绿色城市智慧管理:数字孪生地下综合管廊平台
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——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。
效果展示
Hightopo 采用轻量化三维建模技术,高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。
系统分析
综合管廊概览
Hightopo 的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 10.14 km,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。
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。
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。
7 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。
工单的收集利于问题的统计,后续可排查出事故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。
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。
管廊内会产生一些有毒有害气体,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。