淺談城市綜合管廊基於物聯網融合通信係統應用分析

摘要：綜合管廊作為(wei) 城市地下管線的綜合載體(ti) ，對城市發展有著重要促進意義(yi) ，結合現代物聯網通信技術的應用，對城市綜合管廊進行智能化管理，能夠有效提高城市基礎服務質量。城市綜合管廊在物聯網技術的應用推動下，得到了較大程度的發展，對城市的發展建設也起到了較為(wei) 突出的作用。結合物聯網技術，不斷優(you) 化施工設計方案，提高施工及流程的規範性以及標準，整體(ti) 提升城市綜合管廊的服務質量，是現階段城市基礎設施建設的*點。本文圍繞城市綜合管廊在物聯網融合通信係統作用下的具體(ti) 應用情況展開論述，以進一步推動城市基礎設施建設。

關(guan) 鍵詞：綜合管廊；物聯網；融合通信係統

0引言

物聯網技術在現代社會(hui) 企業(ye) 生產(chan) 、運營過程中有著重要的應用，其不僅(jin) 在通信方麵提供了較大便利，更是對機械應用效率、生產(chan) 效率、生產(chan) 質量的提高產(chan) 生較大影響。作為(wei) 城市基礎設施建設重要的組成部分，綜合管廊對城市發展的影響不言而喻，合理利用物聯網融合通信係統，可以有效提升管廊運營管理水平，進而提升入廊的電力、給水、通信等管線安全運營水平，提升城市供電、供水以及網絡通信的可靠性和安全性，對保障城市安全運行有著非常大的促進作用。

1工程案例簡介

城市綜合管廊建設發展過程中，物聯網通信技術起到了很大的作用，對管廊現代化建設提供了可靠的信息通信支持。如中國聯通通信業(ye) 務，對城市綜合管廊建設提供了可靠的信息通信幫助。對於(yu) 市政基礎設施綜合管廊建設的需求，中國聯通公司就結合了自身的綜合信息服務優(you) 勢，圍繞構建信息化企業(ye) 目標，進一步實現安全、可靠、無線化融合以及國際化統一且穩定的信息化企業(ye) 網絡目標。針對市政管廊需求中基礎通信業(ye) 務（語音、數據）、人員艙室定位、信息安全保障等，中國聯通公司對相應定位係統網絡層架構作出了合理優(you) 化，運用蜂窩網絡室內(nei) 定位技術，實現高精度定位目標，對城市綜合管廊內(nei) 部各管線係統進行*準定位，以保證管線問題發生時，能夠被及時發現、*準定位，輔助管線維修人員進行相應操作，以滿足城市綜合管廊物聯融合通信管理需求，對城市基礎設施建設起到促進作用。中國聯通公司與(yu) 管廊運營管理單位的合作中，除在語音、數據等方麵進行加強優(you) 化外，更進一步構建完善係統內(nei) 部虛擬專(zhuan) 網、核心專(zhuan) 網等，以保證城市綜合管廊係統能夠更加高效運行和處理相關(guan) 業(ye) 務，為(wei) 民眾(zhong) 提供更高水平的城市基礎服務。

2物聯網融合通信係統的構成與(yu) 功能

現階段的城市綜合管廊通信係統主要是針對狹小封閉空間研發的一種新型物聯網融合通信係統，其在通信穩定性以及覆蓋麵積方麵有著很大優(you) 勢，該係統的具體(ti) 構成與(yu) 功能情況如下述內(nei) 容所示。

2.1構成

“智慧線"是能夠將射頻單元、回饋係統以及電源線、信號處理單元和傳(chuan) 輸線等匯聚在同一電纜內(nei) 部的特殊線纜。從(cong) 外觀上看，智慧線與(yu) 常規電纜幾乎相同，不同的是其線纜內(nei) 部構造，每間隔一段距離，會(hui) 設置一個(ge) 無線通信節點，節點可覆蓋30～50米的範圍，節點覆蓋交疊，能夠實現無線通信信號穩定且連貫，實現語音、定位以及數據傳(chuan) 輸等功能。

物聯網融合通信係統主要依托智慧線（隧道通信係統延伸構成）的無線空中接口，接入智慧線網絡，承載語音、定位以及數據等業(ye) 務。該係統通信與(yu) 傳(chuan) 統基站組網方案不同，該組網方案的部署難度較低，且建網速度較快，成本較低，容易維護。

2.2功能

城市綜合管廊相當於(yu) 一條市政管線通道，可以實現水務、燃氣以及網絡通信、電力、熱力等的集中敷設。運行過程中，對現代信息化建設、管理需求程度也會(hui) 越來越高。在智慧線支持下，城市綜合管廊可以實現高效通信、指揮，統一、開放的城市監測目標，對管廊中各監測儀(yi) 表、設備狀態業(ye) 務應用以及檢測設備和人員、無線通信等進行綜合管控。在報警、監控功能實現的同時，對細分專(zhuan) 業(ye) 係統如通風係統、排水係統、防火係統、標識係統和供電、照明係統等附屬設施係統業(ye) 務進行聯動，以保證各係統業(ye) 務之間能夠“互通有無"，共同控製整個(ge) 管廊的運行管理體(ti) 係。且在現代科學技術不斷發展下，後續科技創新應用過程中，該係統也可以以其開放性特點，容納更多智慧通信技術，拓展業(ye) 務的同時，更好為(wei) 城市綜合管廊網絡服務。物聯網融合通信係統具體(ti) 有如下幾方麵功能。

（1）建立並提供一套統一開放、全覆蓋型通信平台。①實現全覆蓋式工業(ye) 級無線2M數據接入平台；②實現建設一套全覆蓋無線300M寬帶接入平台；③為(wei) 專(zhuan) 業(ye) 設備、係統提供接入、傳(chuan) 輸途徑；④內(nei) 部形成光纖環網；⑤具有數據分類、分析、儲(chu) 存以及處理等功能；⑥具有語音交換以及公網接入功能；⑦平台具有較強的開放性和擴展性。

（2）在上述功能建立的基礎上，對具體(ti) 係統業(ye) 務進行優(you) 化研發，能夠在多領域進行實踐應用，各領域應用過程中，體(ti) 現出無線通信的優(you) 勢——移動終端間、移動終端與(yu) 各路電話之間（如調度電話、行政辦公電話以及公網電話等）的語音、短信功能。在定位顯示方麵也有著較大優(you) 勢，可以通過在線巡查方式，對人員位置等進行實時監控，發現異常會(hui) 立即上報相關(guan) 數據、圖文信息，再結合無線通信、視頻功能，實現遠程操控。除此之外，係統內(nei) 部自帶安全防範模塊，能夠及時定位入侵者，聯動視頻監控、聲光報警等係統，對非法入侵行為(wei) 予以實時監測、監控。其內(nei) 部的無線傳(chuan) 感接入係統，能夠監測管廊內(nei) 部環境參數，一旦發現異常就會(hui) 立即啟動報警裝置，能夠對係統內(nei) 部各環節、模塊以及數據傳(chuan) 輸等進行監控。係統內(nei) 部的地理信息模塊能夠融合管廊內(nei) 部各專(zhuan) 業(ye) 管線實現基礎數據管理、共享目標。不僅(jin) 如此，統一管理信息平台可以根據用戶的具體(ti) 要求提供定製服務，實現與(yu) 各專(zhuan) 業(ye) 管線管理單位相關(guan) 基礎數據之間的交互應用；還可以為(wei) 基礎設施地理信息係統預留通信接口，且保證具有可靠性、易維護性以及容錯性、可擴展性。

（3）除上述功能外，物聯網融合通信係統還融合了城市綜合管廊中的自動照明、無線廣播、情報發布、在線監測、警報以及無線視頻傳(chuan) 輸、APP應用擴展等功能，對城市綜合管廊的建設與(yu) 發展提供可靠的通信網絡保障。

3加強城市綜合管廊基於(yu) 物聯網融合通信係統應用的意義(yi) 及措施

城市綜合管廊物聯網融合通信應用具體(ti) 還應做到以下幾點，才能保證該係統應用能夠符合各時期、各階段的城市發展要求，滿足城市基礎設施建設需求。

3.1強化智慧管廊技術的應用

城市綜合管廊物聯網融合通信係統還應注意強化智慧管廊技術的應用，以進一步滿足城市發展需要。現代科學技術在不斷發展，過程中應該將相應的技術有效運用於(yu) 城市綜合管廊物聯網融合通信過程，以此提高係統應用的效果。應用各類先進技術準確把控項目各層麵信息，利用建模實現數據分析，為(wei) 後期具體(ti) 的施工提供可靠的數據支持。如現階段已逐漸被廣泛應用的BIM以及GIS技術，將該兩(liang) 種技術進行充分融合，可實現智慧管廊技術的有效應用。

具體(ti) 融合操作如下：①針對BIM技術進行調整，工程建設運用三維數字技術，為(wei) 工程建模，對施工項目相關(guan) 信息做數字模型處理，進而提出合理、科學的可視化解決(jue) 方案，將其運用到工程施工過程，如設計過程、施工以及運營過程等，以此提供更加有效的服務。②針對GIS（地理信息係統）技術，利用計算機采集地表空間、地理分布相關(guan) 數據信息，並對信息進行分析處理，利用BIM、GIS技術結合的方式，實現地下管線、建築結構、地理環境等相關(guan) 數據的采集，利用該數據進行建模處理，將管廊、管線以及其他與(yu) 工程相關(guan) 數據信息輸入模型，促進管廊工程建設水平提升。

3.2整合廊內(nei) 設備，提升工作效率

進一步完善環境與(yu) 設備監控體(ti) 係，有效提升綜合管廊的管理質量。首先，需構建完整的無線通信係統。將該係統與(yu) 公共網絡通信係統以及等進行充分融合，設置於(yu) 管廊內(nei) 部，穩定聯係各移動終端。除此之外，還可以利用公共，運用“總部接入+內(nei) 部"方式，對異常情況進行及時報警，通知並輔助相關(guan) 維修人員快速找到故障位置，進行針對性維修。其次，可以利用物聯通信技術實現在線巡查，以幫助相關(guan) 管理人員充分了解管廊內(nei) 部結構，對運行數據做深入分析，依據監控數據，分析找到管理不足之處，進而針對性改正。與(yu) 此同時，相關(guan) 管理人員還可以借助無線通信、視頻功能，對相關(guan) 業(ye) 務進行遠程控製。再次，可進一步建立安全防範體(ti) 係，以有效防禦外部入侵，準確定位入侵者，聯動視頻監控、報警裝置，依據相關(guan) 數據信息，快速分析入侵者信息，並能夠對臨(lin) 時查看人員進行合理的區域控製，以免係統信息泄露或遭到不法入侵。除此之外，還可以建立無線傳(chuan) 感接入係統，綜合運用物聯網通信技術，針對管廊內(nei) 部環境參數做進一步監控，實時監測數據變化情況，控製報警裝置等，以保證係統運行安全。*後，可結合地理信息係統，加強城市綜合管廊係統的數據管理、功能發揮，嚴(yan) 格監管各管線，加強維修、保養(yang) ，加大管理力度，實現係統內(nei) 部各類數據信息共享，以保證城市管線交通運行良好。與(yu) 此同時，還應該進一步結合現代信息技術、大數據分析技術等，根據用戶需求，合理構建信息分析管理平台，以有效提高信息利用率。在平台中預留通信接口，以備後續保養(yang) 、維修利用。

3.3完善預警報警機製，強化風險管控

物聯網融合通信係統對城市綜合管廊的日常管理有著重要影響。城市綜合管廊位於(yu) 地下，

其運行空間特殊，維修、保養(yang) 操作難度較大，對相關(guan) 人員的技術能力提出更高要求。而物聯網融合通信係統則能夠在信息技術、通信技術等的支持下，實現管廊內(nei) 部各係統模塊間的交互運行，並對運行情況進行實時監測與(yu) 控製。利用數字化處理技術，將各係統模塊的運行數據集中於(yu) 同一平台，進行綜合處理，能夠達到高效管理的目的。對於(yu) 管廊內(nei) 部係統模塊出現的問題，能夠及時做出反應，並提示作出相應處理。不僅(jin) 如此，城市綜合管廊中安裝無線傳(chuan) 感裝置，能夠利用通信技術，在原數據庫及其內(nei) 部數據信息維護的基礎上，及時分析找出相應的維護、管理問題，進而輔助製定解決(jue) 方案。具體(ti) 應用過程中，還需準確輸入各項數據，如管線保修時間要求、維護時間要求等，後續發生故障時，可以利用傳(chuan) 感器即時報警，來提醒相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 人員進行維修處理，提高城市綜合管廊整體(ti) 運行服務質量。運用物聯網通信技術還能夠對城市綜合管廊的具體(ti) 設施維護過程進行合理簡化，整體(ti) 提升管廊信息智能化水平。如可以結合利用人工智能技術，實現智能化識別功能，對城市綜合管廊各管線進行運行、管理方案的優(you) 化，並對運行管理過程作出有效評價(jia) ，為(wei) 後續優(you) 化內(nei) 容做參考，提高數據利用率，滿足城市綜合管廊運行安全、運行穩定的需求。值得注意的是，物聯網融合通信係統在具體(ti) 搭建應用過程中，應該妥善處理各項信息數據，加強閾值預警設計以及構建病害三維模型等，以保證其能夠更好地為(wei) 城市綜合管廊係統服務，保證管廊整體(ti) 通信係統運行通暢，為(wei) 城市基礎服務提供可靠保障。

3.4體(ti) 現自動化控製優(you) 勢

與(yu) 傳(chuan) 統的自動化控製方案相比較，基於(yu) 物聯網融合通信係統的城市綜合管廊更具有優(you) 勢性。首先，其能夠在*大程度上節省設備的布置空間，利用物聯網嵌入式控製係統，能夠降低設備空間要求，降低土建施工難度及投入。由此也能夠進一步縮減布線成本，縮短施工周期，在建設期、運維期都能夠*大降低成本。且能夠一定程度上降低運維難度，可借助零編程等實現設備自動控製，向著界麵化操作方向發展，有利於(yu) 及時解決(jue) 運維難題。其次，基於(yu) 物聯網融合通信係統的城市綜合管廊建設，具有更高的可靠性。通過采用先進且可靠的自組網Mesh網絡架構，能夠滿足對管廊設備以及環境監控係統的可靠性提高的要求，並能夠對環境的健康狀態進行有效甄別與(yu) 監測。環境監測受到傳(chuan) 感器壽命以及技術架構等方麵影響，相較於(yu) 傳(chuan) 統誤報率高的傳(chuan) 感器，物聯網技術支持下的環境監測係統，能夠更加有效地甄別環境情況，並對其做出智能分析，提高環境監測準確率的同時，能夠提供智慧預務，提醒相關(guan) 人員及時做出調整，整體(ti) 提升環境監測甄別效率效果。城市綜合管廊工程建設過程中，運用物聯網技術後，改善土建環境的同時，有效促進相關(guan) 網絡建設，對整個(ge) 城市基礎設施建設的智能化、自動化發展提供了可靠保證。

4AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平台

4.1平台概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平台集18luck新客户端、能源管理、電氣安全、照明控製、環境監測於(yu) 一體(ti) ，為(wei) 建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體(ti) 係提供數據支持，從(cong) 數據采集、通信網絡、係統架構、聯動控製和綜合數據服務等方麵的設計，解決(jue) 了綜合管廊在管理過程中存在內(nei) 部幹擾性強、使用單位多及協調複雜的根本問題，大大提高了係統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環境和設備的使用和恢複效率。

4.2平台組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理係統是一個(ge) 深度集成的自動化平台，它集成了10KV/O.4KV變電站18luck新客户端係統、變電所環境監控係統、智能馬達監控係統、電氣火災監控係統、消防設備電源係統、防火門監控係統、智能照明係統、消防應急照明和疏散指示係統。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個(ge) 平台即可全局、整體(ti) 的對管廊用電和用電安全進行進行集中監控、統一管理、統一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。

3.3平台拓撲

4.4平台子係統

4.4.118luck新客户端

18luck新客户端主要針對10/0.4kV地麵或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀(yi) 表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀(yi) 表，用於(yu) 測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監控高低壓供配電係統開關(guan) 櫃、變壓器微機保護測控裝置、發電機控製櫃、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。

4.4.2環境監測

環境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體(ti) 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(nei) 的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方係統完成管廊環境綜合監控。

4.4.3電氣安全

 AcrelEMS-UT能效管理係統針對配電係統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳(chuan) 感器、溫度傳(chuan) 感器，消防設備電源傳(chuan) 感器、防火門狀態傳(chuan) 感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態實時顯示，並且對UPS的蓄電池溫度、內(nei) 阻進行實時監視，發生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

4.5相關(guan) 平台部署硬件選型清單

4.5.118luck新客户端及配電室環境監控係統

4.5.2電氣火災監控係統

4.5.3消防設備電源監控係統

4.5.4防火門監控係統

4.5.5消防應急照明和疏散指示係統

5結語

綜上所述，城市綜合管廊基礎設施建設對城市發展起到非常積*的促進作用。相關(guan) 部門及工程建設單位，應該在認識到科技產(chan) 品應用對綜合管廊建設重要性的基礎上，積*采取有效措施，以改善綜合管廊建設環境，提高其應用效率。在充分了解物聯網融合通信係統後，繼續尋找創新突破之法，將該係統技術更加有效地應用於(yu) 城市建設工程中，使其發揮*大效用，對民眾(zhong) 的生產(chan) 生活起到更大的促進作用。相關(guan) 技術研發人員，也應該加大技術研發力度，進一步推陳出新，應用相關(guan) 技術推動城市發展。

安科瑞侯文莉