综合管廊,作为现代化城市的“地下生命线”,集纳了电力、通信、给排水、燃气等多种管线。为确保其安全、稳定、高效运行,一套完备、智能的监控系统至关重要。监控设备作为该系统的“感官”与“神经末梢”,遍布管廊全域,实时感知环境与设备状态,是运维管理的核心基础。以下对综合管廊中的主要监控设备进行详细说明。
一、 环境与设备监控子系统
此子系统主要负责对管廊内部物理环境及设备运行状态进行实时监测与控制。
- 气体监测设备:
- 可燃气体探测器:主要用于燃气舱,监测甲烷等可燃气体浓度,一旦超过安全阈值(通常为爆炸下限的20%),立即发出声光报警并联动启动事故通风系统。
- 氧气浓度探测器:监测舱内氧气含量,防止因缺氧或富氧造成人员窒息或增加火灾风险。
- 有毒气体探测器(如H2S):常见于污水舱,监测硫化氢等有毒有害气体,保障进入人员安全。
- 温湿度传感器:
- 分布式安装在各个舱室及关键设备附近,持续监测环境温湿度。过高湿度易导致设备锈蚀、绝缘下降;过高温度可能引发设备过热或火灾。数据用于联动除湿机、通风系统,确保环境参数在设定范围内。
- 液位监测设备:
- 在管廊底部集水坑内安装液位计(如浮球式、静压式),监测积水深度。根据预设的报警水位(如低、高、超高)自动控制排水泵的启停,防止舱内积水淹没管线或设备。
- 风机、水泵控制单元:
- 并非简单的开关,而是集成了状态反馈(运行/停止/故障)、远程/就地控制、联动逻辑执行等功能的关键设备。接收监控中心指令或根据环境传感器信号自动启停,维持空气流通与排水顺畅。
二、 安全防范子系统
此子系统旨在防止非法入侵、监控人员活动、应对火灾等紧急情况,保障管廊实体安全。
- 视频监控系统(CCTV):
- 设备构成:主要包括防爆/防腐网络摄像机、视频编码器、存储设备及显示大屏。
- 部署要点:出入口、管线分支口、投料口、人员密集作业区、重要设备间(如配电间、泵房)需全覆盖。摄像机需具备低照度、宽动态功能,以适应地下复杂光线环境。
- 智能应用:集成视频分析功能,如区域入侵检测、人员徘徊报警、安全帽/工服识别等,变被动监控为主动预警。
- 入侵报警系统:
- 周界防范:在出入口、通风口等可能入侵的位置设置红外对射探测器、振动光纤或电子围栏,一旦被非法触发,立即向监控中心报警并联动视频弹出画面。
- 门禁管理:出入口安装读卡器、指纹或人脸识别设备,结合门磁传感器,实现人员的分级、分区域授权进出,所有进出记录可追溯。
- 火灾自动报警系统(FAS):
- 火灾探测器:根据舱室性质部署。电力舱常用感烟、感温及分布式光纤感温探测器(可沿电缆桥架敷设,精准定位过热点);燃气舱则需使用防爆型探测器。
- 手动报警按钮与声光警报器:设置在逃生路径和出入口附近,便于人员发现火情时手动报警,并警示舱内人员迅速撤离。
- 联动控制:报警信号直接联动关闭相应防火分区防火门、启动事故广播、强制打开排烟风机等。
三、 通信与定位子系统
此子系统确保管廊内部信息传输畅通,并能对人员与设备进行精准定位。
- 有线通信网络:
- 工业以太网交换机构成环网主干,提供高带宽、高可靠的数据传输通道,连接所有前端监控设备至监控中心。
- 无线通信系统:
- 无线AP/Wi-Fi网络:覆盖巡检通道,为移动巡检终端、机器人、智能手持设备提供网络接入。
- 消防/应急无线通信:确保在紧急情况下,救援人员内部及与地面指挥中心的通信畅通。
- 人员定位系统(可选但日益重要):
- 采用UWB、ZigBee或RFID技术,为进入管廊的巡检人员佩戴定位标签,可在监控中心电子地图上实时显示其位置、移动轨迹,遇险时可一键求救,极大提升安全管理水平。
四、 智能集成与联动
上述所有监控设备并非孤立运行,而是通过统一的监控与数据采集(SCADA)系统或综合监控平台进行集成。该平台是监控设备的“大脑”,实现:
- 数据汇聚与可视化:将分散的设备状态、环境参数、视频画面集中显示于一张电子地图上,实现全景监控。
- 智能报警与事件管理:定义报警规则,实现分级报警(预警、报警、紧急),并自动关联相关视频、数据曲线,辅助快速判断。
- 预案化联动控制:当发生特定事件(如火灾报警)时,系统自动按照预置的应急预案,执行一系列设备控制命令(如关闭防火门、启动排烟、点亮疏散指示、切换视频画面等),形成闭环管理。
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综合管廊的监控设备是一个多层次、多维度、深度融合的体系。从感知环境的“末梢神经”,到捕捉图像的“眼睛”,再到分析决策的“大脑”,它们共同构成了保障管廊“可知、可测、可控”的智慧神经中枢。随着物联网、大数据、人工智能技术的发展,未来的监控设备将更加智能化、集成化,推动综合管廊运维向预测性维护和无人化巡检的更高阶段迈进。