绿色城市智慧管理：数字孪生地下综合管廊平台.docx

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1、1833年，世界第一条市政管线综合管廊在法国巴黎建成。1994年，上海市政府规划建设了大陆第一条规模最大、距离最长的综合管廊一一浦东新区张杨路综合管廊。至今，地下综合管廊，已演变为城市功能的“生命线”，是人们生活的保障。当我们畅行在宽敞大道，徜徉在平坦绿地时，在我们看不见的地下7至8米处，城市“大动脉”正源源不断地为市民输送与生活息息相关的水、电、气和通信讯号，确保城市正常安全高效运行。仿真模拟综合管廊内部场景，以3D场景为基础，2D数据面板为辅，数字化展现城市地下隧道空间，了解电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线的铺设情况，并在图扑可视化大屏进行检修口、吊装口和监测系统的查看。地下综

2、合管廊智慧管理Web平台利用三维可视化和虚拟仿真技术，对地下综合管廊的物理要素和信息系统进行高精度模拟重现，围绕感知、传输、数据、平台与应用以及展现等层面的关键技术研究及其应用，实现城市地下综合管廊安全运营与智慧管控。综合管廊概览Hightopo采用轻量化三维建模技术构建可视化大屏展示陆家嘴干线部分的管廊敷设情况，管廊总体长度1014km,共有11个汇集点。综合管廊依托智慧管廊综合运营管理平台，通过管廊内布设的红外对射报警、传感器、人员定位系统等智能设备，对管廊内部的环境参数、设备状态进行实时监测，及时处理管廊内部报警信息及远程调度工作。SJSffsJS内总体介蛆市核心区管”陆m干线部分,首府

3、总体长盛014km.共有11个汇拿点，下频力缘电力21以绿合舱和气M4个能总&JK0同家浦明路终，其中浦明88-货涌汀:为四ftMfi:货浦江-N8为1ftMf5;1U长度电力1怆9.83-MHaBtfiMaM电力2触8.52-MMIBffiM6.33MK汽船6.12.ZMMIHMf1aaH其中在系统方面，综合管廊附属系统设计除包含消防、通风、供电、照明、环境与设备监控、安防等系统外，还有智能疏散、人员定位、火灾自动报警与可燃气体探测报警、本体排水等系统。设备统计通过Hightopo地下综合管廊智慧管理Web平台，工作人员轻点鼠标，就可以清楚看到各个舱内的运维、保养、故障维修等情况统计数据。用

4、环形图展示离线设备、在线设备，告警设备、待检修设备的比率，如果离线设备过多，应派员工进入综合管廊进行实地检测。舱室情况电力1舱、电力2舱、综合舱和燃气舱共4个舱室的电压、电流、负责人和联系方式展示，便于出现问题后及时沟通处理。能修情况分凶Ift至：fnnf.电力眼.G主Ie1220VSOA负SA：13745678910负责人：IK外包对捶）KH13745678910ft:水吟（国网对搂）KJfeJSiC13745678910负责人：叶庆一（华润逆气对亚联系方式：13745678910_干线综合管廊：用于容纳城市主干工程管线采用独立分舱方式建设的综合管廊。支线综合管廊：用于容纳城市配给工程管线采

5、用单舱或双舱方式建设的综合管廊。缆线管廊：采用浅埋沟道方式建设，设有可开启盖板但其内部空间不能满足人员正常通行要求，用于容纳电力电缆和通信线缆的管廊。预警信息Hightopo可视化系统收集管廊供电系统、感烟探测器、排水排烟系统、环境温、湿度，可燃气体探测、门禁、入侵检测、视频等信息，有异常，通过智慧管理平台推送报警信号，并且可以派发工单，进行跟踪闭环处理。孙。129料口中杨炯将要过期|20230819084540D1级警幅系统监测周江逑.3汇靠点收）9“恒谩度偏高37.7C12023091902510I1HSa1g系统Ia测东HT666SBFJ003a风机超时运，I202319053243II

6、坂誓总巡检上报futri*o5wIa行人员未审核入检2023OQ19094540In级系统监演I,东大名ZOS%07汇集点区间人厦未带安全幅WW.c/W*”.AE4vf1B*r*A44JRA*.a7天内管线破损、人员异常、环境异常、设备异常的告警数据采用环形图展示，让管理者清楚告警的构成情况。告警列表动态显示警报级别和故障地址，便于统计事故易发地。工单统计巡检工单、维修工单、动火作业、管廊参观、管线入廊、维护工单分别统计，30日工单数量累计展示，采用折线图展示历史工单的统计情况。0今日工单(2023-0113)V现虹单X*410/419块401/419工单的收集利于问题的统计，后续可排查出事故

7、频繁发生的地点和时间，提前采取预防措施，避免类似问题的发生。环境监测HT可视化利用丰富的图表、图形和设计元素将相对复杂、抽象的数据通过可视的方式以更直观理解的形式展现，便于管廊运维人员的高效管理，无需通过人工核算等复杂形式进行地下综合管廊的运维分析。出入口电力舱燃气舱入口34.4%45.6%27.5%出口13.0%10.4%38.4%O40%0-50%0-50%空气温隔朝：出入口电力舱燃气入口24.3C26.OX22.VC出口32.724.628.6%：密10-40cC1035oC1040oC环境监测136.7X9MKBHSOfeaiHT*11火分区S19.5XQ滨江道iC3Hre1火分区xa

8、33.4Q新修工Ie点8HI4防火分区omt21.6%9东大名BIiUfc点5HT*10ft火分区kkb87.32%Q由i防B5i1B点2H1E火分区Im1XtS56.03%Q力JWSiC2H1丽火分区HT可视化大屏，利用各种图表实时展现“地下生命线”各项健康指数：氧气、温度、湿度、通风，如果电力舱、燃气舱、综合舱内哪项指数异常监控平台都会自动报警。如果某一地段含氧量过低，可通过图扑的可视化大屏结合GIS快速定位问题点，及时安排人员进行救援。Hightopo与GIS的结合可有效缩短救援时间。08:0009001011:0012:0013:0014:0015:0016:00管廊内会产生一些有毒有

9、害气体，根据气体的化学性质可以分为可燃气体和有毒气体两大类。管廊中的可燃性气体主要成分是甲烷和挥发性有机化合物，有毒气体主要是硫化氢、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，所以管廊内需安装使用检测仪器对气体进行监测，保障人员安全。选用气体检测仪器首选要确定管廊检测气体的种类和浓度范围。地下管廊环境监控解决方案主要由温湿度传感器、氧气传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、硫化氢、甲烷传感器、压力传感器、液位传感器、水浸传感器、烟雾报警器、环境监控主机和云平台组成。连接环境监控主机通过GPRS/4G上传至云平台，实现24小时不间断在线监控，并支持在线报警、远程查看数据、历史数据曲线查看等功能。当检测到

10、某项气体的参数超过预置报警值时会通过HT大屏发出声光报警信号，提醒运维人员注意作业安全。当系统发生应急启动、故障等事件时，控制器能自动记录事件类型，事件发生时间，事件发生区域以及事件的详细信息。b屿槐典:出入口电力的悬气6人口36.643622.5。出口11.0%10.2%39.2%行0-40%OSO10-50%Q0-5%C0-5%CH4H2S1.9/0.44.5/0.3城市地下综合管廊安全运营与智慧管控的核心在于数据与应用，城市地下综合管廊的数据是典型的多源异构数据，数据来源不同，有环境监控实时数据，有视频监控数据，有管廊本体数据，还有管廊及其设备人员空间位置数据以及应急预案文本数据等，为此

11、多源数据集成、联动与融合是管廊安全运营与智能化管控的核心。管廊内部系统无论承载的管线出现故障，还是自身附属设备出现故障，都可能造成部分功能的瘫痪，因此建设综合管廊时需要设置各类现场传感器用于监测和控制管廊内部设施运行情况。通常包括：管廊附属地面及内部供电系统、照明系统、消防系统、排水排烟系统、巡更等。通风系统综合管廊属于密闭地下构筑物，必须设置通风系统。保证管廊内电缆散发的热量能及时排出并为检修人员提供适量的新鲜空气。管廊内发生火灾时，能有助于控制火势蔓延和人员疏散。常见管廊通风方式分为自然通风和机械通风，机械通风包括机械排风、机械进风。如果综合管廊内容纳电力、通信、给水等常规管线，可以采用自

12、然和机械结合的通风方式。如果综合管廊内容纳污水、天然气等特殊管线，则必须采用机械进、排的通风方式。运用Hightopo自主研发核心产品HTforWeb,实现可交互的Web通风设备三维场景，画面可进行缩放、平移、旋转，以此实现不同位置和编号的风机、风阀状态和模式的监控，便于管理。安防系统无论是管廊建设之初还是投入使用中，它的安全问题都至关重要。城市综合管廊的安防建设主要包括：环境与设备监控系统、视频监控系统、消防系统、入侵报警系统、红外探测报警、紧急报警、燃气泄漏报警、火灾烟雾报警、高温预警、特殊区域防爆报警系统、大屏显示系统、电子巡查系统以及综合平台管理等。通过HT可视化系统将温湿度探测器、氧

13、气传感器、有害气体和积水监测、自动报警和灭火等各种设备的运行状态展示。轮播报警触发的情况，做到全方位监测无死角，全时段监测不遗漏，帮助管理者及时发现问题、解决问题，排除隐患。监控系统监控中心是保证综合管廊后期维护运行的指挥中心，HT作为基于HTM15标准的组件库，可以无缝结合HTM15各项多媒体功能，支持集成各类视频资源形成统一的视频流，可在2D、3D态势地图上标注摄像头对象并关联其视频信号源,通过场景交互来调取相应监控视频,满足运维人员对场景进行实时态势感知、历史数据回溯比对、应急处理预案等监测需求。传统视频监控多个分镜头画面以2D的方式平铺在显示器上，很难将分镜头视频与实际地理位置相对应，

14、无法对大场景进行有效直观的实时监测，没有态势感知。HT视频融合技术采用WebG1技术，利用GPU高性能计算能力对视频图像进行实时处理，图像处理不占用CPU资源，画面流畅。综合管廊监控系统包含若干个子系统，例如：综合管廊运行工况多点高清视频监测系统、综合管廊红外报警实时视频监测系统、综合管廊内管道等设备监控系统等。当某区段温度过高（高于40C）,或湿度过高（高于90%）时，监控计算机启动该区段的通风机，强制通风换气，保障综合管廊内电力电缆的运行容量和各设施和工作人员的安全。工作人员信息每位运维员的入廊时间、离开时间、工作点位、联系方式都实时显示，如有异常，监控室运维可及时联系管廊内巡检员工快速撤

15、离到安全地带。在每位运维员头顶的红色安全帽里安装蓝牙定位、小摄像头，遇到突发状况时，运维员按下帽子上的求救按键，信号、画面就会实时传回指挥中心。排水系统地下综合管廊内有专做的生活污水雨水管路，也有专业的排水管道配套设施,遇上城市污水管不能马上泄水时候，可以立即借助地下综合管廊的较大空间来实现排洪。通过液位检测系统快速确定液位高低，并发送数据至HT监控中心。如液位过高可实时调整水泵运行状态，有效降低管廊维护成本，提高效率。当区段内两个爆管检测专用液位开关同时报警和水管上压力开关压力低报警、或红外防入侵装置报警时，P1C开启相应区间的照明。绿色节能双碳目标持续推进，节能减排是重点。对于传感器和智能面板的节