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1、地下综合管廊监测技术方案同方威视技术股份有限公司(内部资料，严谨外传)目录一、综合管廊简介11.1用途11.2分类11.3经济成本11.4国内外发展状况2二、本方案依据标准3三、系统总体架构33.1层次架构33.2逻辑架构4四、监测内容及实施74.1基础设施结构健康监测74.1.1监测内容74.1.2监测技术手段74.2环境监测114.2.1监测内容114.2.2监测技术手段114.3火灾监测124.3.1监测内容124.3.2监测技术手段124.4视频监测144.4.1监测内容144.4.2监测技术手段144.5入侵防盗监测154.5.1监测内容154.5.2监测技术手段154.6电力监测2
2、04.6.1监测内容204.6.2监测技术手段204.7通信监测214.7.1监测内容214.7.2监测技术手段214.8管道监测214.8.1监测内容214.8.2监测技术手段224.9照明系统234.9.1自然光照明系统234.9.2激光远距离照明系统234.10通讯系统244.10.1电子巡查244.10.2语音监听244.10.3应急通讯24五、系统综合管理平台25六、系统辅助设备27七、施工管理措施287.1质量控制287.2安全控制297.3环保控制30一、综合管廊简介.用途综合管廊重要用于：电力线缆、通讯线缆、有线电视线缆、给水管线、中水管线、供冷管线、供热管线、燃气管线、排水管
3、渠、路灯线缆、垃圾真空系统、输油管线等市政民生工程项目。1分类综合管廊宜分为干线综合管廊、支线综合管廊及缆线管廊。干线综合管廊：用于容纳都市主干工程管线采用独立分舱方式建设的综合管廊;支线综合管廊:用于容纳都市配给工程管线采用单舱或双舱方式建设的综合管廊；缆线管廊: 采用浅埋沟道方式建设，设有可启动盖板但其内部空间不能满足人员正常通行规定，用于容纳电力电缆和通信线缆的管廊。图3.1 综合管廊分类示意图1.3经济成本综合管廊盾构成本最高，一般为1亿元/公里;一般施工0.亿元/公里。综合管廊内基本都是市政民生工程，不利于提高收费,否则会影响老百姓基本生活成本，影响物价稳定;同步综合管廊建成后只是以
4、便市政管线和线缆的综合管理,消除公路拉链现象,不会有其他赚钱途径。综合管廊建设的一次性投资常常高于管线独立铺设的成本。据记录,日本、台北、上海的综合管廊平均造价(按人民币计算）分别是50万元米、1万元/米和0万元/米，较之一般的管线方式的确要高出诸多。但综合节省出的道路地下空间、每次的开挖成本、对道路通行效率的影响以及环境的破坏，综合管廊的成本效益比显然不能只看投入多少。台湾曾以信义线6.5公里的综合管廊为例进行过测算,建综合管廊比不建只需多投资五亿元新台币,但75年后产生的效益却有237亿元新台币。1.4国内外发展状况在国外，地下综合管廊是综合运用地下空间的一种手段,某些发达国家已实现了将市
5、政设施的地下供、排水管网发展到地下大型供水系统、地下大型能源供应系统、地下大型排水及污水解决系统,与地下轨道交通和地下街相结合，构成完整的地下空间综合运用系统。欧美是地下综合管廊的发源地。世界上第一条管廊在巴黎建成,随之该理念推广到欧美各国。日本是当今管廊技术最成熟的国家,这个和日本地区有很大关系，规划建设一致沿用964年制定的有关措施条例，各在野党执政期间一致延续该条例不断完善。由于日本是多地震国家,一旦遇到地震破坏，恢复期大部分经历及费用都要放在开挖及回填过程中，如果将综合管线放置在管廊内，管道与管廊侧壁变为柔性连接，管道抗震补偿措施可以更大范畴的使用,基本不受地震时土体的位移影响,如果维
6、修的话也是区域更换及系统性能检查,对管廊上交通无影响。中国仅有北京、上海、深圳、苏州、沈阳等少数几种都市建有综合管廊，据不完全记录，全国建设里程约8公里，综合管廊未能大面积推广的因素不是资金问题,也不是技术问题,而是意识、法律以及利益纠葛导致的。住建部会同财政部开展中央财政支持地下综合管廊试点工作，拟定包头等10个都市为试点都市，筹划到建设地下综合管廊389公里（动工190公里）,总投资351亿元。根据测算,将来地下综合管廊需建000公里,若按每公里12亿元测算，投资规模将达万亿。试点的10个都市总投资351亿元,其中中央财政投入10亿元,地方政府投入5亿元,拉动社会投资约93亿元。“我们的思
7、路是以试点示范带动全国建设地下综合管廊的积极性。全国共有69个都市在建地下综合管廊约100公里,总投资约880亿元。”二、本方案根据原则G50838都市综合管廊工程技术规范CECS333构造健康监测系统设计原则G_T 117光纤振动入侵探测器技术规定GB 039- 入侵报警系统工程设计规范GB11 火灾自动报警系统设计规范三、系统总体架构3.层次架构地下综合管廊监测重要分为应用层、传播层和展示层。其中应用层涉及管廊监控单元、管道监测单元、线缆监测单元、通讯单元和照明单元，每个单元由前端传感器或探头、以及监控单元构成单个智能前端设备,前端传感器负责采集现场基本设备的状态信息,探头用于管廊内的照明
8、、通讯、警报等，监控单元对采集的设备状态信息进行预解决、上传服务器和对联动设备下达命令；传播层重要涉及服务器、传播网络，服务器用于前端设备状态信息的多信息融合解决、数据存储和输出、报警信息发布、前端探头联动命令下达、现场设备状态上传至监控子站和监控中心，传播网络可以是现场无源的光网络、也可以是工业级无线网络；展示层重要涉及监控子站区域设备状态信息展示、监控中心全局设备状态信息展示、声光报警、短信报警和打印输出等。图3.1 综合管廊运营监控系统总体架构图.2逻辑架构综合管廊运营监控系统从逻辑上讲涉及五大部分：综合管廊运营监控管理平台、地理信息系统、信息管理系统、安全监控系统、通讯照明系统（如图.
9、2所示）。其中综合管廊运营监控管理平台是用于面向顾客的最后界面,将人性化展示综合管廊状态信息,根据客户需求可以是平面展示，也可以是三维立体360全景展示（线缆、管道、仪表、管廊),实现更直观简洁的综合管廊运营状态的虚拟巡检。并设有监控子站和监控中心两个级别展示，监控子站重要是展示该管控区域内的综合管廊状况，监控中心用于全局综合管廊状态展示。地理信息系统是一种专门用于采集、存储、管理、分析和体现空间数据的信息系统,它既是体现、模拟现实空间世界和进行空间数据解决分析的“工具”，也可看作是人们用于解决空间问题的“资源”,同步还是一门有关空间信息解决分析的“科学技术”。它将直观展示出综合管廊空间三维的
10、信息，还可以立体展示管廊内部设施的布设，结合监测单元的传感器和探头，显示管廊内部设备的状态信息。信息管理系统波及经济学、管理学、运筹学、记录学、计算机科学等诸多学科，它除了具有信息系统的基本功能外,还具有预测、筹划、控制和辅助决策特有功能。（1)数据解决功能。涉及数据收集和输入、数据传播、数据存储、数据加工和输出，用于安全监控系统和通讯照明系统上传的数据管理、上传显示和打印报警;（2）预测功能。运用现代数学措施、记录措施和模拟措施，根据过去的数据预测将来的状况,用于将管廊内部的状态信息（多传感器信息）融合,预测管道寿命、管道腐蚀速率、电缆载流量、构造健康寿命等;(）筹划功能。根据公司提供的约束
11、条件,合理地安排各职能部门的筹划，按照不同的管理层,提供不同的管理，提供相应的筹划报告；()控制功能。根据各监测单元提供的数据，对综合管廊基本安防设备进行联动控制,查明并消除危险源,例如灭火装置联动、视频联动等;（5)辅助决策功能。采用多种数学模型和所存储的大量传感数据,及时推导出有关问题的最优解或满意解,辅助各级管理人员进行决策，以期合理运用人财物和信息资源,获得较大的经济效益。安全监控系统重要功能是监测并保护综合管廊内部设备财产安全,涉及管廊自身的监控、多种油气管道和水管的监控、多种线缆的监控。通讯照明系统重要是用于有人员(巡检人员、偷盗人员)在综合管廊内部时，以便巡检人员正常工作的门禁、
12、照明、通讯、在岗巡逻等,同步对于偷盗人员进行监听、警示。图3.2 综合管廊运营监控系统模块图综合管廊运营监控系统根据现场状况,有也许采用多种不同技术手段的融合,为保证各技术信息相容性,必须考虑该系统的通信组网能力。如图3.3所示，我们采用开放式接口将各底层监控单元数据汇合，然后通过合同鉴定器进行通信合同判断，之后用合同转换器进行通信合同的统一化,然后按照行业原则通讯模型将数据上传。该功能还可以便客户自行增长监测设备,不至于产生不兼容问题。图3.3 综合管廊运营监控系统通讯逻辑示意图四、监测内容及实行.1基本设施构造健康监测41.1监测内容基本设施构造健康监测重要涉及综合管廊自身的位移沉降、裂缝
13、、倾斜、渗漏、振动、表面应力应变、土体压力压强等监测，尚有管道水泥墩、线缆支架的应力应变、压力压强、振动、倾斜等监测。41.2监测技术手段名称技术原理核心技术指标厂家位移沉降计光纤光栅量程:100mm、200mm、400mm辨别率:1mm精度：1mm温度范畴:-0+150北京希卓、北京达卡、上海波汇表面应变计光纤光栅量程:辨别率:1精度：%.S.工作温度范畴：-80150北京希卓、北京达卡、上海波汇埋入式应变计光纤光栅原则量程:精度:.3F.S敏捷度:0.1%.S工作温度范畴:-8150北京希卓、北京达卡、上海波汇渗压计光纤光栅原则量程(a)：035，.7,1，2,5,7,10，15，3,60
14、辨别率：.3%FS敏捷度：0.5F.工作温度范畴:30+80北京希卓、北京达卡、上海波汇加速度传感器光纤光栅量程：（1，5，0）g可选 频响范畴：05-10hz辨别率：.1 F.S测量精度:03FS.上海铂珏、深圳太辰、北京达卡土压力计光纤光栅量程(kP）：5350精确度：5%F.工作温度:-40120北京希卓、北京达卡、上海波汇裂缝计光纤光栅量程:15、30、6、100m辨别率:0.%F.S.精度：0.F.工作温度范畴：5080上海拜安、北京达卡、上海波汇索力计光纤光栅承载力(K）:245北京希卓、北京达卡、上海波汇静力水准仪光纤光栅量程:50mm、00m、mm、400mm辨别率:00m精度:1mm温度范畴:-80+50北京希卓、北京达卡、上海波汇压力传感器光纤光栅原则量程(a）0.，1，.6，.5,10，2，,60精度：0.%FS敏捷度：0.2%F.S.工作温度范畴：-0+80北京希卓、北京达卡、上海波汇钢筋计光纤光栅原则量程：拉伸:400pa； 压缩：020Ma测量精度:0% FS辨别率:0.S工
