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智慧管廊数据可视化解决方案介绍

发布时间:2020-07-23 17:34:37

一、智慧管廊综合管控可视化平台简介

智慧管廊综合管控可视化平台是在城市综合管廊中,利用物联网传感技术、设备联动控制技术、数据可视化技术、二三维GIS技术等,对智慧管廊各个系统及系统所处环境进行监测与联动控制。智慧管廊综合管控可视化平台由智能物联网平台(Artificial Intelligence & Internet of Things)、数据中心(Data Center)、数字化运维可视化中心(Digital Operation Monitor Center)三部分组成,简称AIOT+DC+DOMC。其中,智能物联网平台(AIOT)完成管廊的集中监控、统一管理,实现数据信息共享及设备的联动操纵。数据中心(DC)完成管廊各系统运行过程中的数据存储,利用各种算法分析模型,对数据进行挖掘分析,形成更有价值的数据链。数字化运维可视化中心(DOMC)完成数据信息应用,业务流程管理,故障管理,设备的联动操纵,智慧运维等。

UIPower案列-飞机检修系统

二、智慧管廊综合管控可视化平台架构

智慧管廊综合管控可视化平台选用层次化设计、统一架构、标准协议、协作管理的总体技术架构思路,层次化设计方案包含:感知层、连接层、传输层、数据层、展现层。

感知层: 根据传感器/控制器、监控摄像头收集管廊内环控系统(温度、湿度、氧气浓度、甲烷浓度、硫化氢浓度、液位、风机启停、水泵启停)、电力系统(功率因素表、三相电表)、消防系统(手动报警设备、烟感报警设备、可燃气体监测器)、安防系统(电子井盖、红外对射、门禁、视频监控)、应急通信(IP电话、广播)等系统信息,,实现对各个管廊舱体运作情况的感知。

连接层:采用统一的机器设备连接服务和各种通讯终端设备及连接计划方案,选用统一的数据收集及操纵端口实体模型,需考虑适用多种工业生产通讯协议。

传输层:采用“有线+无线”通讯互联网,完成信赖度高的双重数据传输,保证各种物联网感知数据信息即时收集,远程操作指令即时到达和执行,无缝连接互联网大数据服务平台。

数据层:采用“有线+借助先进的数据库集群技术、大数据分析与挖掘技术,搭建智慧管廊大数据处理平台。搭建从终端设备到服务平台、从机器设备到业务流程、从数据信息到经营管理决策的全业务、全数据、全覆盖的数据运营体系。

展现层:采用“有线+借助RS、GIS、BIM、导航、三维可视化、虚拟现实、移动互联等技术,为智慧管廊的运营商展示出各种酷炫的智慧管廊可视化效果。

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三、智慧管廊物联网平台

智能物联网平台(AIOT)包含环控系统、安防系统、消防系统、应急通信系统、电力监控系统等。

1、环控系统

环控系统对综合性管廊各个舱体内的环境情况、机器设备的主要参数和执行情况进行远程监控,确保管廊内各市政工程基础设施的正常运转。监控內容包含:
管廊温度、湿度、集水井液位仪、氧气浓度、甲烷浓度、硫化氢浓度等;
管廊内各舱室照明灯具、排烟风机、污水提升泵的机器设备运转情况、常见故障监控、远程设备操作及智能化调整等;选用硬联动、软联动、远程操作三级工作机制,有利于提高联动操作效率。

2、安防系统

安防系统包含电子井盖、红外对射、门禁、视频监控等子系统。

(1)视频监控系统

视频监控系统由监控摄像头、流媒体服务器、视频监控综合管理平台等构成。系统采用数据信号传输技术和网络通信技术,完成统一的视频流存储、信息显示和远程控制等功能。
适用于视频图像行为分析与图像处理、集中化存储管理、实时画面浏览、设备维护管理等场景;另外还可与门禁系统、人员定位系统、消防系统、环控系统、防入侵系统等联动。

(2)光纤线防入侵系统

在地下综合管廊工作人员出入口处、通风孔和加料口部位布署安全防护光纤设备,避免非法入侵等恶性事件。当入侵恶性事件发生时,立即检测非法入侵,根据算法系统识别、视频核查,进行入侵警报与现场声光警告。并与视频监控系统、门禁系统、智能机器人安全巡检系统联动。通常使用红外线、微波加热等传感器技术检测系统连接。

(3)电子井盖监控系统

电子井盖监控系统,通过对管廊加料口及逃生出口处的电子器件的后盖板进行实时监测、远程操作,合理监控不法分子在地下管廊的盗窃、毁坏等行为,确保地下管廊的安全运行。
系统由机械设备部分、操纵部分和通信部分构成,可完成远程操作、现场操作、紧急状况操作;可与照明系统、智能机器人安全巡检系统、视频监控系统、消防系统等联动。

(4)门禁系统

门禁系统具备开关门权限、门卡报失、不法闯进、双重读卡器防添加等管理功能,另外能通过数字化运维可视化中心与消防安全系统联动,收到消防警报信息内容后,门禁控制器自动开启所控制的门,帮助工作人员脱险。门禁系统管理服务平台集成到管廊数字化运维可视化系统中,完成出入工作人员管理、联动方式管理等功能。

(5)智能机器人安全巡检系统

将服务机器人连接智慧管廊数字化运维可视化系统后可以完成自动安全巡检、主动检测、应急管理,解决人工安全巡检时室内空间细长不便行走、附设设备多、巡检效率低下的难题。系统主要由智能机器人(含智能运动小车、导航控制模块、躲避障碍物控制模块和通讯控制模块)、多参数检测系统(含可见光检测、红外测温仪、温湿度检测、甲烷、硫化氢和氧气浓度检测)、通讯子系统和电气设备配件等构成。
根据巡检机器人与其他设备合作,完成与环控系统、排水管道、消防系统、电子井盖系统等联动。

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3、人员定位系统

选用高精密(精度达15~30cm)无线网络精准定位系统,并借助领先的单脉冲无线网络精准定位技术,布署精准定位通信基站,为运维人员装配标识,完成实时定位、智能化每日签到、安全巡检、应急调度。在可视化界面中实时显示人员定位信息,确保人员安全及运维工作的正常开展。

4、管廊防外破检测系统

选用高精密(精度达15~城市综合性管廊属于地下隐蔽设施,经常因为市政管理,大型机械会在管廊附近连续、频繁的施工,对管廊构造造成巨大的影响,严重时还会造成土层塌陷等重大安全事故。对于第三方造成管廊施工构造毁坏的情况,管廊防外破检测系统对地下设施附近一定范围内的土壤层震动情况展开持续检测和分析,实现了地下管廊安全性监控,及时预警,合理避免第三方毁坏的情况发生。

5、管廊构造地基沉降检测系统

选用高精密(精度达15~城市综合性管廊长期运营后,管廊施工段的接口处会形成相对位移,这类相对位移分为水平和竖直方向,竖直方向的位移会造成土层地基沉降,严重时会造成塌陷等重大安全事故。
光纤光栅式水平仪对管廊的地基沉降情况进行持续检测,及时对管廊构造的地基沉降情况、形变发展趋势做出判断和预警,确保城市综合性管廊的安全稳定运营。

6、消防系统

选用高精密(精度达15~管廊舱底部署有火灾事故安全自动警报系统。采用“集中化警报”设计方案,由手动报警设备、烟感报警设备、可燃气体监测器、火灾事故光控报警器、消防应急广播、消防安全IP电话、消防报警系统控制板等构成。在监控运营中心或消防控制室设定消防系统显示屏,消防系统报警产生时,根据统一监控运营中心连动视频监控系统、环控系统、自动救火系统,将火灾事故现场视频置于屏幕上,启动排烟系统,打开管廊逃生出口,关闭火灾事故所属系统分区与邻近系统分区的防火门,启动相对系统分区的全自动救火设备。

7、应急通信系统

选用高精密(精度达15~应急通信系统中涉及的设备有IP电话、广播。
有线应急通信采用光纤线电话系统,管廊内IP电话有一键呼叫控制中心的作用。固定电话应急通信系统可以与监控器网络平台互动交流,且能接收网络平台发出的广播节目的命令,并将广播节目內容播放出来。
无线网络紧急通信系统是运用漏泄通信原理,在管廊内建立无线通信互联网,完成运维调度平台与移动手持终端之间、移动手持终端A与移动手持终端B之间的双重无线通讯。该系统管廊内设施主要由漏泄电缆线、双重中继器、负荷和智能终端构成。

8、电力监控系统

选用高精密(精度达15~正常状况下,金属材料保护层对地只有几十伏的感应电压。一旦接地装置系统遭受破坏,金属材料保护层对地工作电压便会到很危险的范围,对管道自身及运维巡检工作人员造成极大的安全风险。电力监控系统在电缆终端头的电线接头上安装电流量监测设备(电压互感器),实时监测接地装置的电流量瞬变、突变情况,实现对电缆线接地装置的常见故障迅速预警和精确定位,为路线维修提供可参考的依据。

四、智慧管廊可视化技术

1、二三维GIS

选用高精密(精度达15~测绘地理信息系统(GIS)基于地理信息数据,呈现出二三维场景的数据可视化,例如管道网在城市的具体分布和走向,可在地图上精确显示出信息监测设备的分布。从宏观角度实现地形图二三维联动、管廊访问、属性查询、管道网运作动态监测、应急管理、空间地区查询与剖析、GIS算量与标明等功能。

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2、BIM技术

选用高精密(精度达15~以BIM为基础,实现管廊全生命周期的精细化管理,实现全过程仿真模拟监控器、数据可视化管理、资源分配等功能,结合深度学习优化算法,真正实现管廊智慧化运营的目标。
将综合管廊中的环控、电力、消防、监控、安防等各个系统和多种类型的数据融合连通,采用“BIM+GIS”、“BIM+VR”技术实现对全部管廊运作态势的形象化感知和操控,从而完成管廊內部场景漫游、危险因素报警、运营主要参数显示等功能。

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3、VR系统

选用高精密(精度达15~VR系统实现对综合管廊的智慧管理、虚拟安全巡检、远程操作、应急演练、虚拟体验等功能。该VR系统由虚拟工作站、视觉效果信号接收器、VR输出设备、无线接收器和音箱系统等构成。

智慧管理:   用VR技术实现综合管廊的智慧化管理,例如设备的精细化管理;

虚拟安全巡检:   对管廊各类数据信息实时观测,可模拟真实安全巡检的场景;

远程操作:   根据VR推送命令操纵排风系统、照明系统等设备系统;

应急演练:   仿真模拟火灾、交通事故等紧急事件,演习应急方案;

虚拟体验:   城市地下空间综合开发利用的认知教育、宣传推广等。

五、总结

智慧管廊综合管控可视化平台的建设,有利于城市地下空间的合理利用,降低由于自然环境、人为事故导致的城市基建设施的损坏率。可视化平台的建设也有利于日常运维工作的开展,对管廊的智慧化管理和运营起到了非常积极的作用。
UIPower的智慧管廊数据可视化解决方案结合了二三维GIS技术、BIM技术等,以新颖的交互方式、富有冲击力的视觉呈现、酷炫的动效效果,为城市的管廊智慧化进程尽一份力量!