、NVR、中間繼電器，斷路器等.)設備層為安裝在管廊廊體內的各類型傳感器和前端設備，包括氣體傳感器（〇2、H2S、CH4、溫??度）、液位傳感器、煙霧傳感器、紅外探測器、攝像機、無線AP、設備控制箱（風機、水泵、照明等）門禁、巡更點等。系統(tǒng)架構如圖1所示。

管廊監(jiān)控系統(tǒng)從功能上可劃分為環(huán)境與設備狀態(tài)監(jiān)控、安防視頻監(jiān)控、人侵與門禁監(jiān)控、火災自動報警、無線與固定語音通信、電子巡更、人員定位、機器人自動巡檢等部分。該系統(tǒng)通過統(tǒng)一管理平臺對所有功能模塊進行集成，具有監(jiān)視監(jiān)測及控制、報警管理、數據采集存儲等功能，并能夠通過大數據技術對監(jiān)測數據進行趨勢分析；同時具有應急方案預設、廊管線數據管理、系統(tǒng)維護和診斷，以及基于GIS和BIM技術的運維管理功能，能夠實現對數據來源的實時定位和3D瀏覽。系統(tǒng)功能如圖2所示。

系統(tǒng)中央層設置在監(jiān)控中心，為管廊提供設備監(jiān)控、檢修和運維辦公等配套服務。中央層硬件系統(tǒng)需滿足統(tǒng)一管理平臺軟件及各子系統(tǒng)后臺軟件的運行環(huán)境要求。

ACU是為滿足綜合管廊內眾多檢測數據集中管控、傳輸的需求而設置的區(qū)域控制模塊，它集信號采集、本地控制、數據交換、遠程聯網等功能于一體。ACU內設有PLC控制器，通過數字量/模擬量輸入、現場總線的方式采集氣體濃度、溫度、人侵防范、液位等監(jiān)測信息，根據設定的條件控制通風機、排水泵、照明、電控井蓋、門禁、光報警器等設備的運行。ACU的網絡通道由安防交換機和監(jiān)控交換機組成，分別接人攝像機、無線AP、門禁和PLC控制器等設備，再分別通過環(huán)網光纖上傳至監(jiān)控中心。ACU機柜以及管轄范圍內的監(jiān)控設備，通過各類斷路器、開關接到機柜內的UPS輸出端,UPS外接配電柜。

系統(tǒng)前端設備層主要由環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等現場儀表與設備箱組成，包括：

綜合管廊健康系統(tǒng)統(tǒng)一管理平臺軟件，應用SOA架構開發(fā)，充分整合各業(yè)務系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的業(yè)務接口，在傳統(tǒng)3層架構基礎上運用Webservice的SOAP和REST進行系統(tǒng)數據通道建構，實現了多層服務模式。軟件通過GIS地圖和BIM建模技術，實現監(jiān)控數據與位置信息的實時關聯，以及管廊內的3D同時，系統(tǒng)應用大數據技術對管廊業(yè)務的相關結構化、半結構化和非結構化數據進行實時采集和分類存儲，再通過數據挖掘算法，生成管廊運維管理工作所需的各類數據圖、表，為管理單位提供運維管理的分析決策依據，從而通過統(tǒng)一管理平臺整體提升運維管理工作的質量和效率。平臺架構圖如圖3所示

1）監(jiān)測數據：包括溫??度、氧氣、甲烷、硫化氫、液位等傳感器的環(huán)境監(jiān)測信息；風機、水栗、照明、電控井蓋等設備的運行狀態(tài)；固定電話、無線AP、V01P手持終端等通信設備的數據信息；門禁、紅外對射、攝像機等安防設備的監(jiān)控信息等。

2）報警數據：包括監(jiān)控設備的故障報警信息環(huán)境傳感器的超限報警信息和安防設備的監(jiān)控報警信息等。

3）系統(tǒng)數據：包括業(yè)務管理模塊的用戶信息運營服務模塊的客戶信息和應急指揮模塊的資源信息等。

1）現場設備：管廊內的各類型監(jiān)控數據，通過數字量、模擬量、現場總線或網絡通信的方式匯聚到ACU。一部分數據進入到PLC進行預處理，在統(tǒng)一通過ModbusTCP協(xié)議或者OPC協(xié)議，上傳給監(jiān)控中心的監(jiān)控系統(tǒng)機柜；另一部分數據使用專用協(xié)議或私有協(xié)議，直接通過ACU內的匯聚交換機上傳上傳至監(jiān)控中心的安防系統(tǒng)機柜或通信系統(tǒng)機柜。

2)中心設備：中心的各類型數據服務器、存儲設備、和專用設備均接入核心交換機，通過TCP/IP協(xié)議進行通信。系統(tǒng)內部或與其他系統(tǒng)交互數據使用統(tǒng)一接口格式。

用于描述數據的數據，主要包括操作日志信息對照表、設備狀態(tài)信息對照表、監(jiān)測點類型對照表等，如表1所示。

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網絡、系統(tǒng)架構、聯動控制和綜合數據服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協(xié)調復雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環(huán)境和設備的使用和恢復效率。

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。

環(huán)境監(jiān)測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

從系統(tǒng)結構、組成、功能詳細的介了綜合管廊智能監(jiān)控系統(tǒng)的實現方法。該系統(tǒng)深度結合運營單位的使用需求，并應用B1M、GIS和大數據技術，用戶通過統(tǒng)一管理平臺即可實現對綜合管廊運行狀況的統(tǒng)一檢測、統(tǒng)一管理，使業(yè)務處理更加方便高效，從而實現了綜合管廊的智能化管理。該項目研究成果已在武漢市武九線綜合管廊項目、沈陽市中德園綜合管廊項目中實施應用，并取得了良好的使用效果和社會效益。