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浅谈智慧管廊运维管理平台的搭建与应用

浏览次数:46发布日期:2021-08-19
  刘丹
 
  安科瑞电气股份有限公司  上海嘉定  201801
 
  摘要:智慧管廊运维管理平台的建设具有实际的应用价值,在具体运用的过程中,其本身的影响力十分明显,可以更好地保证相关工作的开展。智慧管廊综合管理平台融合了多种技术,涉及到多个组成部分,文章重点分析智慧管廊运维管理平台的搭建以及应用。
 
  关键词:智慧管廊;运维管理平台;搭建;应用
 
  0引言
 
  智慧管廊运营管理系统拥有着复杂的组成部分,涉及到的每一个部分都有着极为严格的要求,因此应该积极的重视相关架构的构成要素,在确定了系统本身情况的基础上,逐步完善相应的系统规划,确保智慧管廊运营管理更加稳定,实现由规划设计到建设交付的全过程控制目标,凸显出运行维护及全生命周期管理的功能。
 
  1智慧管廊运营管理系统的概述
 
  1.1 系统情况
 
  智慧管廊运营管理系统重点是指借助于计算机系统平台,运用互联网和传感器等多种技术,构建起的相对完善的且呈现出可视化状态的统一管理信息平台。系统运用整合管廊附属通风系统和消防系统的方式,依照网络化分布监控设施监测模块,构建起大数据互联互通的整体,打造出富有集约化和网络化等多种特征的系统平台。管廊智慧化运营管理系统重点是运用获取相关参数的方式,让信息监测更加到位,通过智能化分析预控,保证更好地对相关的管廊和廊内 附属设施进行细致的安排,通过可视化的分析与判断,促使应急处置和防火防灾等落到实处,实现管廊资产的高效管理目的,保障线路运营的整体安全性。
 
  1.2组成部分
 
  智慧管廊综合运维信息平台重点是通过智慧管廊数据中心以及相应的物联网平台共同组合而成,通过科学合理的结合,使相应的平台和系统发挥出积极的作用。智慧管廊智能物联网平台则是系统底层核心服务,通过向下的过程,能够及时与各个设备和传感器 等统一接入,提供主要的通信终端产品,运用相对可靠的接口模型,促使多种协议得到有效的支持。向上 的过程则能够为应用提供较为一致的设备访问接口,真正强化相应的工作成果。智慧管廊数据中心则是运 用了Hadoop开源平台和关系型数据库平台,通过科学合理的构建,使得相应的系统发挥出积极的作用,保证更好地运用至存储设备状态数据的处理和非结构 化数据的处理中。关系型数据库能够被运用在设备信 息和运维信息的结构化数据存储中,通过借助于数据 中心基本服务,使具体的平台彰显出实际的利用成果。
 
图 1 综合管廊运维管理平台组成框
 
       1.3基本架构
 
  物理层中,可以适当地将共享服务器资源进行合理的布设,在基础架构服务层中,也可适当地运用Linux 操作系统进行有效的操作,物理层的基础之上,还能够及时搭建起相应的虚拟云平台,满足具体的工 作需要,促使物理层服务器硬件资源得以有效共享;平台服务层中,往往会构建起为应用软件提供多种服 务的平台功能,比如 GIS(地理信息系统),BIM 等; 软件应用服务层中,依照管廊运维管理的实际需要,开发出多种功能软件。运用相对可靠的(HA)系统架构,能够保证服务期实现冗余运行的具体目标,可以支持损失 1/3 服务器资源,即便是这样的情况,也能让系统保持在相对稳定的运行状态下。借 助于科学合理的分布式冗余存储技术,在多块硬盘被 损坏的时候,还能适当保障数据的完整性,不会发生 丢失的情况。科学应用虚拟化技术的云计算架构,促 使着硬件资源能够有效转化,转变为资源池,体现出 便于切分的优势之处,通过运用虚拟引擎动态调配硬 件资源,促使系统软件可以依照具体的运行需要实现 硬件运行的基本目的,让部分硬件故障不会威胁到系 统的运行成果,确保硬件故障有效隔离,维护系统的可用性和应用的可用性。
 
  2 智慧管廊运维管理平台的搭建与应用
 
  2.1运营环境参数监测与设备监控管理
 
  环境以及设备监控属于智慧管廊运营管理系统中相对重要的功能模块,在具体运用的过程中,能够更好地保障综合管廊中内部环境及设备参数、状态等实现全程监控的目的,通过实时监控信息,利用好多功能基站,准确及时地传输相关信息,确保监控中心统一管理信息平台获取相关的资源。相关的工作人员也可及时借助于可视化的运营管理方案,加以获取基础性的数据信息和预警数据等,保证现场环境和设备存在的问题得到有效的解决,排除相应故障,完成对警情的科学处理,促使管廊稳定运行。
 
  2.2环境监测管理
 
图 2  气体传感器报警处理 SOP
 
  管廊中任意防火分区被视作重要的单元,借助于科学的设置方案,让管廊中的多个附属系统监控元器件得到有效的分析,实现对综合管廊全区域环境参数的科学监控和分析,同时又能将实时监控的信息加以反馈,运用数据采集装置进行实时传递,保证对监控中心的可视化监控大屏提供有效的信息,方便值班人员及时根据现场情况发现异常问题,排除一系列因素之后,采取有效的处理对策,让管廊处于正常的运行状态下。在环境监测管理中,重点分析的参数涵盖温度、湿度和甲烷浓度等。
 
  2.3设备监控管理
 
  针对管廊的通风系统设备,如风机以及风道阀门等,同时还有供电系统设备和照明系统等,均应接受状态监控,经过远程监控,实现了状态监测的目的,借助于输出远程逻辑控制,确保照明系统、通风设备和电气设备等附属系统设备能够接受有效的监管。在具体开展工作时,相应的系统可以及时的监测到异常的情况,同时发出相应的告警信号,确保工作人员可以在短时间内及时处理。运用设置于管廊上的多功能集采和传输基站等,让信息传送更加到位,同时实现有效的联动,接受监控中心的命令和指示,完成远程控制风机开停的基本目的。具体的防火分区中,防火门的开启和关闭也是重要的一环,通过多种设备的管理功能,让相关的工作稳定开展。设备监控模块的基础功能涵盖着发送指令控制设备的启停、切换设备的手/自动状态等。
 
  当显示设备状态的时候,正常的情况下会显示绿色,若是存在着任何的故障,则会呈现出灰色,设备一旦启动或者是停止运行,灯开关的形态会用动画形式展示,借助于手动以及自动的操作,体现设备运行情况。设备监控界面能够详细地分析出设备的基本情 况,反馈具体的信息,比如生产厂商以及维修情况等, 还可对分舱分区予以支持,确保设备类型的展示更加 理想。
 
  2.4报警及联动处置管理
 
  环境参数和对应的设备监控监测基础信息往往是运用管廊运营管理系统实现有效的互通互联目的,确保联动的基本成果更加理想,符合具体的需求。管廊中一旦出现任何的异常情况,或者是存在着特殊的问题时,均可运用这样的方式监控,利用好监控大屏的展示效果,发挥出对应的预警以及报警信号,提示值班人员及时地参与到处置工作中,还能自动的依照设置的标准处理流程完成异常情况的处理。比如,在常规的状态之下,若是突然出现了异常的灾情问题,则视频的系统调用和火灾报警等能够实现合理的联动, 彰显出相对可靠地运维管理职能,发挥出职能本身的效力。
 
  2.5运营环境视频监控管理
 
  系统前端的监控点网络摄像机通常会对相关的图像信息加以采集,系统主机经过了科学的处理之后, 会直接的将相关情况反映至监控大屏之上,突出实际的监控场景。运用科学设置分区的方式,让多个功能基站合理的配合起来,防火分区中设置好对应的网络摄像机,便可监测防火分区中运营环境信息和入廊人员的基本情况,做出较为细致的判断。相关的视频监控画面均可运用智慧管廊运营管理系统控制和显示等过程,完成对全部范围的有效监控,便于在监视器上及时地将分区监控画面呈现到位。依照区域出现的异常问题,系统需要调用问题区域的视频画面,将其前置于监控大屏幕中,确保监控人员可以及时掌握具体的情况,全面了解灾情,安排科学的处置对策,实现运营过程的安全管理目的。
 
  2.6管廊防入侵监控管理
 
  经过科学的设置在投料口、人员出入位置的红外 入侵报警和声光报警等,使得相应的行为得到有效的 监管,保证更好的规范一系列操作,若是出现非法入 侵的问题,则数据能够及时的进行自动地识别,经过 科学的判断,通过多功能的基站科学的传输相关资源, 发送给报警控制装置,自动将相关的信号传输至监控 中心的报警主机,使得监控中心的监控大屏可以反馈 出实际情况,通过自动调用区域中的视频影像,显现 出入侵行为的地理位置,及时的记录下入侵的具体情况,通过科学的设置报警设备发出报警信号,为工作人员争取一定的时间。管理人员依照报警信号合理安排事件的处置过程,让管廊运营更加合理。
 
  2.7管廊运营消防安全管理
 
  经过适当的设置于每段防火区的智能烟感探测器发挥出积极的作用,使得相应的设备和工作过程得到有效维护,通过将多个模块进行有效互联和共通,使多种信息有效的传递,为具体控制和管理提供保障。在监控中心设置出对应的火灾报警屏分区,借助于总线回路巡检接收,明确报警点的基本工作情况。若是出现火灾等异常的情况,启动管廊中的声光报警器,可以及时调用相关的视频资源,传送至监控大屏上,由此为相关工作人员开展具体的工作提供借鉴。整个过程中,能够为人员的安全提供有力的支持,使得消防通道的快速撤离得以实现。在确定了相关区域并无作业人员的时候,或者是已经撤离去安全地带后,才能切断非消防电源。自动灭火装置的启动,往往可以通过合理的降低舱室温度以及氧气含量的方式,达到相对理想的灭火成效。灭火完成后,风机自动启动将有害气体排出。
 
  3安科瑞产品在智慧管廊运维管理的应用
 
  3.1火灾报警系统
 
  火灾报警系统在整个管廊智能化系统监控中也具有重要性建设应用意义,要想保障整个系统应用的监控管理能力提升,就应该在系统应用中,及时将系统应用内的火灾警报监督控制管理工作优化。火灾自动报警系统包括:火灾自动报警系统、防火门监控系统、电气火灾监控系统。
 
  电气火灾监控系统(管廊地下部分)产品选型
 
  Acrel-6000电气火灾监控系统由Acrel-6000系列监控设备、ARCM200BL、ARCM200L系列监控探测器和配套附件组成。系统各设备之间均采用RS485总线进行连接,施工布线简单方便。
 
  Acrel-6000/B1电气火灾监控设备简介
 
电气火灾监控系统组网
 
注:地下管廊使用的动力箱/柜符合管廊相关标准,防护等级达IP65
 
       3.2 环境及设备监控系统
 
  在综合管廊智能化建设管理中,为了将整体的智能化管廊建设工作开展性能提升,需要在管廊建设中,对其对应区域内的设备运行以及对应的环境监测工作开展进行分析,并且在分析中,按照具体的管廊建设处理中的设备控制进行科学的系统监控规划。该部分环境监控系统的实施中,系统对应的环境及设备监控共分为以下几点:一是环境监测设备;二是排水设备;三是通风设备;四是照明设备,只有将对应的环境监测设备和监控系统运行系统建设好,才能保障在系统的监控运行中,将整个系统应用的监督控制管理能力发挥出来。
 
  安科瑞配电室综合监控系统,可实现管廊内智能开关柜运行监控、高压开关柜带电显示、电流电压等负载运行监控、母线测温监测、电缆测温监测、环境监测、有害气体监测、安防监控、取暖通风、门禁、灯光、风机、除湿机、空调控制等功能。实现动力环境各数据的检测与设备控制,实现动力环境优化,避免运行环境的失控导致配电设备运行故障,保证维护人员安全,延长设备使用寿命,减少配电室粗放式管理导致成本过高,同时实现配电动力环境的分布式远程管理。
 
  3.2.1系统结构
 
  配电室综合监控系统以智能控制为核心,通过物联网技术的集成应用,实现配电室内环境的全天候状态监视和智能控制。系统由485通信和网络通信混合组网,完成站端视频、环境数据以及安全防范等数据的采集和监控,适配于当下多种应用场景。
 
系统结构
 
  系统遵循物联网分层分布式物理体系,即设备层、网络层、站控层,构建而成完全一体化的智慧管理平台系统。
 
  监控系统架构采用平台化SOA架构,具有良好的可扩展性。当数据接入量大或者访问用户数大的时候,可以通过部署多个应用实例来提高系统服务能力。同时可根据用户的使用要求,灵活配置运行的服务组件。
 
  在一个区域内部署时的典型场景如下图,配电室的各类智能检测设备通过有线或无线网络连接到监控中心,单个配电室或箱变的监测数据可集中上传到监控中心或者物联网平台。
 
  3.2.2监控范围
 
  系统把环境、视频、通风、照明、安全防范、消防、一次设备辅助监控等所有监控量在系统主界面上进行一体化显示和控制,避免各系统孤立显示和控制。
 
1. 环境监控子系统
 
  配电室综合监控设备安装在配电室、箱变、变电所内,通过采集和传输技术,可以实时监测配电室内的重要场所和设备的工作环境,如温度、湿度、电缆沟水位、漏水/水浸、有害气体(SF6,H2S,NO,CO,O2,O3)、TVOC、烟雾、明火、人体感应、噪声等。
 
  当检测到环境量出现异常时,可及时显示、报警,并可通过通信网络将数据上传至系统平台。根据预先设置的上下限值,联动控制空调、视频、灯光、加热装置、除湿器、通风机、声光报警等设备。保障配电室场所的电力设备安全运行。防止因环境改变、非授权活动、设备状态变化等引起的事故,满足配电室远程运维的可靠管控要求。为新型现代化配电室的智能化、可视化、自动化、互动化做有效支撑。
 
  站端设备包含各种传感器(温度、湿度、漏水、水位、有害气体等)。系统平台可以直观的显示出被监测量的大小或状态,以及被监测量的实时值或各种故障发生的情况。
 
  告警功能:在监控中心对环境参量超过预设值时发出视听告警,在监控系统的人机界面上闪烁显示,同时可以提供警示灯、报警音箱、语音、短信通知等多种告警方式。
 
  设备状态检测:系统可以实时监控配电室内各监测设备(传感器)以及通信线路,自动诊断设备及链路故障,并实时显示在界面上。
 
  数据查询:环境监测数据、状态监测数据及远程控制数据的历史数据查询。
 
  2. 消防监控子系统
 
  烟雾、温感、明火等火灾消防信息的接入,联动声光报警器进行报警,以及通过短信方式自动通知值班维护人员。
 
  3. 安防监控子系统
 
  红外双鉴、红外对射、震动、门磁等安防相关设备接入 ,并可实时播放告警语音、发送提醒短信等。
 
  4. 无线测温子系统
 
  无源无线测温产品由主机(或收发器)和传感器两部分组成。主要应用在高低压开关柜内母排搭接点,断路器触头、电缆接头、大电流设备等电气连接点和其他易过热点等位置的温度检测,并把测量结果通过网络上传到监控中心数据库服务器,通过软件分析能够对温度过高发出告警信息,实现温度故障的早期预测,防患于未然。
 
  5. 馈线监测子系统
 
  可以监测开关柜局放和馈线回路的开关状态、温度、电压、电流、功率、功率因数、有功、无功、谐波、电能量采集等。支持设置上下限的告警值,实现语音播放、发送短信等联动提醒方式。
 
  6. 变压器监测子系统
 
  变压器三相绕组温度检测、风机运行状态、震动检测。支持设置上下限的告警值,实现语音播放、发送短信等联动提醒方式。
 
  7. 视频监控子系统
 
  视频监控采用数字监控系统,实现专业监控功能。支持海康主流硬盘录像机和数字高清摄像机系列产品。
 
  8. 温湿度控制子系统
 
  温湿度控制器运用传感器检测柜内的温度与湿度值,并通过控制外接的风扇与加热器对温度与湿度值进行调节,可有效防止因低温、高温造成的设备故障以及受潮或结露引起的爬电、闪络事故的发生。
 
  9. 门禁控制子系统
 
  系统支持人员进入出去时间人员记录,系统提供设备或网络故障报警、非法闯入报警、门开超时报警、非法刷卡报警以及胁迫报警等。
 
  10. 空调节能控制子系统
 
  可以控制空调开机、关机、升温、降温等,并能够直接调整空调的温度值。
 
  11. 灯光控制系统子系统
 
  可以远程控制灯光的关闭和打开。
 
  12. 其他控制功能
 
  水泵控制。
 
  加热器控制。
 
  声光报警器控制:远程控制启动和关闭,避免扰民。
 
  风机控制:实现对主、副新风机的智能控制。
 
  除湿机控制:室内除湿机控制以及与湿度联动。
 
  其它设备控制。
 
  3.2.3硬件选型
 
Acrel-2000E/G 柜体式
 
Acrel-2000E/B 壁挂式
 
  4结语
 
  明确了智能管廊综合管理平台的组成部分,通过详细的分析,认识到运维管理平台服务器和数据库服务器等的具体应用价值和优势。在本文的概述中,概括了智能管廊综合管理平台的建设和应用,旨在通过具体的分析过程,为相关系统的科学使用和实际作用的充分彰显提供借鉴和参考,为具体工作的开展打下较为坚实的基础。
 
  参考文献
 
  【1】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
 
  【2】燕炜中.智慧管廊运维管理平台的搭建与应用
 
  【3】安科瑞企业微电网设计及应用手册.2020.06版
 
  【4】吴恩远,周中.电气火灾监控系统设计与应用图集  2012.8
 
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