智慧管廊解决方案:围绕地下生命线的安全运行,建设可监测、可联动、可追溯的管廊运维体系
综合管廊承载电力、通信、给水、热力、燃气等城市生命线,运行环境封闭、设备分布长、入廊作业风险高。智慧管廊建设不能只做一张大屏,也不能把视频、环境、消防和门禁简单集中展示。真正可用的管廊系统,应当围绕舱室安全、设备运行、人员入廊、应急处置、维护巡检和责任追溯建立闭环。
古河智慧管廊解决方案以综合管廊统一管理信息平台为业务核心,结合IBMS、BIOT、采集网关、移动运维和数字孪生能力,统一接入环境传感、消防报警、通风排水、照明供配电、视频安防、门禁井盖、通信和工单系统。方案强调地下空间的安全边界、分区分舱管理、联动策略演练、入廊作业审批、事故复盘和长期运维指标。
图:智慧管廊解决方案总体架构。舱室气体、液位、风机水泵等感知数据经分区网关接入管廊统一平台,支撑分舱监控、入廊管理和应急指挥,安全联动支持断网本地执行。
一、适用场景
- 城市地下综合管廊、缆线管廊、共同沟、地下市政通道和园区地下管网。
- 需要接入环境、消防、排水、通风、照明、安防和人员入廊管理的项目。
- 已有设备监控但缺少统一告警、联动预案、移动巡检和应急复盘的既有管廊。
二、现状问题
- 舱室空间长、设备点位分散,巡检依赖人工,异常发现滞后。
- 环境、消防、视频、门禁、风机、水泵和照明系统割裂,联动处置慢。
- 入廊作业审批、人员定位、作业记录和离廊确认不完整。
- 告警多但缺少分级、影响范围和处置预案,复盘难以追溯。
三、产品功能在方案中的作用
智慧管廊方案里的产品功能必须围绕地下生命线安全运行。平台要接入环境、消防、通风、排水、照明、供配电、视频、门禁、井盖、人员入廊和巡检维保。
- 综合管廊统一管理信息平台负责分区分舱监控、告警、联动、入廊作业、巡检和应急指挥。
- BIOT和采集网关负责气体、液位、水泵、风机、照明、供配电、门禁、井盖和视频接口接入。
- 移动运维负责巡检、隐患上报、维修、复核和入廊作业记录。
- 数字孪生或电子地图负责区段、舱室、井口、设备和管线空间定位。
- 应急联动功能负责气体、积水、消防、非法入侵和人员超时未离廊处置。
四、建设目标
- 建立管廊、分区、舱室、井口、设备、管线和责任单位统一模型。
- 统一接入环境、消防、通风、排水、照明、供配电、安防和入廊作业数据。
- 形成环境异常、消防报警、积水、非法入侵、设备故障和应急事件闭环。
- 建立可验收的联动策略、应急预案、巡检维保和运行指标体系。
五、方案边界
智慧管廊平台负责综合监测、告警联动、作业管理和应急指挥,不替代消防、供配电、通信等专业系统的本体控制责任。对于风机、水泵、照明、门禁等可控设备,控制策略必须结合现场控制系统权限、安全条件和人工确认机制。
总体架构
管廊系统架构应围绕“空间分区、设备接入、环境安全、人员作业、应急联动”展开。地下空间对通讯稳定性、边缘缓存、断点续传和本地联动提出更高要求。
系统组合
空间底座管廊分区、舱室、井口、管线、设备和风险点模型。
感知接入环境、消防、排水、通风、照明、供配电、视频、门禁和井盖。
业务闭环入廊审批、巡检维保、告警工单、应急预案和复盘报告。
运营支撑运行看板、移动端、数字孪生、报表和权限审计。
架构层次
- 现场感知层:采集气体、温湿度、液位、烟感、水泵、风机、照明、视频和门禁状态。
- 边缘控制层:按分区部署采集网关,支持本地缓存、断线续传和安全联动。
- 数据治理层:建立舱室、设备、点位、管线、责任单位和事件模型。
- 业务应用层:运行监控、告警联动、入廊管理、巡检维保和应急指挥。
- 运维管理层:值班、巡检、演练、复盘、备份和权限审计。
关键设计原则
- 先划清舱室分区和风险等级,再配置监控页面与告警策略。
- 环境和消防告警应优先保障人员安全,联动逻辑要可演练。
- 入廊作业必须形成审批、授权、定位、通信、离廊确认和记录闭环。
- 设备控制要保留本地手动优先和远程控制审计。
产品组件与部署方式
管廊部署要考虑地下弱网、长距离通讯、危险环境和多产权单位协同。
- 按管廊、区段、舱室、井口、设备、管线和风险点建立空间模型。
- 现场侧按分区部署采集网关和边缘节点,保证断网缓存和关键状态本地可见。
- 气体、消防、排水、通风和入廊相关告警应优先配置通知、确认和应急预案。
- 入廊审批、门禁授权、人员定位、作业反馈和离廊确认必须形成记录。
- 与产权单位、维护单位和应急部门之间明确数据、权限和处置边界。
标准与协议依据
综合管廊的监控报警系统建设有专门的国家标准,方案设计严格对照以下依据:
- GB 50838-2015《城市综合管廊工程技术规范》:管廊本体与附属设施的总体技术要求。
- GB/T 51274-2017《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术标准》:环境与设备监控、安全防范、通信、预警报警和统一管理平台的专项标准。
- GB 12358《作业场所环境气体检测报警仪 通用技术要求》:气体探测设备选型依据。
- GB/T 28181:管廊视频监控联网与对上级平台推送的标准。
- Modbus、MQTT:现场传感与边缘网关的主流通讯协议。
管廊消防、供电等专业子系统以相应专业规范为准,统一平台负责集成监测和联动管理。
接入对象与数据治理
管廊数据治理的核心是空间和事件。一个告警必须能定位到具体分区、舱室、设备、管线和责任单位,并能关联摄像机、附近设备、预案、工单和人员作业状态。
接入对象
- 环境监测:氧气、可燃气体、有毒气体、温湿度、水浸、液位和烟感。
- 机电设备:风机、水泵、照明、供配电、UPS、排水、通信和控制柜。
- 安防系统:视频、门禁、井盖、周界、人员定位、对讲和广播。
- 业务系统:入廊审批、巡检维保、工单、资产台账、应急资源和移动端。
- 第三方接口:城市运行平台、消防接口、运营单位和产权单位数据接口。
数据治理要求
- 按管廊、区段、舱室、井口、设备和管线建立统一编码。
- 环境点位要记录量程、单位、报警阈值、校准周期和传感器位置。
- 入廊人员、作业任务、授权区域、时间窗口和离廊确认要闭环记录。
- 联动策略要区分自动联动、人工确认联动和仅提示联动。
安全与权限
管廊涉及城市基础设施安全。平台需按运营方、维护方、产权单位和应急人员分权管理;视频、门禁、控制和应急预案应设置操作权限和日志;远程控制必须保留执行条件、确认人、执行结果和失败原因。
核心建设内容与业务流程
1. 舱室环境安全监测
环境监测是管廊运行的第一道安全防线。系统应持续采集气体、温湿度、水浸、液位和烟感,并根据舱室类型配置不同阈值。
- 可燃气体、有毒气体、氧气浓度和温湿度实时监测。
- 积水、水泵运行和排水状态联动分析。
- 传感器离线、漂移和校准到期提醒。
2. 通风、排水、照明和供配电联动
管廊设备联动要服务于安全处置,而不是追求复杂控制。环境异常时应先确认风险类型,再联动风机、水泵、照明、广播和人员通知。
- 气体异常联动通风、广播、照明和作业限制。
- 液位异常联动水泵、视频复核和工单派发。
- 供配电异常联动UPS状态、重点设备和维护班组。
3. 入廊作业与人员安全
入廊作业应从审批开始,而不是从门禁开门开始。审批、授权、定位、通信、作业记录和离廊确认构成完整安全链条。
- 入廊申请、审批、作业区域、作业时段和人员资质管理。
- 门禁授权、人员定位、轨迹记录和超时未离廊告警。
- 作业过程拍照、隐患上报、处理反馈和离廊确认。
4. 综合安防与应急指挥
非法入侵、消防报警、气体异常、积水和设备故障需要快速定位和联动。应急指挥要能看到现场视频、人员状态、设备状态和预案步骤。
- 视频、门禁、井盖、广播、照明和对讲联动。
- 按火灾、气体、积水、停电、通信中断建立预案。
- 事件处置后自动汇总时间线、参与人员、设备动作和工单结果。
5. 设备资产与巡检维保
管廊设备数量多且分布长,资产台账、巡检路线、维保计划和工单闭环决定后续运维成本。
- 设备台账、安装位置、厂家、维保周期和备件信息。
- 分区巡检路线、二维码或NFC签到、隐患上报和整改复核。
- 高频故障、超期工单、备件消耗和维护质量统计。
产品功能建设清单
智慧管廊产品功能要围绕“环境安全、人员安全、设备运行、应急联动”建设。
1. 分区分舱监控功能
管廊运行必须精确到区段和舱室。平台应能快速定位每个报警属于哪个舱室、附近有哪些设备和管线。
- 建立管廊、区段、舱室、井口、设备、管线和责任单位模型。
- 展示氧气、有毒气体、可燃气体、温湿度、水浸、液位、烟感和通讯状态。
- 按舱室查看视频、门禁、照明、风机、水泵和供配电状态。
2. 环境与消防告警功能
环境和消防告警是管廊安全底线。平台必须支持分级报警、持续时间、恢复条件和联动记录。
- 配置气体、烟感、液位、水浸、温湿度和设备离线告警。
- 告警联动视频、照明、风机、水泵、广播、短信和工单。
- 保留报警、确认、联动、处置、恢复和复核时间线。
3. 通风、排水、照明和供配电功能
设备控制要服务安全处置,不能追求复杂自动化。关键动作应有本地优先和人工确认。
- 监测风机、水泵、照明、配电柜、UPS、控制箱和通讯设备状态。
- 支持积水联动水泵、气体异常联动风机、入廊作业联动照明。
- 远程控制记录操作人、条件、执行结果和失败原因。
4. 入廊作业管理功能
入廊作业是管廊区别于普通设备监控的重要流程。平台应从审批到离廊全程管控。
- 支持入廊申请、作业区域、作业时间、人员资质、审批和门禁授权。
- 记录人员定位、轨迹、通信、超时、滞留和离廊确认。
- 作业过程可提交照片、隐患、整改和复核记录。
5. 巡检维保与应急指挥功能
管廊设备分布长,巡检和应急需要路径、位置和责任单位清楚。
- 按区段、舱室、设备和风险等级生成巡检计划。
- 隐患上报后自动关联区域、设备、照片、责任单位和整改期限。
- 应急指挥显示预案、联系人、设备状态、人员位置和处置时间线。
典型闭环场景
- 气体异常:传感器报警、联动视频和通风、通知值班、限制入廊、复核关闭。
- 积水异常:液位报警、水泵联动、视频核查、工单派发、现场处理。
- 入廊作业:申请审批、门禁授权、定位监护、作业反馈、离廊确认。
- 消防事件:报警定位、广播照明联动、预案启动、多部门协同、复盘报告。
验收口径与运维指标
验收口径
- 分区、舱室、井口、设备、管线和责任单位模型完整。
- 环境、消防、排水、通风、照明、供配电、视频和门禁数据可统一查看。
- 气体、积水、入侵、消防、入廊作业和设备故障用例可联动演示。
- 入廊审批、人员定位、离廊确认、巡检维保和工单记录可追溯。
产品功能验收用例
智慧管廊验收应以安全事件和入廊作业为核心。
- 模拟气体异常,验证报警、视频、风机、照明、通知、入廊限制和复核记录。
- 模拟液位升高,验证水泵联动、工单派发、现场处理和恢复确认。
- 完成一次入廊审批、门禁授权、定位监护、作业反馈和离廊确认。
- 抽查区段舱室模型、传感器点位、视频绑定和责任单位是否准确。
运维指标
关键点位在线率反映环境和设备监测基础。
环境告警响应时长反映值班和应急效率。
入廊闭环率反映人员作业安全管理质量。
联动成功率反映风机、水泵、照明、广播等策略可用性。
巡检完成率反映日常维护执行情况。
验收指标建议基线
管廊运行以安全为第一目标,验收基线应向安全类指标倾斜。古河建议约定:
- 氧气、可燃气体、有毒气体等关键环境点位在线率 ≥ 99.5%。
- 气体、液位类告警联动演练(通风、水泵、广播、照明)一次通过率 100%。
- 入廊作业从审批、授权、定位到离廊确认的记录闭环率 100%。
- 告警 10 分钟内确认率 ≥ 95%,传感器按周期校准完成率 100%。
- 分区巡检完成率 ≥ 95%,隐患整改复核率 100%。
应急演练应覆盖断网工况,验证边缘节点本地联动和数据补传能力。
常见问题
- 智慧管廊建设最先做什么?
- 先梳理分区、舱室、风险点、设备清单和入廊制度,再做设备接入和联动策略。
- 管廊系统能否远程控制风机和水泵?
- 可以按权限和安全条件实现,但关键动作应有人工确认、日志和结果回采。
- 管廊验收为什么要做应急演练?
- 因为管廊场景风险高,只有通过气体、积水、消防和入廊作业演练,才能验证系统能否真正支撑安全运行。
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工程案例参考
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