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1、航站区综合管廊智能化系统研究摘要：文中以山东新机场为例，对航站区综合管廊智能化系统设计进行了分析，并就智慧管廊管理平台及新技术的应用进行了深入探讨。关键词：航站区；综合管廊；智能化系统综合管廊可将多种类型的地下管线进行整合，是城市不可缺少的基础设施工程，具有线路长、空间小、环境差等特点1。对其进行智能化设计，可有效改善长距离综合管廊设施管理现状，减少管理资金，加强城市运维的安全性，提高管理效率。1工程概况以山东新机场为例，新机场工作区以及航站区综合管廊工程量较大，包含三条管廊主线（南六路、南八路、南十路）以及T2、T3航站楼联络管廊等六条地下城市综合管廊等，同时涉及管廊支线和东西两个机场泵站。
2、管廊整体长度约12km，管廊内配置了电力、通信以及热力等管线。管廊截面包括单舱、双舱、三舱、四舱。该项目综合管廊目前处建设阶段，框架结构运用整体现浇闭合，顶底板厚度为0.3m，隔墙厚度为0.3m，外侧墙壁厚度为0.3m，同时在各个舱室地端设置了排水沟，排水沟尺寸为0.2m0.05m。舱室内设计有应急出口、投料口以及通风口等。应急出口设计为圆形检查井，投料口设置为矩形口，将洞口净尺寸设置为0.8m（净揽）7.0m（净长），在设计中，通风口分为自然和机械通风口。2系统网络框架2.1系统的网络架构在系统网络架构设计阶段，采用分布式架构，为分级管理以及多管理中心运行提供了技术支撑，为项目各时期、长时间
3、建设以及系统今后的运维提供了极大的便利性。同时，应用通信和分离框架，给使用服务集群、无线客户端以及服务器连接提供支持。系统网络设计期间，可以利用星型网络，其可稳定地同上层监控层以及下层控制层连接，网络整体结构如图1所示2。在监控系统中，有两条网络线连接设施，以确保运行的稳定性，为进一步提升管理区设备信息传输的时效性，使其更好地配合工作人员，将多组安装用于视频工作站以及监控站。上层和下层之间数据交换主要由核心交换机完成，控制层运用两条网络线进行连接，作为备用，主要用于传递设备实际采集的数据，在设计分区控制站和主站网络过程中，采用以太网络3。在进行管理时，主站相较于分区控制站，具备总控制权，主站可
4、对分区人员进行调配，并且可设置人员权限，同时可以管理和监控某个分区现场设施运行状态。2.2上层监控层上层监视层为整个管廊网络结构的首层，而集中监视层为整个管理系统的中间层，对硬件设施也有相应的需求,如打印机、电脑、服务器和不间断电源系统等设备必须配备齐全,利用单模光纤可以进行如同千兆以太网的链接,从而使整个上层监视系统结构更具完整性4。上层系统在联接下层过程中，通过稳定性较强的冗余星型网，使系统稳定性得以保障。2.3下层监控层现场控制层，即下层监控层，其由分监控中心以及自身管辖范畴内的执行单位构成，其中包含每个分区控制系统DCS、PLC设备、就地控制计算机等，使辅助室具备完善的监控系统和控制系
5、统。3智能化系统设计3.1机房设计为进一步实现综合管廊的集中运行管理功能，将管理中心机房设置于整体航空区域，并实施分级维护，在航站区域建立管理分中心。本项目分中心位于服务大楼，占地面积近100m2，同时安装了监控屏幕，将系统核心设备进行集中管理和放置。管廊设计过程中，结合防火分区设置弱电间，在两个防火分区临近处部位，位置较为集中，给管理和维护提供了极大的便利。与此同时，与通风机室毗邻，可提升设备监控质量。在对弱电室进行维护和检修阶段，相关人员可以从检修井、爬楼梯以及任何舱室进入，每个弱电间可对临近2个防火区进行管控。3.2基础网络与有线、无线通信系统3.2.1基础网络系统在综合管廊智能化设计阶
6、段，基础网络是其不可或缺的构成部分，其具有传递信号以及分析、处理等作用，对安防、环境和设备监控等系统提供支持。由于综合管廊应用期限较长，在电力、能源以及通信等通道中占有重要位置，若传输距离较大，则在设计网络系统过程中，以工业建筑相关标准为参考依据，采用光纤环网模式，确保网络具备良好的稳定性。网络系统是安防、环境以及设备监控等系统的承载体，要求也相对较高，不可相互影响，因此三层网络结构为首选，在前端组建独立环网，配置相应的聚集交换设备，而后整体同核心交换设备数据连接。综合管廊监控系统图像数据在通常情况下呈现为静止状态，只有在人员检测或解决异常情况阶段，画面在特定范围内出现动态变动，当下，大多数监
7、控厂家可使用合理的计算机技术将静止状态画面实施数据压缩，因此，在摄像机数量相同的状况下，网络传输数据流量低于民用建筑。基于此，在设计此项目安防网络时，采用了电环网的模式。若某处通信发生中断，环网可将数据由其他途径传回，以强化网络运行中的可靠性。综合管廊存在特殊性，需要严格监测氧气以及其他有害的浓度，为综合管廊检修人员提供安全保障。监控系统收集数据的精准度非常重要，而网络的稳定性和及时性对其采集数据精准度有直接的影响。此项目选用了双环网节结构，对线路以及交换机等进行了备份。3.2.2有线通信系统此项目不具备大量有线通信电话分机，使用同消防电话并用的方式，但系统依然保持单独性。在各个设备间中均配置
8、一部电话分机，为维护和检修人员同控制中心联系提供了便利，对于防火分区，在其每个出入口位置配置电话，便于发生异常情况及时拨打救援电话，满足了消防救援的需求。3.2.3无线通信系统综合管廊内部设计阶段，设置了无线通信信号覆盖，其主要是对电话系统进行补充，在出现紧急或突发情况时，其可为检修人员联系管理中心提供便利，使管理中心人员清楚掌握现场状况。使用数字化多信道无线对讲，将主设备配置在管理中心处，在每个弱电间间隔10001500m处设置信号放大器，以确保管廊被信号所覆盖，在末端间隔100m处配置天线，并且在各设备处均配置天线，提升信号全覆盖强度。3.3安防系统综合管廊内部的安防系统集多种系统为一体，
9、如视频监控、防入侵监测、门禁等系统均属于安防系统。结合航站区域空侧以及陆侧安全隔离相关要求，对安防系统设置提供了针对性的保护。3.3.1视频监控系统视频监控系统可以对综合管廊内部进行实时监控，如设备运行情况、管路通道、内部状态以及出入口等，便于监控中心管理人员实时了解和掌控综合管廊现实状态。监控中心工作人员对网络摄像机采集的视频信号和图像等进行随时调取和观看，且可将图像投放到大屏上。由于此次项目的综合管廊在航站区域内，管廊内部的管线主要为航站楼以及运行大楼等关键的建筑提供服务，因此，应最大程度地确保摄像机点位存在整体覆盖率。在本次项目中，各防火区域两侧防火门位置均配置了两台摄像机，并向中间区域
10、对射，同时在两台摄像机之间设置了一部中速球机，以便于工作人员对重要区域进行观察。另外，人员出入通道、通风口、设备室以及监控中心等均是需要重点监控的区域。采集的视频存储时间为一个月，末端摄像机需具备1080P的分辨率，且有红外功能，采用弱电室内UPS电源加以保护。3.3.2防入侵监测系统在设计防入侵监测系统阶段，为了提升其监测功能，选用了红外对射以及红外微波技术，若综合管廊出现“入侵”状况时，可同场地报警器相连接。与此同时，报警信号可连接设备监控系统以及环境监控系统可编程控制器，将其传输至中心监控工作室，且开启照明系统，同时与视频监控系统有关企业的摄像机信号进行联动，进而形成语音报警信号。3.3
11、.3门禁系统门禁系统主要利用门禁控制来完成，在监控中心、综合管廊等位置的出口处和入口处开展出入管控，使综合管廊安全防范功能得到最大化利用。结合城市综合管廊技术相关要求，此次对相邻防火区间的防火门监控和门禁等系统采用了统一控制的模式。日常主要由门禁系统实施控制，若出现火灾等异常情况，防火门监控系统则拥有更高的控制权限，门禁系统会中断其他电源，消防电源除外，进而自动释放门磁。3.4通风系统综合管廊地下通风系统选用设备送风和排风方式，将管廊中存在的多余热量和其他有害气体进行及时有效的排除。在防火分区中均配置送排风系统，同时在防火区前端和末端设计进风和排风井及风机室，送风机主要将外部空气传输至管廊内，
12、排风机通过井将管廊内的其他有害气体排出，充分发挥通风换气的作用，使综合管廊内部空气保持新鲜。通风系统设计时，考虑了综合管廊的特殊性，将采用手动控制和远程操控相结合的方式，并且将通风系统主管的电动防火阀关联系统风机。3.5智能照明系统航站综合管廊内管线类型较为多样，且具有集成度高以及覆盖面积大等优势，但由于管廊长度偏长，加大了线路铺设难度，导致施工成本增加。为了更好地解决该问题，在对照明系统进行设计时，采用分段和分布式的控制方法，在对通信和数据的处理中，借助总线和中央控制系统来完成。图2为智能照明系统控制流程图。4智慧管廊管理平台及新技术应用4.1管理平台设计航站楼综合管廊在进行智能化设计时，需
13、要满足下列要求：（1）综合管廊监控整体处理方案需结合综合管廊工程技术规范要求。（2）地理信息管廊系统应具备专业性，在鉴别管线、设备位置以及信息状态阶段，应充分依据GIS和BIM技术进行。（3）管廊平台应具备统一性，提升各系统之间的有效联动，进而强化运维水平和响应速度。（4）设计的系统对大数据、云计算以及物联网等技术应用有较高的支持性，可同时满足航站智慧平航升级需求。（5）系统开放，同时对第三方系统具有兼容性，且对通用接口协议提供支持，具有连接高级别监控系统的功能。4.2新技术应用此次项目中综合管廊距离长且环境复杂，为有效降低人工巡检强度，使用了轨道式巡检机器人。充分利用机器人和图像识别技术，有
14、效弥补了以往在线检测以及人工巡检中存在的缺陷。机器人不仅具备红外功能摄像，还拥有探测器和传感器，可随时将数据传输至控制中心。5结语随着信息技术的高速发展，综合管廊智能化系统的设计不断出现新突破，本次项目设计将互联网、大数据以及物联网技术等进行融合应用，同时给出了智能系统优化设计策略，可最大化满足综合管廊智能化运维管理要求。参考文献1肖国栋，刘兴玉，叶海涛，等.综合管廊智能化运维管理技术分析C./2021年10月建筑科技与管理学术交流会论文集，2021：93-94.2丁小强.基于“BIM+GIS+IOT”技术的城市地下综合管廊运营维护应用研究D.石家庄：河北经贸大学，2021.3韩佳彤，周建国，郎世明.城市综合管廊智慧化监控与运维管理系统实践与探索呼和浩特市丁香路综合管廊项目为例J.建设科技，2020（11）：92-94.4张温.基于BIM的城市综合管廊轻量可视化运维管理系统研究D.西安：西安建筑科技大学，2020.作者：樊东琦 单位：太原市精益市政工程设计有限公司
