解决方案

智慧管廊基本概况


       地下综合管廊就是“城市市政地下管线综合体”,即在城市沿道路或管线走廊带建造一个地下连续结构物,将以往直埋的市政管线,例如给水、雨水、污水、供热、电力、通信、燃气、工业等各种管线集中放入其中,并设置专门的配套系统,按照实际需求组织的规划、设计、建设和后期运营管理,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

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       综合管廊设施主体位于地下、空间相对狭小、线性分布、距离较长,存在照度、氧气、湿度、粉尘、可吸入颗粒物、微生物、动植物干扰等因素。其潜在的运营风险包括灾害类风险(如:火灾、水灾、恐怖袭击、自然和人为地质环境变化导致管廊结构体发生变化);环境类风险(如:高温、高湿、管廊建设材料和入廊管线挥发的部分有毒气体、附着或漂浮在管廊中的各类细菌和病毒、小动物、粉尘和可吸入颗粒物);设备类风险(如:电源故障、通信故障、照明故障、传感器故障、控制器、阀门、开关、风机、排水泵等可动作的设备产生故障);人员类风险(如:不合格的人员的使用、资格合格的人员未按照相关规范和标准进行操作、相关人员未尽职守、不同主体和部门间沟通不畅等)。


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       智慧管廊是智慧城市的应用实例。智慧管廊综合管理平台应基于公共云和私有云的智能化信息集成管理,通过先进的云计算、大数据、物联网等计算机技术、网络技术、通信技术和管理技术,将三维地理信息、设备运行信息、环境信息、安全防范信息、视频图像、预警报警信号、管理信息等内容进行融合,应用、网络、专业子系统、物联网设备等资源通过有效的系统集成方式,形成一个能够在互连互通中,实现子系统优势互补,协同作用的管廊运营监控整合平台。



智慧管廊国内外发展历程


国内情况

北京:我国第一条综合管廊设置在天安门广场。天安门广场是我国政治活动中心。1958年在天安门广场敷设了1076m综合管廊。1977年配合《毛主席纪念堂》施工,又敷设了500多米。

上海:1978年12月23日,宝钢在上海动工兴建。被称之为宝钢生命线的电缆干线和支干管线大部分采用了综合管廊方式敷设,埋设在地面以下5~13m。。

济南:2001年在济南市泉城路改建工程中,在道路南北两侧各建一条综合管廊,全长1450米,沟高2.75米,沟顶距地面1.5至2米,采用混凝土浇筑。对供电、供水、供暖、电信、交通指挥、有线电视等各类管线及设施制定了统一的系统方案,并充分考虑了与周边道路管线的衔接和辐射。

沈阳:浑南新城市政综合管廊(干线型)2011年开工,2012年竣工,管廊工程总长度约11.6公里,成井字形布局,主要纳入电力、电信管线。

总体来看,国内综合管廊技术起步晚,建成规模小,管线种类少。据不完全统计,目前全国建成并投运的综合管廊在1000公里左右。


国外情况

法国:综合管沟已有170余年的发展历史。法国巴黎1832年就开始兴建世界上第一条综合管廊,综合管廊内容纳了自来水、通讯、电力、压缩空气。

英国:伦敦1861年开始兴建,综合管廊内容纳了自来水、通讯、电力、燃气管道、污水管道。

德国:汉堡1893年开始兴建综合管廊,综合管沟内容纳了自来水、通讯、电力、燃气管道、污水管道、热力管道等市政公用管道。

日本:是目前世界上综合管廊建设最先进的国家。目前,日本综合管廊建设已经处于国际领先水平,实现了大规模综合管廊建设。其国内管线管理以综合管廊管理为主。

总体来看,国外的技术发展早,建成规模大,管线种类综合。



智慧管廊政策要求


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       国家标准GB 50838-2012《城市综合管廊工程技术规范》中规定综合管廊应配备具有专业资质的维护单位并建立管理维护档案。

       2013年9月,国务院办公厅下发了《关于加强城市基础设施建设的意见》(国办发(2013〕36号),该文件中指出,开展城市地下综合管试点,用3年左右时间,在全国36个大中域市全面启动地下综合管廊试点工程∶中小城市因地制宜建设一批综合管廊项目。新建道路、城市新区和各类园区地下管网应按照综合管廊模式进行开发建设。

       2014年6月关于《国务远办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》(国办发〔2014〕27号)指出稳步推进地下综合管廊建设,加强科学技术和体制机制创新。

       住房城乡建设部部长陈政高出席培训班座谈会指出∶ 要统一认识,统一思想。事实证明,城市地下综合管廊建设在国际上是一条成功的道路。综合管廊建设的意义在于充分地利用地下空间,节省投资,对拉动经济发展、改变城市面貌、保障城市安全都具有不可估量的重要作用。



智慧管廊建设目标


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       建设智慧管廊综合管理平台,通过智能传感器、物联网、自动化控制、GIS地理信息、三维可视化等技术,促进综合管廊由“二维”到“多维”、“自动化”到“智慧化”的转型,以信息平台为支撑,智能控制为手段,实现对综合管廊的基础数据及动态信息共享、资源整合、精准管控及智能决策等,实现综合管廊综合管控、智慧运维等的空间化、智能化、自动化、智慧化和可视化,提高综合管廊建设和运营管理的效率和质量。

       城市管廊建设从过去的探索阶段正式步入政府调控、多方融资、统一规划和总体运营的平稳发展道路上来。城市地下综合管廊建设实现了包括供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等多个城市重要管线的有序入廊,解决了以往多政府部门、多辖区、多使用单位的管理混乱难处,也最大程度改善了城市内涝、“马路拉链”式工程和地下空间资源利用率低等问题。



智慧管廊平台架构


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智慧管廊系统亮点


1、设计优于标准规范

源于系统工程的理念,形成的设计方案,基于标准规范,优于标准规范。

与智慧城市其他子系统进行深度融合和无缝对接。


2、智慧和安全

健全的质量体系和信息安全体系。

贯穿了综合管廊智慧和安全两大主题,也就是两大建设目标。


3、三维可视化管控

采用BIM、GIS、VR等技术,实现综合管廊可视化管控。


4、全面感知  智能化监控

深度集成各个子系统,兼容不同品牌硬件产品,适合大规模扩容,进行一体化设计,实现管廊、管线、设备、人员的全面感知与智能化监控。


5、智慧化分析决策

采用大数据分析手段,实现管廊空间分析、分析预判、辅助规划等智慧化运维决策。


6、一体化运维、降低运维成本

跨平台的移动终端应用,多部门的信息共享和业务联动,一体化监控运维、全生命周期管理。



智慧管廊全可视化管理


智慧管廊管理平台Z-Pipe(图1)


       结合实际运维过程中对可视化形式的需要,本着提高工作效率、增加系统实用型的原则,不同的管理版块配以不同的可视化展现形式,并且可在多个展示形式上进行切换,来满足不同的现场需求场景。

       平台基于物联网感知技术与BIM、GIS、CAD等信息化技术的集成。以专业对口的可视化方式为管理人员提供一个管理平台,实现危险预警、节能减排、高效管理的目标。


——CAD可视化管理

环境监测、照明系统等以CAD矢量图的展示形式进行管理。

可直接在CAD图上查看相关系统、传感器、设备的位置;

设备状态实时显示,告警、离线设备有颜色与动态提醒,支持点击设备直接查看设备动态数。

方便运维人员的运维工作,极大的节省了运维的人力成本。


——BIM模型+组态图可视化管理

能耗监测、排水系统、视频监控系统使用情况等可通过BIM模型+组态图的形式进行管理。

可直接在BIM模型上查看相关系统、传感器、设备的位置并可实现远程操控、线上巡检、线上实景培训;

BIM轻量化可按照不同系统、以及不同人员的权限显示。

极大的提升了管廊安全和运维人员的工作效率。


——三维仿真可视化管理

人员安全定位通过三维仿真形式进行管理。

相关人员携带定位设备(安全帽、工卡等),感应器实时接收信息,上传经纬度、时间信息到管理中心,在管理中心的三维电子地图上实时显示行动轨迹。

接收设备可以离线存储人员定位信息。

管理者实时查看定位人员所处位置及现场情况。通过系统软件对传回的数据进行分析、处理、轨迹回放。


——GIS地理信息可视化管理

GIS地图展示管廊的位置及硬件设备信息。

展现形式为地图、卫星地图相结合的展现形态。

GIS地图可编辑,如后续实际地理信变更,可在地图上进行编辑扩展。

GIS地理信息可显示相关单位并在地图上显示具体地址,包括应急管理单位、管理单位、周边单位、社区/小区,如发生紧急事件可以一键通知相关联系人,通过接口也可将信息传递给应急管理相关单位的指挥应急系统。


——VR可视化管理

实地取景拍摄,制作管廊内外环境VR全景模型。VR不仅可以在平台进行展示并可以离线交付全景成品。

VR为实景建模,代入感强,适用于工作汇报及成果展示。

VR全景可在模型上对应位置增加设备信息,全景效果不仅客观性强,同时增强了实用性和可扩展性。


——可视化管理-大屏  

可视化数据大屏,使得各级领导、相关负责人对各重点区域安全监控、管廊运维数据、工作状态,尽数掌握。


——移动端可视化管理(管理端)

领导、管理层:可以在移动端随时查看院区及管廊监控;设备告警信息也会在移动端弹出;任务工单及完成情况、能耗等数据统计均可在手机上随时查看。

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——移动端可视化管理(操作者端)

工作人员:运维人员日常可在手机端查看权限范围内的软硬件工作详细情况。遇到突发事件,相关人员会受到告警信息与应急预案。运维人员还可在手机端接受任务工单,完成工单后通过手机上报,有效提高工作效率。

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智慧管廊安全智能化场景应用

安全是智能化管廊管控的重中之重,智能化平台应用的目的是要将安全事故的被动处理转为有效预防。

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设备实施管控

基于物联网及BIM的先进技术,平台通过智能传感器,破除信息孤岛,可对管廊内的硬件设备运营状态进行集中管控,出现离线、预警、告警及时反处理,保障了管廊内的设备安全与人员安全。

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环境安全监测

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火灾告警

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应急指挥

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硬件设备管理

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大数据分析-分析预判

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运维工单管理

平台工单管理功能,支持多种形式的工单派发,满足运维工作的各种场景。高效提升运维工作效率的同时,工单数据的集成使得运维工作更加的准确并具有针对性。


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廊体设备感知及预警

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平台信息安全保障-安全架构

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面向智慧管廊的数字化转型之路

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