摘要：通過(guò)討論城市地下公用隧道的智能運(yùn)營(yíng)管理，闡述了如何通過(guò)信息技術(shù)收集和計(jì)算公用隧道及其附屬設(shè)施、隧道內(nèi)管道中包含周?chē)h(huán)境中某些模型的參數(shù)和數(shù)據(jù)以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，從二維數(shù)據(jù)、宏觀和微觀數(shù)據(jù)到三維和可視化，為公用隧道綜合控制一體化平臺(tái)的發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

關(guān)鍵字：綜合管廊；智能化；BIM+GIS；運(yùn)營(yíng)管理

引言

2016年，針對(duì)中國(guó)城市規(guī)劃建設(shè)管理中的突出問(wèn)題，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理的若干意見(jiàn)》明確提到，到2020年，中國(guó)將建設(shè)一批具有世jiexian進(jìn)水平的地下公用隧道并投入運(yùn)營(yíng)。重復(fù)挖掘地面的問(wèn)題要明顯改善，管道安全水平和防災(zāi)防災(zāi)能力要明顯提高，城市主要街道上空的蜘蛛網(wǎng)架空線要逐步消除，城市地面景觀要明顯改善。

近年來(lái)，我國(guó)地下公用隧道建設(shè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)。公用隧道已經(jīng)成為解決城市地下?tīng)顩r和地下管網(wǎng)問(wèn)題的有效途徑，得到了業(yè)界的普遍認(rèn)可，也代表了城市基礎(chǔ)設(shè)施未來(lái)發(fā)展的必然路徑和新模式[1]。但目前對(duì)城市地下公用隧道的研究仍以開(kāi)發(fā)利用的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工階段為主，對(duì)公用隧道后期的運(yùn)營(yíng)管理關(guān)注較少，尤其是在智能技術(shù)應(yīng)用的后期日常維護(hù)運(yùn)營(yíng)中。

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)，VR、AI、隨著虛擬仿真等技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，如何利用數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)城市地下公用隧道的智能維護(hù)和運(yùn)營(yíng)，通過(guò)資源共享和信息交流，將對(duì)提高公用隧道運(yùn)營(yíng)管理的效率和服務(wù)質(zhì)量起到積極作用。

1城市地下綜合管廊簡(jiǎn)介

城市地下公用隧道又稱(chēng)管溝、共同管道和共同溝(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“公用隧道")。它的定義如下:許多共同的管道，包括電力線、通信線、廣播電視線、供水線、雨水線、污水線、中水線、熱力線和燃?xì)饩€，都集中在城市道路下。在統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)和管理的指導(dǎo)下，地下空間和資源的zui大化和優(yōu)化。目前，公用隧道根據(jù)容納的管道性質(zhì)，主要分為四種類(lèi)型:干管隧道、支管隧道、電纜隧道和干支混合隧道。

2城市智能管廊綜合管理平臺(tái)

BIM技術(shù)和GIS（GeographicInformat*tem）基于模型管理的技術(shù)應(yīng)用于城市智能走廊綜合管理平臺(tái)，采用三維模式模擬地下走廊，整合包括周邊環(huán)境模型信息和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)在內(nèi)的綜合走廊及其附屬設(shè)施和走廊管道，將大量分散的設(shè)備和傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的管理數(shù)據(jù)，讓管理者實(shí)時(shí)查看收集到的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和周邊環(huán)境圖像，實(shí)現(xiàn)對(duì)二維數(shù)據(jù)、宏觀數(shù)據(jù)和微觀數(shù)據(jù)的三維立體化、可視化、精細(xì)化和智能化管理，提高綜合走廊的運(yùn)行維護(hù)水平、應(yīng)急能力和運(yùn)行管理水平。

基于SOA(面向服務(wù)的架構(gòu))設(shè)計(jì)的平臺(tái)采用三層結(jié)構(gòu)，即應(yīng)用層、中間層和數(shù)據(jù)層，如圖1所示。應(yīng)用層，即面向?qū)ο蟮膽?yīng)用，包括基于GIS的信息管理門(mén)戶(hù)網(wǎng)站、通風(fēng)管理子系統(tǒng)、供電管理子系統(tǒng)、排水管理子系統(tǒng)、安全防范子系統(tǒng)、通信應(yīng)用管理子系統(tǒng)、預(yù)警報(bào)警子系統(tǒng)、消防管理子系統(tǒng)、照明管理子系統(tǒng)、地理信息管理子系統(tǒng)、BIM子系統(tǒng)等。同時(shí)，提供基于B/S電腦、手機(jī)等客戶(hù)端軟件(瀏覽器/服務(wù)器)模式。

中間層，即為第三方開(kāi)發(fā)提供各種應(yīng)用服務(wù)支持和標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議。整個(gè)綜合監(jiān)控平臺(tái)的應(yīng)用基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)訪問(wèn)、消息管理、安全服務(wù)等基礎(chǔ)服務(wù)。

數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。不需要關(guān)注數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析等具體操作，也不需要關(guān)注不同廠商、不同標(biāo)準(zhǔn)、不同終端設(shè)備的物理接口和拓?fù)浞绞健?/p>

圖1城市智能管廊綜合管理平臺(tái)結(jié)構(gòu)

2.1平臺(tái)功能框架設(shè)計(jì)

軟件架構(gòu)

基于BIM+GIS技術(shù)的綜合應(yīng)用，平臺(tái)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)采用了“管+控"的一體化規(guī)劃設(shè)計(jì)理念。將平臺(tái)中不同應(yīng)用系統(tǒng)中類(lèi)似的模塊規(guī)劃設(shè)計(jì)放在一起，使平臺(tái)更加可靠，維護(hù)更好，管廊的承載能力更加容易管理，同時(shí)降低了施工成本和維護(hù)成本

所謂類(lèi)似的地方包括統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)，適應(yīng)各種物聯(lián)網(wǎng)終端的模塊化訪問(wèn)設(shè)備，構(gòu)建數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，建立標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式。如圖2所示，城市智能走廊綜合管理平臺(tái)的軟件結(jié)構(gòu)。

圖2城市智能管廊綜合管理平臺(tái)軟件結(jié)構(gòu)

硬件架構(gòu)

根據(jù)監(jiān)控的具體規(guī)范要求，平臺(tái)將在要求的點(diǎn)安裝各種傳感采集終端，對(duì)各種采集終端的點(diǎn)、數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。規(guī)劃部門(mén)將對(duì)終端選點(diǎn)進(jìn)行合理的采集，然后將選點(diǎn)和數(shù)字終端數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心后，系統(tǒng)軟件平臺(tái)將在采集現(xiàn)場(chǎng)呈現(xiàn)實(shí)時(shí)工作情況，并根據(jù)以往的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，為系統(tǒng)預(yù)警判斷提供一些更高級(jí)的算法模型。如圖3所示，城市智能隧道綜合管理平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)。

圖3城市智能隧道綜合管理平臺(tái)硬件結(jié)構(gòu)

3AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平臺(tái)

3.1平臺(tái)概述

AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平臺(tái)集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)控于一體，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動(dòng)控制、綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面提供數(shù)據(jù)支持。為建立可靠、安全、有效的公用隧道管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，解決了公用隧道管理過(guò)程中內(nèi)部干擾性強(qiáng)、用戶(hù)多、協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性。

3.2平臺(tái)組成

安科瑞城市地下公用隧道能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái)，集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶(hù)可以通過(guò)瀏覽器和手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度管廊用電和用電安全，同時(shí)滿(mǎn)足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、有效、有序的要求。

3.3平臺(tái)拓?fù)?/p>

3.4平臺(tái)子系統(tǒng)

電力監(jiān)測(cè)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；電氣安全

3.5有關(guān)平臺(tái)部署硬件選擇清單

4結(jié)束語(yǔ)

在充分利用基礎(chǔ)地理信息公共平臺(tái)和走廊BIM模型提供的各種服務(wù)的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)和智能手段，將走廊運(yùn)營(yíng)中的人員、設(shè)備、事件等元素與BIM模型和GIS三維空間模型進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，通過(guò)這兩種模型構(gòu)建的數(shù)字孿生體遠(yuǎn)程控制設(shè)備。并對(duì)運(yùn)維過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等分析比較。，為綜合走廊的有效運(yùn)營(yíng)和安全運(yùn)營(yíng)提供理論依據(jù)和方案參考，實(shí)現(xiàn)智能化、科學(xué)化、精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化的管理和維護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王恒棟，xue偉辰.綜合管廊工程理論與實(shí)踐［M］.北京：中國(guó)建筑工程出版社，2013.

[2]劉雅莉，孟曉強(qiáng).城市地下城綜合管廊智慧化運(yùn)營(yíng)管理論述.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05