浅谈城市综合管廊运维管理系统建设思路

2022-09-10

一、引言

综合管廊是一种新型的城市地下空间管理方式, 它将电力、通信、燃气、给排水等各种管线集于一体, 实行“统一规划、统一建设、统一管理”, 达到地下空间的综合利用和资源的共享的目的。随着综合管廊建设规模不断扩大, 如何对建成的综合管廊进行有效的管理维护成为每个管廊建设城市共同面对的难题。目前部分城市对新建的地下管廊工程仍然采用传统的人工管理方式, 效率低下, 且需要耗费大量的人力物力。为解决综合管廊后期运维阶段管理问题, 需要结合有效的信息化的手段对管廊进行全方位管理。

二、管廊信息化现状分析

从目前情况看, 多数城市在建设管廊信息化系统的过程中普遍存在以下几个方面的问题:

(一) 缺乏统一的标准规范

从目前综合管廊的情况来看, 其基础数据未按照标准规范进行采集整理, 并且各类数据, 包括管廊本体数据、附属设施数据、入廊管线数据之间缺乏空间关联性, 不仅使信息化建设缺乏基本的前提和基础, 而且不利于综合管理的运营、管理。然而规范化的数据作为信息系统建设的基础, 对于管廊运维系统的兼容性和扩展性要求也是及其重要的。

(二) 各段管廊间未能互联互通

综合管廊一般都较分散的规划在城市新区, 各段管廊都分布在相互之间不连通的区域, 在每个区域各自建有监控中心未实现联网运营, 从信息化整体规划及未来运维管理的要求来看, 各段管廊由多个监控中心各自运行对于信息化整体建设及运维管理均十分不利。

(三) 缺乏设备联动和应急响应的机制

管廊安全良好的内部环境是各类管线安全运行的保障, 但由于受到使用年限、受潮、通风不畅等因素影响会存在一定的隐患, 产生不利于巡检人员工作的环境, 如何将工作环境与入廊人员的动态信息进行联动, 在识别到风险的时候第一时间通知并引导廊内人员, 疏散到安全地方并启动应急响应机制就变得尤为重要。

(四) 缺乏统一管理平台

综合管廊运营维护的各项工作, 包括设备管理工作、管廊巡查巡检工作、综合运营管理工作、安全监测工作, 由各自独立的系统进行管理, 未整合到统一的管廊管理平台, 导致各子系统之间信息孤立, 数据无法共享, 对于城市综合管廊的整体运营管理水平的提升十分不利。

三、管廊运维系统建设特点

针对以上问题, 厦门管廊运维管理系统在建设过程中形成了较有效的解决方案, 下面进行详细探讨。

(一) 建立规范化的数据采集方式

首先, 依据国家最新出台的《城市综合管廊工程技术规范》GB/50838–2015等相关标准规范, 建立符合厦门实际需求的城市综合管廊数据采集和储存标准规范, 对于管廊本体及其附属设施、管线数据需要借助测绘手段进行分类采集, 再进行分级分层存储, 最后建立各类数据之间的关联性和拓扑关系。如果要将管廊前期设计阶段的BIM数据导入到运维系统, 还需要使用数据剪裁技术降低精细度来保证渲染的流程性。通过上述完善的数据采集和存储标准规范, 保障了管廊相关各类数据的全面性和准确性, 满足管廊全生命周期的动态管理需求, 并为将来的大数据整合和分析提供关键的基础数据支撑。

(二) 建立管廊一张图

其次, 对于管廊空间位置相对分散的现象, 系统在整体架构设计需要考虑市级、片区级、管理站级不同层级用户对管廊运维阶段差异化需求, 围绕“市、区、站”的不同需求构建要素信息和展示效果。系统以GIS技术为基础, 根据图层显示级别差异性的原理, 打造“管廊一张图”, 实现将所有要素根据需求的变化在不同地图显示级别下呈现用户关注的信息。

在运维平台建设时始终围绕城市、片区、管理站的综合管理需求搭建的“管廊一张图”, 才能实现城市综合管廊相关的人、财、物、业务的全面综合管理和智慧化管控。

(三) 建立应急响应联动机制

仅单纯监测管廊的运行环境, 没有将设备与人员信息联动是达不到智慧化管理的目标, 为了能将管廊日常管理与“事前预警、事中应急、事后处置”融为一体, 系统设计时充分考虑了管廊运行安全和周边环境安全, 实现管廊安全隐患监测预警、及时智能化处置;当管廊发生应急事故时, 自动生成预案处置措施, 提高管廊应急响应效率, 将管廊安全由被动提升到主动安全级别。

以管廊内部突发火灾事件为例来说明设备间联动的机制, 当环境监测设备监测到管廊内发生火情时, 系统通过逃生分析路径指引功能引导疏散廊内人员, 同时现场消防灭火装置启动, 事故点的摄像头自动弹窗查看火情的大小, 管廊内风扇和防火门自动关闭, 防止空气对流。灭火完成后, 开启风扇通风, 门禁系统打开防火门, 至此完成了整套应急响应机制的联动管理方案。除此之外, 系统还针对管廊内事故安全, 提供了隐患排查、火灾分析、爆管分析、事故抢险分析等智能化分析服务, 为管廊突发事故提供事前预警防御、事中应急联动、事后处置优化的全面解决方案, 通过建立各类突发事件的分析模型和应急预案, 将管廊安全变被动为主动, 达到智能化运维管理的目的。

(四) 建设集中统一的管理平台

系统围绕管廊“经营、维护、安全”三大核心业务内容, 结合物联传感、高精度定位、大数据挖掘分析等技术, 充分整合管廊内各类空间数据资源、业务数据资源、机电传感设备等资源内容, 解决传统管理模式中多系统独立运作、信息不连通问题。以巡检工作为例, 巡检人员日常工作需要涉及到通讯对讲系统, 门禁管理系统、环境监测系统、资产管理系统、人员定位系统、维护管理等多个系统, 如何将各系统集成在一个平台就是本项目在建设过程中着重考虑的问题。由于管廊是个密闭的空间, 廊内的通讯与外界是隔离的, 因此, 项目采用自组网的方式, 为进入管廊的巡检人员配备了集“通讯、定位、巡检”为一体的手持终端设备, 通过连接局域网WIFI信号进行语音通讯, 再借助超宽带技术实现室内高精度实时地定位 (定位精度20厘米) 。在手持终端设备上安装了巡检APP系统, 当人员进入管廊区域时, 可以通过APP系统先查看廊内的工作环境是否适宜, 并将人员身份信息推送给门禁系统进行识别, 当巡检人员发现廊内管线或者设备存在隐患情况的时候, 可以使用通讯系统第一时间与监控中心联系, 并结合高精度室内定位系统将位置信息, 配合文字描述和图片上报给管理人员。管理人员可以利用维护管理系统将隐患信息进行分级分类、定期跟踪, 最终达到了多系统集成管理, 协调分工的效果。

四、结论

本文探讨了厦门综合管廊运维系统在设计和建设过程中一些特点, 延续了传统的信息系统建设手段:以标准建设为导向、以简洁的管廊GIS一张图为基础, 也引入了一些先进技术:物联传感技术、室内高精度定位技术、大数据分析技术。但在管廊智慧化建设方面还有需要提升的地方, 希望通过逐步完善运维管理平台, 达到提高城市综合管廊管理的信息化、智能化的水平, 提升城市综合管廊运营管理效率、降低运营管理成本, 为实现管廊智慧化管理的目标打下良好基础。

摘要：本文以厦门城市综合管廊运维系统建设为例, 通过分析管廊信息化建设现状, 探讨如何结合新技术、新思维打造符合实际需求的管廊智慧化管理平台。

关键词：GIS,综合管廊,物联传感,运维管理