代码收藏家技术教程 2024-02-07

城市综合管廊中物联网融合通信系统的应用

1工程案例简介

城市综合管廊建设发展过程中，物联网通信技术起到了很大的作用，对管廊现代化建设提供了可靠的信息通信支持。如中国联通通信业务，对城市综合管廊建设提供了可靠的信息通信帮助。对于市政基础设施综合管廊建设的需求，中国联通公司就结合了自身的综合信息服务优势，围绕构建信息化企业目标，进一步实现安全、可靠、无线化融合以及国际化统一且稳定的信息化企业网络目标。针对市政管廊需求中基础通信业务（语音、数据）、人员舱室定位、信息安全保障等，中国联通公司对相应定位系统网络层架构作出了合理优化，运用蜂窝网络室内定位技术，实现高精度定位目标，对城市综合管廊内部各管线系统进行*准定位，以保证管线问题发生时，能够被及时发现、*准定位，辅助管线维修人员进行相应操作，以满足城市综合管廊物联融合通信管理需求，对城市基础设施建设起到促进作用。中国联通公司与管廊运营管理单位的合作中，除在语音、数据等方面进行加强优化外，更进一步构建完善系统内部虚拟专网、核心专网等，以保证城市综合管廊系统能够更加高效运行和处理相关业务，为民众提供更高水平的城市基础服务。

WX-acrelzj

2物联网融合通信系统的构成与功能

现阶段的城市综合管廊通信系统主要是针对狭小封闭空间研发的一种新型物联网融合通信系统，其在通信稳定性以及覆盖面积方面有着很大优势，该系统的具体构成与功能情况如下述内容所示。

2.1构成

“智慧线”是能够将射频单元、回馈系统以及电源线、信号处理单元和传输线等汇聚在同一电缆内部的特殊线缆。从外观上看，智慧线与常规电缆几乎相同，不同的是其线缆内部构造，每间隔一段距离，会设置一个无线通信节点，节点可覆盖30～50米的范围，节点覆盖交叠，能够实现无线通信信号稳定且连贯，实现语音、定位以及数据传输等功能。

物联网融合通信系统主要依托智慧线（隧道通信系统延伸构成）的无线空中接口，接入智慧线网络，承载语音、定位以及数据等业务。该系统通信与传统基站组网方案不同，该组网方案的部署难度较低，且建网速度较快，成本较低，容易维护。

2.2功能

城市综合管廊相当于一条市政管线通道，可以实现水务、燃气以及网络通信、电力、热力等的集中敷设。运行过程中，对现代信息化建设、管理需求程度也会越来越高。在智慧线支持下，城市综合管廊可以实现高效通信、指挥，统一、开放的城市监测目标，对管廊中各监测仪表、设备状态业务应用以及检测设备和人员、无线通信等进行综合管控。在报警、监控功能实现的同时，对细分专业系统如通风系统、排水系统、防火系统、标识系统和供电、照明系统等附属设施系统业务进行联动，以保证各系统业务之间能够“互通有无”，共同控制整个管廊的运行管理体系。且在现代科学技术不断发展下，后续科技创新应用过程中，该系统也可以以其开放性特点，容纳更多智慧通信技术，拓展业务的同时，更好为城市综合管廊网络服务。物联网融合通信系统具体有如下几方面功能。

（1）建立并提供一套统一开放、全覆盖型通信平台。①实现全覆盖式工业级无线2M数据接入平台；②实现建设一套全覆盖无线300M宽带接入平台；③为专业设备、系统提供接入、传输途径；④内部形成光纤环网；⑤具有数据分类、分析、储存以及处理等功能；⑥具有语音交换以及公网接入功能；⑦平台具有较强的开放性和扩展性。

（2）在上述功能建立的基础上，对具体系统业务进行优化研发，能够在多领域进行实践应用，各领域应用过程中，体现出无线通信的优势——移动终端间、移动终端与各路电话之间（如调度电话、行政办公电话以及公网电话等）的语音、短信功能。在定位显示方面也有着较大优势，可以通过在线巡查方式，对人员位置等进行实时监控，发现异常会立即上报相关数据、图文信息，再结合无线通信、视频功能，实现远程操控。除此之外，系统内部自带安全防范模块，能够及时定位入侵者，联动视频监控、声光报警等系统，对非法入侵行为予以实时监测、监控。其内部的无线传感接入系统，能够监测管廊内部环境参数，一旦发现异常就会立即启动报警装置，能够对系统内部各环节、模块以及数据传输等进行监控。系统内部的地理信息模块能够融合管廊内部各专业管线实现基础数据管理、共享目标。不仅如此，统一管理信息平台可以根据用户的具体要求提供定制服务，实现与各专业管线管理单位相关基础数据之间的交互应用；还可以为基础设施地理信息系统预留通信接口，且保证具有可靠性、易维护性以及容错性、可扩展性。

（3）除上述功能外，物联网融合通信系统还融合了城市综合管廊中的自动照明、无线广播、情报发布、在线监测、警报以及无线视频传输、APP应用扩展等功能，对城市综合管廊的建设与发展提供可靠的通信网络保障。

3加强城市综合管廊基于物联网融合通信系统应用的意义及措施

城市综合管廊物联网融合通信应用具体还应做到以下几点，才能保证该系统应用能够符合各时期、各阶段的城市发展要求，满足城市基础设施建设需求。

3.1强化智慧管廊技术的应用

城市综合管廊物联网融合通信系统还应注意强化智慧管廊技术的应用，以进一步满足城市发展需要。现代科学技术在不断发展，过程中应该将相应的技术有效运用于城市综合管廊物联网融合通信过程，以此提高系统应用的效果。应用各类先进技术准确把控项目各层面信息，利用建模实现数据分析，为后期具体的施工提供可靠的数据支持。如现阶段已逐渐被广泛应用的BIM以及GIS技术，将该两种技术进行充分融合，可实现智慧管廊技术的有效应用。

具体融合操作如下：①针对BIM技术进行调整，工程建设运用三维数字技术，为工程建模，对施工项目相关信息做数字模型处理，进而提出合理、科学的可视化解决方案，将其运用到工程施工过程，如设计过程、施工以及运营过程等，以此提供更加有效的服务。②针对GIS（地理信息系统）技术，利用计算机采集地表空间、地理分布相关数据信息，并对信息进行分析处理，利用BIM、GIS技术结合的方式，实现地下管线、建筑结构、地理环境等相关数据的采集，利用该数据进行建模处理，将管廊、管线以及其他与工程相关数据信息输入模型，促进管廊工程建设水平提升。

3.2整合廊内设备，提升工作效率

进一步完善环境与设备监控体系，有效提升综合管廊的管理质量。首先，需构建完整的无线通信系统。将该系统与公共网络通信系统以及固话等进行充分融合，设置于管廊内部，稳定联系各移动终端。除此之外，还可以利用公共网络电话，运用“总部接入+内部电话号码”方式，对异常情况进行及时报警，通知并辅助相关维修人员快速找到故障位置，进行针对性维修。其次，可以利用物联通信技术实现在线巡查，以帮助相关管理人员充分了解管廊内部结构，对运行数据做深入分析，依据监控数据，分析找到管理不足之处，进而针对性改正。与此同时，相关管理人员还可以借助无线通信、视频功能，对相关业务进行远程控制。再次，可进一步建立安全防范体系，以有效防御外部入侵，准确定位入侵者，联动视频监控、报警装置，依据相关数据信息，快速分析入侵者信息，并能够对临时查看人员进行合理的区域控制，以免系统信息泄露或遭到不法入侵。除此之外，还可以建立无线传感接入系统，综合运用物联网通信技术，针对管廊内部环境参数做进一步监控，实时监测数据变化情况，控制报警装置等，以保证系统运行安全。*后，可结合地理信息系统，加强城市综合管廊系统的数据管理、功能发挥，严格监管各管线，加强维修、保养，加大管理力度，实现系统内部各类数据信息共享，以保证城市管线交通运行良好。与此同时，还应该进一步结合现代信息技术、大数据分析技术等，根据用户需求，合理构建信息分析管理平台，以有效提高信息利用率。在平台中预留通信接口，以备后续保养、维修利用。

3.3完善预警报警机制，强化风险管控

物联网融合通信系统对城市综合管廊的日常管理有着重要影响。城市综合管廊位于地下，

其运行空间特殊，维修、保养操作难度较大，对相关人员的技术能力提出更高要求。而物联网融合通信系统则能够在信息技术、通信技术等的支持下，实现管廊内部各系统模块间的交互运行，并对运行情况进行实时监测与控制。利用数字化处理技术，将各系统模块的运行数据集中于同一平台，进行综合处理，能够达到高效管理的目的。对于管廊内部系统模块出现的问题，能够及时做出反应，并提示作出相应处理。不仅如此，城市综合管廊中安装无线传感装置，能够利用通信技术，在原数据库及其内部数据信息维护的基础上，及时分析找出相应的维护、管理问题，进而辅助制定解决方案。具体应用过程中，还需准确输入各项数据，如管线保修时间要求、维护时间要求等，后续发生故障时，可以利用传感器即时报警，来提醒相关专业人员进行维修处理，提高城市综合管廊整体运行服务质量。运用物联网通信技术还能够对城市综合管廊的具体设施维护过程进行合理简化，整体提升管廊信息智能化水平。如可以结合利用人工智能技术，实现智能化识别功能，对城市综合管廊各管线进行运行、管理方案的优化，并对运行管理过程作出有效评价，为后续优化内容做参考，提高数据利用率，满足城市综合管廊运行安全、运行稳定的需求。值得注意的是，物联网融合通信系统在具体搭建应用过程中，应该妥善处理各项信息数据，加强阈值预警设计以及构建病害三维模型等，以保证其能够更好地为城市综合管廊系统服务，保证管廊整体通信系统运行通畅，为城市基础服务提供可靠保障。

3.4体现自动化控制优势

与传统的自动化控制方案相比较，基于物联网融合通信系统的城市综合管廊更具有优势性。首先，其能够在*大程度上节省设备的布置空间，利用物联网嵌入式控制系统，能够降低设备空间要求，降低土建施工难度及投入。由此也能够进一步缩减布线成本，缩短施工周期，在建设期、运维期都能够*大降低成本。且能够一定程度上降低运维难度，可借助零编程等实现设备自动控制，向着界面化操作方向发展，有利于及时解决运维难题。其次，基于物联网融合通信系统的城市综合管廊建设，具有更高的可靠性。通过采用先进且可靠的自组网Mesh网络架构，能够满足对管廊设备以及环境监控系统的可靠性提高的要求，并能够对环境的健康状态进行有效甄别与监测。环境监测受到传感器寿命以及技术架构等方面影响，相较于传统误报率高的传感器，物联网技术支持下的环境监测系统，能够更加有效地甄别环境情况，并对其做出智能分析，提高环境监测准确率的同时，能够提供智慧预警服务，提醒相关人员及时做出调整，整体提升环境监测甄别效率效果。城市综合管廊工程建设过程中，运用物联网技术后，改善土建环境的同时，有效促进相关网络建设，对整个城市基础设施建设的智能化、自动化发展提供了可靠保证。

4AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台

4.1平台概述

AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监测于一体，为建立可靠、安全、高效的综合管廊管理体系提供数据支持，从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计，解决了综合管廊在管理过程中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题，大大提高了系统运行的可靠性和可管理性，提升了管廊基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。

4.2平台组成

安科瑞城市地下综合管廊能效管理系统是一个深度集成的自动化平台，它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所环境监控系统、智能马达监控系统、电气火灾监控系统、消防设备电源系统、防火门监控系统、智能照明系统、消防应急照明和疏散指示系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可全局、整体的对管廊用电和用电安全进行进行集中监控、统一管理、统一调度，同时满足管廊用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。

3.3平台拓扑

4.4平台子系统

4.4.1电力监控

电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。