背景

城市地下綜合管廊作為一種集合多種類(lèi)型地下管線(xiàn)于一體的城市基礎設施工程，被稱(chēng)作城市的“血管”和“神經(jīng)”，日夜擔負著(zhù)輸送介質(zhì)、能量和傳輸信息的功能，是城市賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎，是城市的“生命線(xiàn)”。

近年來(lái)，隨著(zhù)綜合管廊在我國的迅速發(fā)展，如何將智能化系統與物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云技術(shù)等創(chuàng )新技術(shù)融合應用到綜合管廊建設中，打造智慧管廊，實(shí)現管理便捷化、應急響應快速化、建設標準化，是當前綜合管廊建設的重大課題，也是智能制造企業(yè)難得的市場(chǎng)機遇。

某國家級新區核心區擬投資建設10.48公里城市綜合管廊。綜合管廊中涵蓋了燃氣、污水、電力、通信和給水等管線(xiàn)，以及環(huán)境與設備監控系統、火災報警系統、安保監視系統和通信系統等輔助系統。

在該綜合管廊的原設計中，并未規劃建設監控展示中心，而是計劃將相關(guān)自控系統接入到另一區域的監控中心。然而，在對管廊自控系統供應商進(jìn)行走訪(fǎng)考察的過(guò)程中，新區管廊公司被羅克韋爾自動(dòng)化的互聯(lián)企業(yè)理念以及ThinManager展示的智慧運維吸引。管廊公司決定調整原有設計，在新區建設一個(gè)200米管廊試驗段和增加智慧管廊監控展示中心，希望通過(guò)該展示中心體現智慧管廊的優(yōu)越性，驗證新技術(shù)、新應用在管廊的適用性。

挑戰

城市綜合管廊通常需要采用運行環(huán)境與設備監控系統、火災報警系統、安防系統、網(wǎng)絡(luò )管理系統等輔助系統以實(shí)現智慧運營(yíng)管理的目標。在對國內已投入運行的部分綜合管廊的調研中，新區管廊公司發(fā)現，目前大部分綜合管廊的運營(yíng)還處在各個(gè)子系統獨立運行，相互不關(guān)聯(lián)的狀態(tài)，并未采用統一的管理平臺，沒(méi)有達到城鎮綜合管廊監控與報警系統工程技術(shù)標準（GB T51274-2017）的要求，與智慧管廊的目標還存在一些差距。

新區管廊公司希望建設一個(gè)真正的智慧管廊，要求監控中心采用統一的管理平臺，對綜合管廊監控與報警系統的各組成系統進(jìn)行集成，滿(mǎn)足對內管理、對外通信、與管線(xiàn)管理單位、相關(guān)管理部門(mén)協(xié)調等需求，具有綜合處理能力。

地下綜合管廊統一管理平臺系統集成與聯(lián)動(dòng)示意圖

解決方案

經(jīng)過(guò)與管廊項目部的密切交流和探討，羅克韋爾自動(dòng)化了解了客戶(hù)對管廊監控展示中心軟、硬件配置的具體需求，為管廊監控展示中心量身設計了以ThinManager軟件為核心的統一監控平臺，包括環(huán)境與設備監控系統、網(wǎng)絡(luò )通信系統、火災報警系統和安防監控系統。平臺實(shí)現了200米試驗段的所有基本監控功能，各個(gè)系統在平臺內實(shí)現了聯(lián)動(dòng)。為了滿(mǎn)足客戶(hù)對未來(lái)發(fā)展的需求，平臺不僅為新系統的接入預留了接入能力，而且可以根據客戶(hù)的需求進(jìn)一步擴展為多路段監控中心。此外，平臺在設計時(shí)改變了傳統監控平臺單一的用戶(hù)名密碼的登錄方式，采用了基于重要設備ACU柜，以及基于移動(dòng)端IPAD的登錄方式，極大地方便了日常運營(yíng)維護。

綜合管廊國家標準（GB T51274-2017）要求監控中心采用統一的管理平臺，但傳統的統一平臺通常采用C/S架構，各個(gè)子系統先單獨搭建服務(wù)器，然后在其上層搭建統一的數據庫，服務(wù)器數量大，開(kāi)發(fā)時(shí)間長(cháng)，開(kāi)發(fā)成本高。羅克韋爾自動(dòng)化為該新區管廊設計的監控展示中心創(chuàng )新性地采用了B/S架構：平臺設置一個(gè)集中的控制室，內設一臺數據中心服務(wù)器，使用VMwarevSphere虛擬化平臺進(jìn)行系統劃分。通過(guò)虛擬化服務(wù)器的應用，減少了服務(wù)器的數量，大大節省了平臺開(kāi)發(fā)時(shí)間和開(kāi)發(fā)成本。

管廊監控展示中心包括了ThinManager瘦客戶(hù)端管理，FactoryTalkView SE環(huán)境與設備監控系統和CCTV視頻監控系統，完全按照現代化城市智慧管廊統一平臺的要求搭建。其中，環(huán)境與設備監控系統通過(guò)FactoryTalkLinx Gateway的OPC接口與火災報警系統聯(lián)接，環(huán)境與設備監控系統與視頻監控系統通過(guò)PLC與
NVR（網(wǎng)絡(luò )視頻錄像機）的聯(lián)接而實(shí)現連通。由此，環(huán)境與設備監控系統、安防系統、消防系統、通信系統
可相互聯(lián)接融為一體，并且各系統之間具有聯(lián)動(dòng)功能，真正實(shí)現了智慧運營(yíng)。當安全防范系統報警或接收到其
他系統的聯(lián)動(dòng)信號時(shí)，視頻安防監控系統會(huì )將報警畫(huà)面自動(dòng)切換到指定的圖像顯示設備顯示。當可燃氣體報警
系統或天然氣管線(xiàn)監控系統報警時(shí)，平臺自動(dòng)通過(guò)環(huán)境與設備監控系統配合打開(kāi)報警現場(chǎng)照明。進(jìn)入消防火災
模式后，根據需要，環(huán)境與設備監控系統將自動(dòng)切除火災區域的非消防負荷電源。進(jìn)入可燃氣體報警模式后，
火災報警控制系統聯(lián)動(dòng)環(huán)境與設備監控系統，自動(dòng)啟動(dòng)含天然氣管道艙室事故段防火分區及同艙室相鄰防火分
區的事故通風(fēng)設備，切除事故段防火分區非消防負荷電源，自動(dòng)向視頻安防監控系統發(fā)出聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號，大屏
和移動(dòng)運維設備（IPAD）自動(dòng)彈出事故段防火分區視頻監控畫(huà)面。

平臺采用了ThinManager瘦客戶(hù)端系統和WEB服務(wù)器軟件，客戶(hù)可利用遠程桌面服務(wù)和虛擬資源，在局域網(wǎng)內的任一電腦或平板手機上輕松實(shí)現對設備的監控。通過(guò)簡(jiǎn)單易用的界面，客戶(hù)可以集中管理內容、用戶(hù)和設備，提高運營(yíng)效率。平臺采用了先進(jìn)的虛擬分屏功能，自定義多個(gè)監視器和虛擬屏幕，可以任意分割，任意組合顯示，增強大屏的可視性。屏幕可直觀(guān)地顯示管廊內各種設備的運轉情況，實(shí)時(shí)監控各防火分區排水泵的狀態(tài)、通風(fēng)裝置狀態(tài)、照明的狀態(tài)、火災檢測的狀態(tài)、環(huán)境溫度/濕度和氧含量以及非法入侵等各種報警信號，幫助運營(yíng)人員及時(shí)了解災情和非法入侵的發(fā)生及其位置，提高了管廊的安全性。采用OPC服務(wù)器軟件，平臺可輕松無(wú)障礙地采集第三方應用數據，幫助業(yè)主更加便捷地實(shí)現對整個(gè)管廊的管控，提高了各個(gè)系統的可靠性，大幅提高了整體系統的安全性。

智慧管廊統一管理平臺全方位智能展示管廊狀態(tài)的畫(huà)面

效益

2019年6月，該新區200米管廊試驗段和智慧管廊監控展示中心正式通過(guò)驗收。羅克韋爾自動(dòng)化基于ThinManager瘦客戶(hù)端系統的智慧管廊解決方案，為新區綜合管廊成功搭建了統一的管理平臺，實(shí)現對綜合管廊各組成系統的融合和聯(lián)動(dòng)，滿(mǎn)足了對內管理和對外通信協(xié)調等需求，成功達成了智慧管廊的建設目標，助力該新區打造安全的管廊、高效的管廊、生態(tài)的管廊。

在驗收現場(chǎng)，羅克韋爾自動(dòng)化項目團隊利用平板電腦（IPAD）向客戶(hù)展示了基于設備的瘦客戶(hù)端移動(dòng)技術(shù)。只要掃描對應設備上的二維碼，即可自動(dòng)投出對應設備的圖紙說(shuō)明書(shū)程序、維護手冊等資料，大大提高了運營(yíng)維護人員的工作效率，增強了可視性，降低了維護成本，縮短了停機時(shí)間。

新區管廊慧管廊平臺表示贊許，并對平臺的先進(jìn)性和項目團隊的專(zhuān)業(yè)能力給予了高度評價(jià)。本次合作的成功，也為新區核心區10.48公里整線(xiàn)智慧管廊的建設及大監控中心的搭建奠定了堅實(shí)的基礎。

該項目是羅克韋爾自動(dòng)化在地下綜合管廊領(lǐng)域的新突破。未來(lái)，羅克韋爾自動(dòng)化將繼續利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數據、虛擬現實(shí)等領(lǐng)先的創(chuàng )新技術(shù)，幫助更多的城市建設真正的智慧管廊，保障管廊的安全、高效、節能、綠色運行，為保護城市的“生命線(xiàn)”，提升城市基礎設施功能和城市運行能力貢獻力量。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年1月刊