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一、智慧管廊綜合管控可視化平臺簡介

智慧管廊綜合管控可視化平臺是在城市綜合管廊中，利用物聯網傳感技術、設備聯動控制技術、數據可視化技術、二三維GIS技術等，對智慧管廊各個系統及系統所處環境進行監測與聯動控制。智慧管廊綜合管控可視化平臺由智能物聯網平臺（Artificial Intelligence & Internet of Things）、數據中心（Data Center）、數字化運維可視化中心（Digital Operation Monitor Center）三部分組成，簡稱AIOT+DC+DOMC。其中，智能物聯網平臺（AIOT）完成管廊的集中監控、統一管理，實現數據信息共享及設備的聯動操縱。數據中心（DC）完成管廊各系統運行過程中的數據存儲，利用各種算法分析模型，對數據進行挖掘分析，形成更有價值的數據鏈。數字化運維可視化中心（DOMC）完成數據信息應用，業務流程管理，故障管理，設備的聯動操縱，智慧運維等。

二、智慧管廊綜合管控可視化平臺架構

智慧管廊綜合管控可視化平臺選用層次化設計、統一架構、標準協議、協作管理的總體技術架構思路，層次化設計方案包含：感知層、連接層、傳輸層、數據層、展現層。

感知層: 根據傳感器/控制器、監控攝像頭收集管廊內環控系統（溫度、濕度、氧氣濃度、甲烷濃度、硫化氫濃度、液位、風機啟停、水泵啟停）、電力系統（功率因素表、三相電表）、消防系統（手動報警設備、煙感報警設備、可燃氣體監測器）、安防系統（電子井蓋、紅外對射、門禁、視頻監控）、應急通信（IP電話、廣播）等系統信息,，實現對各個管廊艙體運作情況的感知。

連接層:采用統一的機器設備連接服務和各種通訊終端設備及連接計劃方案，選用統一的數據收集及操縱端口實體模型，需考慮適用多種工業生產通訊協議。

傳輸層:采用“有線+無線”通訊互聯網，完成信賴度高的雙重數據傳輸，保證各種物聯網感知數據信息即時收集，遠程操作指令即時到達和執行，無縫連接互聯網大數據服務平臺。

數據層:采用“有線+借助先進的數據庫集群技術、大數據分析與挖掘技術，搭建智慧管廊大數據處理平臺。搭建從終端設備到服務平臺、從機器設備到業務流程、從數據信息到經營管理決策的全業務、全數據、全覆蓋的數據運營體系。

展現層:采用“有線+借助RS、GIS、BIM、導航、三維可視化、虛擬現實、移動互聯等技術，為智慧管廊的運營商展示出各種酷炫的智慧管廊可視化效果。

三、智慧管廊物聯網平臺

智能物聯網平臺（AIOT）包含環控系統、安防系統、消防系統、應急通信系統、電力監控系統等。

1、環控系統

環控系統對綜合性管廊各個艙體內的環境情況、機器設備的主要參數和執行情況進行遠程監控，確保管廊內各市政工程基礎設施的正常運轉。監控內容包含：
管廊溫度、濕度、集水井液位儀、氧氣濃度、甲烷濃度、硫化氫濃度等；
管廊內各艙室照明燈具、排煙風機、污水提升泵的機器設備運轉情況、常見故障監控、遠程設備操作及智能化調整等；選用硬聯動、軟聯動、遠程操作三級工作機制，有利于提高聯動操作效率。

2、安防系統

安防系統包含電子井蓋、紅外對射、門禁、視頻監控等子系統。

（1）視頻監控系統

視頻監控系統由監控攝像頭、流媒體服務器、視頻監控綜合管理平臺等構成。系統采用數據信號傳輸技術和網絡通信技術，完成統一的視頻流存儲、信息顯示和遠程控制等功能。
適用于視頻圖像行為分析與圖像處理、集中化存儲管理、實時畫面瀏覽、設備維護管理等場景；另外還可與門禁系統、人員定位系統、消防系統、環控系統、防入侵系統等聯動。

（2）光纖線防入侵系統

在地下綜合管廊工作人員出入口處、通風孔和加料口部位布署安全防護光纖設備，避免非法入侵等惡性事件。當入侵惡性事件發生時，立即檢測非法入侵，根據算法系統識別、視頻核查，進行入侵警報與現場聲光警告。并與視頻監控系統、門禁系統、智能機器人安全巡檢系統聯動。通常使用紅外線、微波加熱等傳感器技術檢測系統連接。

（3）電子井蓋監控系統

電子井蓋監控系統，通過對管廊加料口及逃生出口處的電子器件的后蓋板進行實時監測、遠程操作，合理監控不法分子在地下管廊的盜竊、毀壞等行為，確保地下管廊的安全運行。
系統由機械設備部分、操縱部分和通信部分構成，可完成遠程操作、現場操作、緊急狀況操作；可與照明系統、智能機器人安全巡檢系統、視頻監控系統、消防系統等聯動。

（4）門禁系統

門禁系統具備開關門權限、門卡報失、不法闖進、雙重讀卡器防添加等管理功能，另外能通過數字化運維可視化中心與消防安全系統聯動，收到消防警報信息內容后，門禁控制器自動開啟所控制的門，幫助工作人員脫險。門禁系統管理服務平臺集成到管廊數字化運維可視化系統中，完成出入工作人員管理、聯動方式管理等功能。

（5）智能機器人安全巡檢系統

將服務機器人連接智慧管廊數字化運維可視化系統后可以完成自動安全巡檢、主動檢測、應急管理，解決人工安全巡檢時室內空間細長不便行走、附設設備多、巡檢效率低下的難題。系統主要由智能機器人（含智能運動小車、導航控制模塊、躲避障礙物控制模塊和通訊控制模塊）、多參數檢測系統（含可見光檢測、紅外測溫儀、溫濕度檢測、甲烷、硫化氫和氧氣濃度檢測）、通訊子系統和電氣設備配件等構成。
根據巡檢機器人與其他設備合作，完成與環控系統、排水管道、消防系統、電子井蓋系統等聯動。

3、人員定位系統

選用高精密（精度達15~30cm）無線網絡精準定位系統，并借助領先的單脈沖無線網絡精準定位技術，布署精準定位通信基站，為運維人員裝配標識，完成實時定位、智能化每日簽到、安全巡檢、應急調度。在可視化界面中實時顯示人員定位信息，確保人員安全及運維工作的正常開展。

4、管廊防外破檢測系統

選用高精密（精度達15~城市綜合性管廊屬于地下隱蔽設施，經常因為市政管理，大型機械會在管廊附近連續、頻繁的施工，對管廊構造造成巨大的影響，嚴重時還會造成土層塌陷等重大安全事故。對于第三方造成管廊施工構造毀壞的情況，管廊防外破檢測系統對地下設施附近一定范圍內的土壤層震動情況展開持續檢測和分析，實現了地下管廊安全性監控，及時預警，合理避免第三方毀壞的情況發生。

5、管廊構造地基沉降檢測系統

選用高精密（精度達15~城市綜合性管廊長期運營后，管廊施工段的接口處會形成相對位移，這類相對位移分為水平和豎直方向，豎直方向的位移會造成土層地基沉降，嚴重時會造成塌陷等重大安全事故。
光纖光柵式水平儀對管廊的地基沉降情況進行持續檢測，及時對管廊構造的地基沉降情況、形變發展趨勢做出判斷和預警，確保城市綜合性管廊的安全穩定運營。

6、消防系統

選用高精密（精度達15~管廊艙底部署有火災事故安全自動警報系統。采用“集中化警報”設計方案，由手動報警設備、煙感報警設備、可燃氣體監測器、火災事故光控報警器、消防應急廣播、消防安全IP電話、消防報警系統控制板等構成。在監控運營中心或消防控制室設定消防系統顯示屏，消防系統報警產生時，根據統一監控運營中心連動視頻監控系統、環控系統、自動救火系統，將火災事故現場視頻置于屏幕上，啟動排煙系統，打開管廊逃生出口，關閉火災事故所屬系統分區與鄰近系統分區的防火門，啟動相對系統分區的全自動救火設備。

7、應急通信系統

選用高精密（精度達15~應急通信系統中涉及的設備有IP電話、廣播。
有線應急通信采用光纖線電話系統，管廊內IP電話有一鍵呼叫控制中心的作用。固定電話應急通信系統可以與監控器網絡平臺互動交流，且能接收網絡平臺發出的廣播節目的命令，并將廣播節目內容播放出來。
無線網絡緊急通信系統是運用漏泄通信原理，在管廊內建立無線通信互聯網，完成運維調度平臺與移動手持終端之間、移動手持終端A與移動手持終端B之間的雙重無線通訊。該系統管廊內設施主要由漏泄電纜線、雙重中繼器、負荷和智能終端構成。

8、電力監控系統

選用高精密（精度達15~正常狀況下，金屬材料保護層對地只有幾十伏的感應電壓。一旦接地裝置系統遭受破壞，金屬材料保護層對地工作電壓便會到很危險的范圍，對管道自身及運維巡檢工作人員造成極大的安全風險。電力監控系統在電纜終端頭的電線接頭上安裝電流量監測設備（電壓互感器），實時監測接地裝置的電流量瞬變、突變情況，實現對電纜線接地裝置的常見故障迅速預警和精確定位，為路線維修提供可參考的依據。

四、智慧管廊可視化技術

1、二三維GIS

選用高精密（精度達15~測繪地理信息系統（GIS）基于地理信息數據，呈現出二三維場景的數據可視化，例如管道網在城市的具體分布和走向，可在地圖上精確顯示出信息監測設備的分布。從宏觀角度實現地形圖二三維聯動、管廊訪問、屬性查詢、管道網運作動態監測、應急管理、空間地區查詢與剖析、GIS算量與標明等功能。

2、BIM技術

選用高精密（精度達15~以BIM為基礎，實現管廊全生命周期的精細化管理，實現全過程仿真模擬監控器、數據可視化管理、資源分配等功能，結合深度學習優化算法，真正實現管廊智慧化運營的目標。
將綜合管廊中的環控、電力、消防、監控、安防等各個系統和多種類型的數據融合連通，采用“BIM+GIS”、“BIM+VR”技術實現對全部管廊運作態勢的形象化感知和操控，從而完成管廊內部場景漫游、危險因素報警、運營主要參數顯示等功能。

3、VR系統

選用高精密（精度達15~VR系統實現對綜合管廊的智慧管理、虛擬安全巡檢、遠程操作、應急演練、虛擬體驗等功能。該VR系統由虛擬工作站、視覺效果信號接收器、VR輸出設備、無線接收器和音箱系統等構成。

智慧管理:   用VR技術實現綜合管廊的智慧化管理，例如設備的精細化管理；

虛擬安全巡檢:   對管廊各類數據信息實時觀測，可模擬真實安全巡檢的場景；

遠程操作:   根據VR推送命令操縱排風系統、照明系統等設備系統；

應急演練:   仿真模擬火災、交通事故等緊急事件，演習應急方案;

虛擬體驗:   城市地下空間綜合開發利用的認知教育、宣傳推廣等。

五、總結

智慧管廊綜合管控可視化平臺的建設，有利于城市地下空間的合理利用，降低由于自然環境、人為事故導致的城市基建設施的損壞率。可視化平臺的建設也有利于日常運維工作的開展，對管廊的智慧化管理和運營起到了非常積極的作用。
UIPower的智慧管廊數據可視化解決方案結合了二三維GIS技術、BIM技術等，以新穎的交互方式、富有沖擊力的視覺呈現、酷炫的動效效果，為城市的管廊智慧化進程盡一份力量！

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