城市智慧管廊监测系统解决方案

一、背景分析

而城市地下综合管廊作为城市基础设施的重要组成部分，其智能化建设是智慧城市建设的关键环节之一。通过物联网、大数据、人工智能等先进技术在综合管廊中的应用，实现对管廊内各类设施和环境的实时监测、智能分析和高效管理，不仅能够提升管廊自身的运行效率和安全性，还能为智慧城市的其他系统提供数据支持和协同服务，推动城市的数字化、智能化转型，提升城市的整体竞争力和可持续发展能力。

城市地下综合管廊即地下管道综合走廊,就是在城市的地下建造一个隧道空间,将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实行统一规划、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和生命线。

1.1 城市发展与基础设施建设的需求

城市地下综合管廊作为地下管道综合走廊，这种集约化的建设方式能够有效解决传统管线直埋方式所带来的诸多问题，如路面反复开挖、管线维护困难、城市空间利用效率低下等，是适应现代城市发展，提升城市基础设施承载能力的必然选择。

1.2 城市安全与稳定运行的保障

城市地下综合管廊设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实行统一规划、统一建设和管理，这使得各类管线能够在一个相对安全、稳定的环境中运行。在面对自然灾害、人为破坏等突发事件时，确保城市的正常运行和居民的日常生活不受影响，是保障城市运行的重要基础设施和生命线。

1.3 政策支持与行业发展趋势

近年来，国家出台了一系列政策支持城市地下综合管廊的建设与发展，将其纳入城市基础设施建设的重点领域，明确了建设目标和任务，并在资金、技术等方面给予了相应的支持和引导。

国家层面政策：

国务院办公厅于2015年发布了《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》，明确了城市地下综合管廊的建设目标和任务，提出到2020年建成布局合理、安全可靠的城市综合管廊体系。
国家发展改革委、住房城乡建设部联合印发了《城市地下综合管廊管理规定》和《城市地下空间开发利用管理条例》，为综合管廊的建设与管理提供了法制保障。

省市层面政策：

广东省通过省发展改革委和省财政厅的支持，积极争取中央预算内投资和省级专项建设基金，支持城市地下综合管廊建设。
河南省人民政府办公厅发布实施意见，要求各市加大资金投入，优先安排地下综合管廊项目，并提供贷款贴息支持。
合肥市结合国家政策，探索城市地下综合管廊的规划设计方法，并制定了《合肥市地下综合管廊专项规划》。

地方层面政策：

杭州市作为国家地下综合管廊试点城市，通过省财政厅和省建设厅的支持，完成了33.47公里的地下综合管廊建设，并获得试点奖励资金。
全南县制定了《全南县地下综合管廊专项规划（2017-2030）》，探索智慧型地下综合管廊体系。

综上所述，在城市发展、安全保障、智慧城市建设以及政策推动等多方面因素的共同作用下，基于物联网的智慧管廊建设具有重要的现实意义和战略价值，是当前城市基础设施建设与发展的迫切需求和必然趋势。

二、行业痛点

管理效率低：传统管廊管理依赖人工巡检，无法实时掌握管廊内设备和管线运行状态，故障发现和处理不及时，且人工记录和分析数据工作量大、易出错。
数据孤岛：各子系统独立运行，数据无法共享和融合，难以进行综合分析和决策。
安全隐患大：管廊内环境复杂，存在温湿度异常、可燃气体泄漏、积水等安全隐患，传统监测手段难以实现全方位、实时监测，应急响应能力不足。
运维成本高：人工巡检、设备维护等需要大量人力、物力和财力投入，且设备老化、故障等问题导致维修成本增加。

三、项目实施目标

实时全面监测：通过物联网传感器实时采集管廊内环境参数、设备运行状态、管线状态等数据，实现对管廊的全方位、实时监测。
智能分析决策：利用大数据、人工智能等技术对采集的数据进行分析和处理，实现故障自动诊断、预警和定位，为运维人员提供决策支持。
高效运维管理：建立统一的运维管理平台，实现设备管理、巡检管理、维修管理等功能，提高运维管理效率，降低运维成本。
提升安全保障：通过实时监测和预警，及时发现和处理安全隐患，提高管廊的安全保障能力，保障城市“生命线”的安全运行。

四、项目实施价值

经济效益：通过实时监测和智能分析，提前发现设备故障和安全隐患，减少维修成本和事故损失；优化运维管理流程，提高运维效率，降低人力成本。
社会效益：保障城市地下管线的安全运行，减少因管廊故障导致的城市停水、停电、停气等事故，提高城市的安全性和稳定性；提升城市基础设施的智能化水平，促进智慧城市建设。
环境效益：减少因管廊泄漏等事故对环境造成的污染，保护城市生态环境；通过优化管廊内的通风、照明等系统，实现节能减排。

五、方案设计

感知层：部署温湿度传感器、可燃气体传感器、水位传感器、压力传感器等，实时采集管廊内环境参数；在管廊内的设备和管线上安装状态传感器、电流电压传感器等，监测设备和管线的运行状态。
网络层：采用有线和无线相结合的通信方式，将感知层采集的数据传输到平台层。可利用光纤网络、4G/5G网络等，确保数据传输的稳定性和可靠性。
平台层：搭建物联网平台，具备设备管理、数据管理、用户管理、安全管理等功能模块。对采集的数据进行存储、处理和分析，建立数据模型和算法，实现故障诊断、预警等功能。
应用层：
综合监控系统：以可视化的方式展示管廊内的环境参数、设备运行状态、管线状态等信息，运维人员可通过监控系统实时掌握管廊的运行情况。
运维管理系统：实现设备台账管理、巡检计划制定、维修工单派发等功能，提高运维管理的规范化和信息化水平。
应急指挥系统：在发生突发事件时，自动启动应急预案，联动相关设备和系统，如通风系统、照明系统、排水系统等，为应急救援提供决策支持和指挥调度。

六、方案架构

SaaS：行业应用系统 / 城市治理痛点

涵盖管廊爆管淹没、管网泄漏、电力管网火灾、管网负荷、廊体沉降、地表施工破坏、人员安全等方面，旨在解决城市治理中与综合管廊相关的各类痛点问题，通过行业应用系统对这些问题进行针对性的管理和处理。

DaaS：AIOT开放平台 / 数据要素

包含管网流量、管网压力、管网温度、管网泄漏、结构健康、井盖报警、气体浓度、视频监控等数据要素。这些数据要素通过AIOT开放平台进行整合和管理，为上层应用提供全面、准确的数据支持，实现对管廊及管网的精细化监测和管理。

AIoT：智能监测仪 / 城市生命线监测网

四、综合管廊及附属设施

包括管廊本体结构、入廊管网、廊内环境、附属设施、通风井、地表建筑物等。整个方案架构围绕这些综合管廊及附属设施展开，通过上述的SaaS、DaaS、AIoT等层面的技术和设备，实现对综合管廊及附属设施的全面监测、管理和维护，确保其安全、稳定运行，为城市基础设施的正常运转提供有力保障。

七、业务覆盖

系统通过对三大对象、五类业务、一个平台、一套网络和两个流程的全面整合与管理，实现了对管廊运维管理业务的全面覆盖，为城市地下综合管廊的安全、高效、稳定运行提供了有力保障，助力城市基础设施的智能化管理和可持续发展。

三大对象的全面管理

管廊本体：系统对管廊本体结构进行全方位监测与管理，包括管廊的结构健康状况、沉降情况等，通过各类传感器和监测设备实时采集数据，确保管廊本体的安全稳定，为整个管廊系统提供坚实的物理基础保障。
入廊管线：将电力、通信、燃气、供热、给排水等各种入廊管线纳入管理范畴，实时监测管线的运行状态，如管网流量、管网压力、管网温度、管网泄漏等情况，及时发现并预警管线故障，保障各类管线的正常运行，避免因管线问题影响城市的正常运转。
附属设施：对管廊的附属设施，如通风井、检修口、吊装口、照明设备、排水设备等进行统一管理，确保附属设施的完好性和可用性，为管廊的日常运维和应急处置提供有力支持。

五类业务的深度融合

行政管理：通过智慧管廊综合管理平台，实现对管廊运维相关的行政事务管理，包括人员管理、文档管理、资产管理等，提高行政管理的效率和规范化水平，为运维工作提供良好的行政支持和保障。
巡检维护：结合规范化巡检流程，利用巡检维护业务模块，制定科学合理的巡检计划，安排巡检人员，并通过移动终端等设备实时记录巡检数据和发现的问题，及时安排维修保养工作，确保管廊设施设备的正常运行，降低故障发生的概率。
应急管理：在应急情况下，系统能够快速启动应急管理流程，联动各类监测设备和应急设备，如通风系统、排水系统、消防系统等，为应急救援提供准确的信息支持和决策依据，提高应急响应速度和处置能力，最大限度地减少事故损失和影响。
运行监测：依托一套网络和三种接入方式（监测类、通信类、控制类），实时采集管廊内各类设备和环境的数据，包括但不限于温度、湿度、气体浓度、水位、设备运行参数等，通过智慧管廊综合管理平台进行集中展示和分析，实现对管廊运行状态的全面实时监测，及时发现异常情况并发出预警，为运维管理提供数据支撑。
安防监控：部署安防监控设备，如视频监控、门禁系统等，对管廊出入口、重要区域等进行实时监控，保障管廊的安全，防止非法入侵和破坏，同时对人员进出进行管理和记录，确保管廊内人员和设施的安全。

一个平台的集成管控

智慧管廊综合管理平台：作为整个系统的核心，集成了对三大对象和五类业务的管理功能，实现了数据的集中管理、分析和展示。通过该平台，运维管理人员可以实时掌握管廊的整体运行情况，对各类业务进行统一调度和管理，实现信息共享和协同工作，提高运维管理的效率和质量。同时，平台还具备数据分析和挖掘功能，能够为运维决策提供科学依据，优化运维管理策略，降低运维成本。

一套网络的稳定支撑

网络系统：构建一套稳定可靠的网络，确保各类数据的实时传输和交互，无论是监测数据、控制指令还是通信信息，都能够在网络中快速、准确地传递，为整个智慧管廊系统的正常运行提供坚实的网络基础。网络系统具备高可靠性、高带宽、低延迟等特点，能够满足管廊运维管理对实时性和稳定性的要求。

两个流程的规范引导

指挥调度流程：在面对各类运维管理任务和突发事件时，系统遵循规范的指挥调度流程，通过智慧管廊综合管理平台，实现对人员、设备、资源的高效调度和指挥，确保各项工作有序开展，提高应急处置和日常运维的效率和效果。
规范化巡检流程：制定并严格执行规范化的巡检流程，明确巡检的内容、标准、频次和方法，利用信息化手段对巡检过程进行记录和管理，确保巡检工作的质量和全面性，及时发现潜在问题和隐患，为预防性维护提供依据，保障管廊设施的长期稳定运行。

Thingspanel是一个通用的物联网应用平台，旨在通过可复用的组件，减少开发工作，加速物联网项目交付。针对光伏平台需求特点，可基于ZFcloud进行深度二次开发，解决项目需求。插件化是ZFcloud最大的特点，通过插件，使物联网的复杂性大大降低。进一步降低成本、提高效率。同时也降低运维的难度与成本。

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