背景

城市地下綜合管廊作為一種集合多種類型地下管線于一體的城市基礎(chǔ)設(shè)施工程，被稱作城市的“血管”和“神經(jīng)”，日夜擔(dān)負(fù)著輸送介質(zhì)、能量和傳輸信息的功能，是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是城市的“生命線”。

近年來，隨著綜合管廊在我國的迅速發(fā)展，如何將智能化系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)融合應(yīng)用到綜合管廊建設(shè)中，打造智慧管廊，實現(xiàn)管理便捷化、應(yīng)急響應(yīng)快速化、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，是當(dāng)前綜合管廊建設(shè)的重大課題，也是智能制造企業(yè)難得的市場機遇。

某國家級新區(qū)核心區(qū)擬投資建設(shè)10.48公里城市綜合管廊。綜合管廊中涵蓋了燃?xì)狻⑽鬯㈦娏Α⑼ㄐ藕徒o水等管線，以及環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、安保監(jiān)視系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。

在該綜合管廊的原設(shè)計中，并未規(guī)劃建設(shè)監(jiān)控展示中心，而是計劃將相關(guān)自控系統(tǒng)接入到另一區(qū)域的監(jiān)控中心。然而，在對管廊自控系統(tǒng)供應(yīng)商進行走訪考察的過程中，新區(qū)管廊公司被羅克韋爾自動化的互聯(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(diào)整原有設(shè)計，在新區(qū)建設(shè)一個200米管廊試驗段和增加智慧管廊監(jiān)控展示中心，希望通過該展示中心體現(xiàn)智慧管廊的優(yōu)越性，驗證新技術(shù)、新應(yīng)用在管廊的適用性。

挑戰(zhàn)

城市綜合管廊通常需要采用運行環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)以實現(xiàn)智慧運營管理的目標(biāo)。在對國內(nèi)已投入運行的部分綜合管廊的調(diào)研中，新區(qū)管廊公司發(fā)現(xiàn)，目前大部分綜合管廊的運營還處在各個子系統(tǒng)獨立運行，相互不關(guān)聯(lián)的狀態(tài)，并未采用統(tǒng)一的管理平臺，沒有達到城鎮(zhèn)綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（GB T51274-2017）的要求，與智慧管廊的目標(biāo)還存在一些差距。

新區(qū)管廊公司希望建設(shè)一個真正的智慧管廊，要求監(jiān)控中心采用統(tǒng)一的管理平臺，對綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)的各組成系統(tǒng)進行集成，滿足對內(nèi)管理、對外通信、與管線管理單位、相關(guān)管理部門協(xié)調(diào)等需求，具有綜合處理能力。

地下綜合管廊統(tǒng)一管理平臺系統(tǒng)集成與聯(lián)動示意圖

解決方案

經(jīng)過與管廊項目部的密切交流和探討，羅克韋爾自動化了解了客戶對管廊監(jiān)控展示中心軟、硬件配置的具體需求，為管廊監(jiān)控展示中心量身設(shè)計了以ThinManager軟件為核心的統(tǒng)一監(jiān)控平臺，包括環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)和安防監(jiān)控系統(tǒng)。平臺實現(xiàn)了200米試驗段的所有基本監(jiān)控功能，各個系統(tǒng)在平臺內(nèi)實現(xiàn)了聯(lián)動。為了滿足客戶對未來發(fā)展的需求，平臺不僅為新系統(tǒng)的接入預(yù)留了接入能力，而且可以根據(jù)客戶的需求進一步擴展為多路段監(jiān)控中心。此外，平臺在設(shè)計時改變了傳統(tǒng)監(jiān)控平臺單一的用戶名密碼的登錄方式，采用了基于重要設(shè)備ACU柜，以及基于移動端IPAD的登錄方式，極大地方便了日常運營維護。

綜合管廊國家標(biāo)準(zhǔn)（GB T51274-2017）要求監(jiān)控中心采用統(tǒng)一的管理平臺，但傳統(tǒng)的統(tǒng)一平臺通常采用C/S架構(gòu)，各個子系統(tǒng)先單獨搭建服務(wù)器，然后在其上層搭建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，服務(wù)器數(shù)量大，開發(fā)時間長，開發(fā)成本高。羅克韋爾自動化為該新區(qū)管廊設(shè)計的監(jiān)控展示中心創(chuàng)新性地采用了B/S架構(gòu)：平臺設(shè)置一個集中的控制室，內(nèi)設(shè)一臺數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，使用VMwarevSphere虛擬化平臺進行系統(tǒng)劃分。通過虛擬化服務(wù)器的應(yīng)用，減少了服務(wù)器的數(shù)量，大大節(jié)省了平臺開發(fā)時間和開發(fā)成本。

管廊監(jiān)控展示中心包括了ThinManager瘦客戶端管理，F(xiàn)actoryTalkView SE環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和CCTV視頻監(jiān)控系統(tǒng)，完全按照現(xiàn)代化城市智慧管廊統(tǒng)一平臺的要求搭建。其中，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)通過FactoryTalkLinx Gateway的OPC接口與火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)接，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過PLC與
NVR（網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機）的聯(lián)接而實現(xiàn)連通。由此，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、通信系統(tǒng)
可相互聯(lián)接融為一體，并且各系統(tǒng)之間具有聯(lián)動功能，真正實現(xiàn)了智慧運營。當(dāng)安全防范系統(tǒng)報警或接收到其
他系統(tǒng)的聯(lián)動信號時，視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)會將報警畫面自動切換到指定的圖像顯示設(shè)備顯示。當(dāng)可燃?xì)怏w報警
系統(tǒng)或天然氣管線監(jiān)控系統(tǒng)報警時，平臺自動通過環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)配合打開報警現(xiàn)場照明。進入消防火災(zāi)
模式后，根據(jù)需要，環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)將自動切除火災(zāi)區(qū)域的非消防負(fù)荷電源。進入可燃?xì)怏w報警模式后，
火災(zāi)報警控制系統(tǒng)聯(lián)動環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，自動啟動含天然氣管道艙室事故段防火分區(qū)及同艙室相鄰防火分
區(qū)的事故通風(fēng)設(shè)備，切除事故段防火分區(qū)非消防負(fù)荷電源，自動向視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出聯(lián)動觸發(fā)信號，大屏
和移動運維設(shè)備（IPAD）自動彈出事故段防火分區(qū)視頻監(jiān)控畫面。

平臺采用了ThinManager瘦客戶端系統(tǒng)和WEB服務(wù)器軟件，客戶可利用遠(yuǎn)程桌面服務(wù)和虛擬資源，在局域網(wǎng)內(nèi)的任一電腦或平板手機上輕松實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控。通過簡單易用的界面，客戶可以集中管理內(nèi)容、用戶和設(shè)備，提高運營效率。平臺采用了先進的虛擬分屏功能，自定義多個監(jiān)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。屏幕可直觀地顯示管廊內(nèi)各種設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況，實時監(jiān)控各防火分區(qū)排水泵的狀態(tài)、通風(fēng)裝置狀態(tài)、照明的狀態(tài)、火災(zāi)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，幫助運營人員及時了解災(zāi)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，平臺可輕松無障礙地采集第三方應(yīng)用數(shù)據(jù)，幫助業(yè)主更加便捷地實現(xiàn)對整個管廊的管控，提高了各個系統(tǒng)的可靠性，大幅提高了整體系統(tǒng)的安全性。

智慧管廊統(tǒng)一管理平臺全方位智能展示管廊狀態(tài)的畫面

效益

2019年6月，該新區(qū)200米管廊試驗段和智慧管廊監(jiān)控展示中心正式通過驗收。羅克韋爾自動化基于ThinManager瘦客戶端系統(tǒng)的智慧管廊解決方案，為新區(qū)綜合管廊成功搭建了統(tǒng)一的管理平臺，實現(xiàn)對綜合管廊各組成系統(tǒng)的融合和聯(lián)動，滿足了對內(nèi)管理和對外通信協(xié)調(diào)等需求，成功達成了智慧管廊的建設(shè)目標(biāo)，助力該新區(qū)打造安全的管廊、高效的管廊、生態(tài)的管廊。

在驗收現(xiàn)場，羅克韋爾自動化項目團隊利用平板電腦（IPAD）向客戶展示了基于設(shè)備的瘦客戶端移動技術(shù)。只要掃描對應(yīng)設(shè)備上的二維碼，即可自動投出對應(yīng)設(shè)備的圖紙說明書程序、維護手冊等資料，大大提高了運營維護人員的工作效率，增強了可視性，降低了維護成本，縮短了停機時間。

新區(qū)管廊慧管廊平臺表示贊許，并對平臺的先進性和項目團隊的專業(yè)能力給予了高度評價。本次合作的成功，也為新區(qū)核心區(qū)10.48公里整線智慧管廊的建設(shè)及大監(jiān)控中心的搭建奠定了堅實的基礎(chǔ)。

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

摘自《自動化博覽》2020年1月刊