淺析城市地下綜合管廊運維管理技術(shù)

 摘要：綜合管廊是地下城市管道綜合走廊，即在城市地下建造一個(gè)隧道空間，將電力、通信，燃氣、供熱、給排水等各種工程管線(xiàn)集于一體，設有專(zhuān)門(mén)的檢修口、吊裝口和監測系統，實(shí)施統一規劃、統一設計、統一建設和管理，推進(jìn)城市地下綜合管廊建設，是創(chuàng )新城市基礎設施建設的重要舉措，不僅可以逐步消除“馬路拉鏈"、“空中蜘蛛網(wǎng)"等問(wèn)題，用好地下空間資源，提高城市綜合承載能力，滿(mǎn)足民生需求，而且可以帶動(dòng)有效投資、增加公共產(chǎn)品供給，提升城市發(fā)展質(zhì)量，為經(jīng)濟發(fā)展增添新動(dòng)力。但由于地下綜合管廊的建設規模較大，需要從細節著(zhù)手來(lái)加強運維管理，以此來(lái)保證地下管廊實(shí)用性功能的順利發(fā)揮，提升使用壽命。

關(guān)鍵字：城市地下管廊管廊運維電力監控能效管理

   地下綜合管廊是現代化城市基礎設施中的重要組成，可以有效改善城市建設過(guò)程中所出現的“馬路拉鏈"與“空中蛛網(wǎng)"等現實(shí)問(wèn)題，為城市居民的日常生活帶來(lái)諸多便利的同時(shí)提高現代化城市的美觀(guān)度。但由于地下綜合管廊的建設規模較大，需要從細節著(zhù)手來(lái)加強運維管理，以此來(lái)保證地下管廊實(shí)用性功能的順利發(fā)揮，提升使用壽命。

   管線(xiàn)數量多、運營(yíng)難度高近年來(lái)，隨著(zhù)我國城市化建設速度的持續加快，現代城市的地下管線(xiàn)數量與種類(lèi)也愈發(fā)復雜，各個(gè)地方上的產(chǎn)權單位基本處于各自為政的狀態(tài)，缺乏統一化、明確化的部署方案。這會(huì )導致綜合管廊的建設單位在實(shí)際

工作中需要同時(shí)應對多個(gè)業(yè)主，如果在設計、使用以及運維管理的任意一個(gè)環(huán)節中出現溝通不暢的問(wèn)題，將會(huì )為后續的運維管理效果帶來(lái)直接性的影響。此外，由于地下綜合管廊中所包含的管線(xiàn)類(lèi)型各不相同，建設單位為了能夠節約經(jīng)營(yíng)成本與土地資源，務(wù)必要從建設實(shí)際出發(fā)來(lái)合理優(yōu)化管廊內部空間的設計方案。此外，還要兼顧管線(xiàn)之間是否會(huì )存在相互干擾的情況，嚴格按照建設規范中的相關(guān)要求來(lái)調整好間距布置，杜絕電磁干擾問(wèn)題的出現。

附屬設施多，節點(diǎn)復雜綜合管廊內除去有市政管線(xiàn)之外，同時(shí)還額外配置了其他附屬設施，例如火災報警、消防、監控以及污水處理系統等等。如果想要保證上述附屬設施的正常運行，則要在已經(jīng)具備較高密度的艙室內再額外布置出獨立線(xiàn)路。雖然設計人員會(huì )盡可能保證各線(xiàn)路之間的獨立性，但因空間有限，難以避免的會(huì )出現管線(xiàn)碰撞與沖突問(wèn)題。為了能夠保證后續管線(xiàn)維修工作的順利開(kāi)展，以及檢修和巡視人員的人身安全，在設計規范中還明確規定，要在地下綜合管廊的各個(gè)艙室內單獨設置出入口、逃生口、檢修口、吊裝口等。除此之外，由于綜合管廊處于地下空間，因此其中的空氣流通十分不暢，還要加設進(jìn)風(fēng)口與排風(fēng)口等。前文中所提及的諸多端口均與綜合管廊的廊道相連接，會(huì )大幅度增加管廊節點(diǎn)處后續的施工難度，并為運維管理工作的順利開(kāi)展設下重重阻礙。

2城市地下綜合管廊運維技術(shù)的應用要點(diǎn)

   做好服務(wù)管理對接，打造利益共同體為了能保證運維技術(shù)的順利實(shí)施，需要在現有規章制度的約束下，積極落實(shí)服務(wù)管理的對接工作，運營(yíng)單位要發(fā)揮出自身的服務(wù)功能，做好基礎保障工作，而管線(xiàn)單位則要拿出更加積極的態(tài)度來(lái)配合管理，以此來(lái)形成利益共同體，提高運維管理效果。

     （1）在對綜合管廊的本體與相關(guān)附屬設施實(shí)施運行維護時(shí)，應基于現實(shí)情況來(lái)構建“模塊化管理+中心管控"的多元化運維模式。其中，前者所指的是，需要對管廊的附屬系統進(jìn)行科學(xué)切割與分塊管理；后者所指的是，應對管廊系統展開(kāi)全天候的不間斷監控。

     （2）在日常的管線(xiàn)檢查與維修工作中，為了保證工作效率，運維人員應根據工作規模與工作性質(zhì)來(lái)進(jìn)行詳細的類(lèi)別劃分，大致可被分為一般性維修、例行性維修、

計劃性維修以及事故性維修等。此外，巡檢人員要運用自動(dòng)化檢測以此來(lái)搭配感官經(jīng)驗，確保巡檢結果的可信度，并靈活調整設備檢查與系統測試方案。

     （3）需對服務(wù)管理流程予以科學(xué)優(yōu)化?？偨Y來(lái)看，綜合管廊的運維管理工作主要包括設備維修、管線(xiàn)維護、應急搶修等諸多內容。應當嚴格遵循《地下綜合管廊運行技術(shù)規程》中的相對規定來(lái)加大監管力度，并對現行的服務(wù)管理流程予以合理優(yōu)化，將不符合規定的運維工作內容篩除掉，保證服務(wù)質(zhì)量。

     （4）應從日常服務(wù)工作的細節入手，將質(zhì)量管理作為基礎的對接方式，通過(guò)共同努力來(lái)打造出多元化的管控共同體。此處所提及的質(zhì)量管控對接所指的是，要整合多方資源來(lái)提高當前運維團隊的技術(shù)水平，將管理職責落實(shí)到各個(gè)部門(mén)的個(gè)人身上。此外，還要優(yōu)化獎懲舉措，深入到運維工作第一線(xiàn)來(lái)了解工作人員所遇到的困難，準確改進(jìn)工作弱點(diǎn)與工作盲點(diǎn)，全面增強運維體系的實(shí)用性。

   運用機器人巡檢技術(shù)，保證巡檢結果的可靠性通過(guò)了解全文內容可知，由于地下綜合管廊的內部環(huán)境十分復雜，除去基本的市政管線(xiàn)之外，同時(shí)還包含著(zhù)各類(lèi)附屬設施。在傳統模式下的運維管理工作中大多依賴(lài)的是人工訓練形式，但因管廊規模較大，且其中包含著(zhù)多處“倒虹"節點(diǎn)，將會(huì )大幅度增加人工巡檢的工作難度，不僅會(huì )威脅到巡檢人員的人身安全，同時(shí)也無(wú)法保證巡檢結果的準確性。針對這一現象，在日后則要積極運用機器人巡檢技術(shù)，通過(guò)打造智慧管廊巡檢系統來(lái)替代傳統模式下的人工巡檢方法，以此來(lái)進(jìn)一步實(shí)現信號傳輸、導航定位、圖像識別以及紅外測溫等多項智能化功能。另外，通過(guò)在綜合管廊中安裝移動(dòng)視頻監控或環(huán)境監控等智能化設備，還可以全面提升管廊自身的防災與震災能力，確保管線(xiàn)安全運行的同時(shí)減少后續運維管理工作的成本支出。在具體的工作實(shí)踐中，機器人巡檢系統可以實(shí)現對管廊內部空間的24小時(shí)不間斷巡檢，從根本上杜絕人工巡檢所存在的諸多弊端，實(shí)時(shí)獲取并分析監測環(huán)境內的溫濕度變化、氧氣含量以及硫化氫濃度等保證巡檢工作效率?？偨Y來(lái)看，機器人巡檢技術(shù)的主要功能包括以下幾個(gè)方面：

     （1）日常巡檢。機器人可以針對目標管廊環(huán)境展開(kāi)定點(diǎn)巡檢，全面獲取管廊內部的環(huán)境狀態(tài)、管線(xiàn)溫度以及各個(gè)進(jìn)出口的具體情況等。

     （2）視頻監控。機器人具備自動(dòng)化視頻監控功能，通過(guò)紅外技術(shù)來(lái)形成視頻圖像，并根據技術(shù)人員的指令移動(dòng)到位置，將拍攝到的視頻畫(huà)面實(shí)時(shí)傳送去監控平臺中。

     （3）紅外測溫。機器人在巡檢過(guò)程中如果發(fā)現溫度異常，可以實(shí)現自動(dòng)報警。

     （4）環(huán)境監測。機器人會(huì )單獨配備溫度傳感器與氣體探測器，當管廊內部環(huán)境中的空氣溫濕度出現變化，會(huì )在第一時(shí)間展開(kāi)自動(dòng)化分析，并將分析結果傳輸至監控平臺。

     （5）特殊巡檢。機器人還可以應對各種不同的巡檢要求，例如定點(diǎn)巡檢、臨時(shí)巡檢以及人工遙控巡檢等等。

     （6）應急處理。如若在巡檢過(guò)程中發(fā)生應急事件，機器人可以代替技術(shù)人員深入到事故現場(chǎng)，全面搜索相關(guān)的信息數據， 維護好技術(shù)人員的人身安全。

加強設施設備養護維修，保證運行安全

      （1）土建結構。地下綜合管廊的主體結構以土建結構為主，除去基本的結構物、裝修、防火層之外，還包括了十分復雜的附屬結構，如裝飾物、電站、通風(fēng)系統、排水設施、通風(fēng)口以及安全護欄設備等。由于綜合管廊的土建部分所涵蓋的內容相對復雜，因此這一階段中的養護工作主要被分為衛生清潔、維修保養、結構檢查、病害處理以及安全防護這幾大類(lèi)別。養護與維修人員務(wù)必要全面掌握地下綜合管廊主體土建結構的具體情況，并制定出相對應的養護與維修方案。其中，在做好基礎的衛生清潔工作之后，應當重點(diǎn)檢查土建結構的防水系統是否出現堵漏的情況自己管線(xiàn)支架與支座是否出現破損情況等等。

      （2）機電設備。地下綜合管廊內的機電設備主要是為管廊環(huán)境的正常運行提供相關(guān)的用電服務(wù)，其中包括低壓配電系統、通風(fēng)系統、給排水系統、消防系統、防雷系統以及照明系統等多項內容。在對綜合管廊內的機電設備展開(kāi)日常的檢查維護工作時(shí)，養護維修人員需要提前了解機電設備的使用說(shuō)明書(shū)，并嚴格按照規章制度來(lái)定期檢查機電設備的運行狀態(tài)。在這一環(huán)節中，養護人員需提前配備完整的機電設備維修與檢測工具，集中包括檢測儀器、清潔工具以及電工工具等，以此來(lái)保障自身的生命財產(chǎn)安全。

      （3）弱電系統。在地下綜合管廊內所應用到的弱電設施應從功能的層面上加以區分，其中包括計算機控制系統、監控系統、安防系統、報警系統等多項內容。檢修人員需要加強對弱電系統的日常巡檢，結合設備產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中的相關(guān)內容，確保相關(guān)的弱電設備可以處于較好的運行狀態(tài)。

       (4）管線(xiàn)。在上文中多次提及，由于地下綜合管廊內的管線(xiàn)十分復雜，為了能夠確保入廊管線(xiàn)的維護工作得以高效推進(jìn)，養護維修人員則基于地下綜合管廊的實(shí)際情況來(lái)制定出相對應的管線(xiàn)養護計劃。首先，應嚴格遵循規范要求，所有入廊管線(xiàn)在敷設環(huán)節中都要設置相應的管線(xiàn)標識。尤其是在后續的日常巡檢和維護工作中，工作人員務(wù)必要保證標識的完整與清晰性，如果發(fā)現問(wèn)題，需要及時(shí)更換標簽。其次，在采用人工巡檢的方式時(shí)，工作人員要對管線(xiàn)的運行狀態(tài)予以目測，根據地下管廊的實(shí)際環(huán)境來(lái)單獨安裝溫度檢測儀與壓力表，進(jìn)而對管線(xiàn)的運行狀態(tài)變化予以實(shí)時(shí)監控。監控系統會(huì )將視頻畫(huà)面及時(shí)的傳送至中央計算機系統內，在第一時(shí)間發(fā)現管線(xiàn)運行中的不良狀態(tài)，并瞬時(shí)啟動(dòng)應急預案。

   重視安全管理與應急管理安全管理。第一，務(wù)必要保證所有參與地下綜合管廊運行維護工作人員的人身安全，使其能夠在較佳狀態(tài)中高效率完成工作任務(wù)。并嚴格按照國家所制定的《密閉空間作業(yè)職業(yè)危害防護規范》中的相關(guān)要求，結合地方上的相關(guān)作業(yè)規定來(lái)制定出行之有效的安全管理制度。如果地下綜合管廊內涉及到明火作業(yè)，要做好充分的防火準備工作，并根據實(shí)際情況來(lái)提前設計出行之有效的防火措施，并對動(dòng)火作業(yè)制度的內容予以檢查。第二，作業(yè)單位要主動(dòng)肩負起安全管理職責，在展開(kāi)相關(guān)作業(yè)活動(dòng)之前，需要對當地的道路施工與養護管理要求展開(kāi)全面分析，并在施工現場(chǎng)放置醒目標志，為后續運維管理工作的高效落實(shí)提供支持，使得安全管理人員可以在第一時(shí)間發(fā)現問(wèn)題所在。第三，運維單位需要對綜合管廊的主體、附屬設施以及管線(xiàn)設施的運行狀態(tài)開(kāi)綜合評估，并根據評估結果來(lái)制定出后續的安全管理計劃，將隱患問(wèn)題控制在搖籃中。第四，運維單位應當在監控中心內配備足夠數量的安全管理器材與設備。并組織運維管理人員參與事件預習演練，以此來(lái)做好萬(wàn)全準備。第五，如果在日常的巡檢過(guò)程中發(fā)現管線(xiàn)系統存在安全隱患問(wèn)題，需要在第一時(shí)間聯(lián)系管線(xiàn)權屬單位，共同制定出行之有效的解決方案，及時(shí)消除安全隱患。

   應急管理。首先，運維單位需要充分認識到自己身上所肩負的重大職責，在正式進(jìn)入到綜合管廊的運維管理階段后，應當與管線(xiàn)的權屬單位建立起暢通無(wú)阻的溝通機制。結合以往的運維管理經(jīng)驗，將各個(gè)工作環(huán)節中可能出現的突發(fā)事件列舉出來(lái)，提前商討出應急預案。在這一環(huán)節中，管線(xiàn)權屬單位也要積極配合運維單位做好應急管理的工作準備，并嚴格按照應急需求來(lái)調整管線(xiàn)系統的管理制度。其次，運維單位要單獨設置應急物資庫與應急救援小隊，為其配備專(zhuān)業(yè)的救援設備，并在日常的員工教育培訓活動(dòng)中加入有關(guān)于應急管理的內容，提高救援人員的專(zhuān)業(yè)能力。最后，應督促管線(xiàn)權屬單位之間建立起功能完善的應急聯(lián)動(dòng)機制，確保相關(guān)信息數據可以及時(shí)互通與共享。尤其當發(fā)現綜合管廊出現安全異常時(shí)，可以在第一時(shí)間拿出相對應的應急舉措，將損失控制在較低范圍內。

（1）電力監控及配電室環(huán)境監控系統

（2）智能照明系統

 

 

（3）電氣火災監控系統

 

（4）消防設備電源監控系統

（5）防火門(mén)監控系統

 

（6）消防應急照明和疏散指示系統

 

 

（1）平臺概述

       AcrelEMS-UT綜合管廊運維及設備管理平臺集電力監控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網(wǎng)絡(luò )、系統架構、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數據服務(wù)等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過(guò)程中存在內部干擾性強、使用單位多及協(xié)調復雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環(huán)境和設備的使用和恢復效率。

（2）平臺組成

       安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所環(huán)境監控系統、智能馬達監控系統、電氣火災監控系統、消防設備電源系統、防火門(mén)監控系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散指示系統。用戶(hù)可通過(guò)瀏覽器、手機APP獲取數據，通過(guò)一個(gè)平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監控、統一管理、統一調度，同時(shí)滿(mǎn)足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。

（3）平臺拓撲圖

 

（4）電力監控

       電力監控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進(jìn)行保護和監控，對0.4kV出線(xiàn)配置多功能計量?jì)x表，用于測控出線(xiàn)回路電氣參數和用能情況，可實(shí)時(shí)監控高低壓供配電系統開(kāi)關(guān)柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。

 

（5）環(huán)境監測

       環(huán)境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門(mén)禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時(shí)也可接入管廊艙室內的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機等設備集成的第三方系統完成管廊環(huán)境綜合監控。

 

 

 

（6）馬達監控

        馬達監控實(shí)現對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實(shí)現對電機過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監測和報警。在需要的情況下可以設置聯(lián)動(dòng)控制。

 

（7）電能質(zhì)量監測與治理系統

       電能質(zhì)量監測與治理系統平臺主要由電能質(zhì)量治理設備、物理網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器及服務(wù)終端四部分組成，其中電能質(zhì)量治理設備作為基礎實(shí)現對數據采集與電能質(zhì)量補償等具體服務(wù)動(dòng)作，物理網(wǎng)關(guān)實(shí)現設備與服務(wù)器間的數據傳輸以及對設備進(jìn)行策略功能分配，數據經(jīng)由服務(wù)器最終以服務(wù)終端為媒介為用戶(hù)提供可視化展示。

 

（8）電氣安全

        AcrelEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門(mén)狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監視，發(fā)生異常時(shí)通過(guò)聲光、短信、APP及時(shí)預警。

（9）智能照明控制

       ①　防火分區單獨控制，分區內設置智能控制面板就地驅動(dòng)器；開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器連接消防報警系統，接收消防報警信息，強制打開(kāi)驅動(dòng)器回路。

       ②　廊內上方安裝智能照明傳感器，使人員進(jìn)入管廊內自動(dòng)開(kāi)啟燈具，在管廊內停留燈具保持常亮，離開(kāi)后燈具關(guān)閉。

       ③　除了現場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現集中控制，實(shí)時(shí)遠程監控當前區域的照明情況，必要時(shí)可遠程控制該區域的照明。

       ④　考慮現場(chǎng)模塊分布較廣，距離過(guò)長(cháng)，除了現場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現集中控制，實(shí)時(shí)遠程監控當前區域的照明情況，必要時(shí)可遠程控制該區域的照明。

       ⑤　系統支持單控、區域控制、自動(dòng)控制、感應控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調光控制等多種控制方式，支持延時(shí)控制，避免同時(shí)亮燈負荷對配電系統造成沖擊。模塊不依賴(lài)系統，可獨立工作，每個(gè)模塊均自帶時(shí)間模塊，可根據經(jīng)緯度自動(dòng)識別日出日落時(shí)間實(shí)現自動(dòng)。

（10）設備檔案

      設備檔案是用戶(hù)對平臺運維能力，包括設備登記、設備列表、保養記錄、保養提醒和巡檢項管理的綜合管理頁(yè)面，用戶(hù)通過(guò)該頁(yè)面實(shí)時(shí)查看廊內設備的健康情況，提升管廊運維效率。如圖下圖所示；

 

（11）任務(wù)管理

        任務(wù)管理是用戶(hù)對平臺運維能力，包括定期巡檢、缺陷處理、報警消除、故障搶修和工單通知功能的綜合管理頁(yè)面，用戶(hù)可使用該頁(yè)面發(fā)布各類(lèi)型任務(wù)及巡檢操作票給相關(guān)人員，通過(guò)查看詳情跟進(jìn)任務(wù)的執行情況與巡檢明細。如圖下圖所示；

 

（12）巡檢記錄

        巡檢記錄是針對巡檢類(lèi)型的任務(wù)在流程中需要管理的節點(diǎn)與數據進(jìn)行統一監測的頁(yè)面，主要關(guān)注巡檢任務(wù)流程中的負責人、執行人進(jìn)度，巡檢的結束時(shí)間，簽到的偏差，巡檢的項目和發(fā)現的缺陷問(wèn)題數量等內容。如圖下圖所示；

 

（13）運行報告

       運行報告主要監測一段時(shí)期內醫院的用電量、負荷、諧波情況、不平衡度、功率因數波動(dòng)情況、事件發(fā)生統計及現場(chǎng)運維情況，通過(guò)自定義標準對站點(diǎn)各數據進(jìn)行分析并給出一定的建議，為用戶(hù)分析站點(diǎn)運行狀態(tài)給出一定的依據。如圖下圖所示；

 

 

    綜上所述，地下綜合管廊與現代化城市的建設與發(fā)展密切相關(guān)。尤其是最近幾年，隨著(zhù)我國經(jīng)濟實(shí)力的不斷增強，城市基礎設施也開(kāi)始朝向多元化、現代化、智能化的方向所發(fā)展，地下綜合管廊已經(jīng)成為為城市輸送養分的寶貴生命線(xiàn)。但由于地下綜合管廊的建設規模較大且成本高昂，為了能夠將其實(shí)用性?xún)r(jià)值更好的發(fā)揮出來(lái)，務(wù)必要從細節入手來(lái)完善運維管理工作?；诂F實(shí)情況來(lái)選擇適合的運維技術(shù)方案，全面滿(mǎn)足現代化城市建設過(guò)程中的個(gè)性化運維需求。

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