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更新時間：2024-04-10
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吳柯霓
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
【摘要】城市地下綜合管廊是將電力、電信、給排水、供熱供暖、垃圾真空、天然氣、制冷管道等各種滿足城市生活需求的市政管道進行集中設置，是保障城市正常健康運行的重要基礎設施。綜合管廊電力艙內敷設有大量電力電纜，且艙室空間相對封閉，電氣火災是綜合管廊內主要危險之一；馂淖詣訄缶到y作為附屬設施的重要組成部分，為綜合管廊提供必要的安全保障。研究結果表明：加強監控系統和火災自動報警系統十分有必要。通過對城市管廊監控系統和火災自動報警系統的分析，能夠有效提升火災自動報警系統的效能，保證城市管廊系統的安全。
【關鍵詞】綜合管廊；監控系統；火災自動報警。
0引言
綜合管廊指的是在地下建造的建筑物和輔助設施，可容納不止一種工程管道，包括電力、電信、排水、熱力和煤氣，以暗裝、淺埋、深埋隧道的形式建造，允許安裝、維護、拆除的地下設施系統。綜合管廊的設計為優化城市空間，改善城市面貌，安裝維護和拆除各類市政管道提供了便利。綜合管廊發展至今，為提高城市綜合運作能力，提升城市空間利用率，滿足民生基本需求做出了貢獻。因此綜合管廊的引入,是我國智慧城市建設的里程碑。
1綜合管廊的國內外研究現狀
世界上的綜合管廊在巴黎建成。之后，歐美國家和日本也開始對地下管廊進行研究，并逐漸建立了自己的體系。我們國家開始的比較晚，我們的城市空間利用很不合理，管廊的鋪設也有很多的問題，但我們國家的一些城市一直在進行探索，在這之中北上廣深等城市首先進行探索并且取得了良好的成果。
2綜合管廊火災風險
城市地下綜合管廊中的可燃物主要包括電纜，光纜,管道和可燃氣體。在綜合管廊中安裝各種管道,因此火災危險性類別不同。根據《城市綜合管廊工程技術規范》GB50838—2015中7.1.1條，各管線的綜合管廊艙室火災危險性分類見表1。
由表1可知，天然氣管道存在危險級別很高，因此需要單艙布置。阻燃電力電纜、通信線纜、熱力管道也存在不容忽視的火災隱患。
3監控與報警系統概況
綜合管廊監控與警報系統比較簡易，大致包括環境與設備監控系統、安全防范系統、通信系統、預警與報警系統、地理信息系統五大系統和統一管理信息平臺，其中統一管理信息平臺通常部署在管廊監控中心內。各系統組成如圖1所示。
通過統一管理平臺的連接、協調、控制和管理每個系統的工作，實現綜合管理。綜合管理輔助設施的建設主要包括結構監測、環境監測、設施監測，安全系統、通信系統和自動火災報警系統。在此基礎上，建設綜合集成與管控系統，并將門戶、應用程序、通信、數據、安全和管理等在線監視和控制系統進行集成，同時可以在系統間進行聯動報警和聯動控制。管廊綜合監控系統一般設置1個管控中心。3層結構包括管理層、網絡傳輸層與現場采集控制層。管理層主要作用是聯系、協調、控制和管理各個子系統的工作，它是整個監控系統的核心；在網絡傳輸層中包含每個防火區ACU區域的控制單元，控制單元與監控中心之間網絡通過光纖傳送,實現視頻數據、音頻數據、TCP/IP控制數據和RS-485數據的通信；現場采集控制層主要由接入層交換機、網絡攝像頭、現場區域控制器PLC等組成。其控制系統結構如圖2所示。
其中，環境與設備監控系統（ACU區域控制單元）是應綜合管廊現場眾多監測數據集中管控、傳輸的需求而設置的區域控制模塊，它集信號采集、本地控制、數據交換、遠程聯網于一體。環境與設備監控系統可以實現對管廊內環境和設備參數及狀態的監控，實時將信息傳輸到管控分區站，及時傳輸到監控中心的統一管理信息平臺，讓工作人員可以及時發現問題并立刻解決，保障了管廊的正常運行。
4火災自動報警系統
根據《城鎮綜合管廊監控與報警系統工程技術標準》GB/T51274—2017中7.1.2條及《城市綜合管廊工程技術規范》GB50838—2015中7.5.7的相關規定,綜合管廊內在干線和支線上含電力電纜艙室的綜合管廊應設置火災自動報警系統。火災自動報警系統設計框架如下。
（1）火災自動報警系統。主要部分有火災報警控制柜、探測器、手動報警按鈕、聲光報警器、聯動模塊、消防電話、消火栓按鈕、消防廣播等。短路隔離器也需要設置，它的位置應在系統的總線上。
（2）手動報警統。在艙室內需要設置手動報警按鈕和聲光報警器，通風口和出入口也需要設置并且需要保證手動報警按鈕是有效的。
(3)火災探測器。根據《城鎮綜合管廊監控與報警系統工程技術標準》GB/T51247—2017的規定，火災自動報警的艙室應設置感煙火災探測器，需要聯動觸發自動火災滅火系統的艙室應設置感溫和感煙火災探測器，即干線、支線綜合管廊含電力電纜的艙室也需要同時設置感溫和感煙火災探測器。其中，煙感器可以采用點型智能煙感器，點型感煙探測器主要探測煙霧，通常在火災初期時使用，探測到煙霧時立刻報警。溫感器可采用線型光纖溫感器，感溫光纖這一新興的線型分布式火災探測手段正逐漸被用戶廣為接受。它與點式感溫火災探測器相比，環境適應性更強，在潮濕和粉塵等消防探測場所中都可以工作，這些優點都是點式探測器的。
（4）消防電話。在自動報警系統中的緊急電話設施需要存在，它應與控制系統分離。在火災報警控制柜旁安置消防電話，消防電話的安裝需要十分明顯且有消防電話標識。
（5）系統選擇及控制要求：滅火系統主要采用超細干粉自動滅火，并支持聯動和手動控制系統。自動火災報警系統整體功能結構如圖3所示。
5安科瑞智慧消防平臺介紹
5.1平臺結構
5.2平臺主要功能介紹
5.2.1首頁
用戶登錄成功之后進入首頁，如圖所示。主要展示的內容有：項目概況、設備狀態、設備分類、設備報警信息、報警分類、報警統計、設備臺賬信息等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。
5.2.2消防子系統
智慧消防管理云平臺包含了智慧用電子系統、防排煙子系統、消防水子系統、消防設備電源子系統、防火門子系統、消防設備管理子系統和視頻監控子系統等。智慧用電子系統可以接入電氣火災、孤航電弧、電氣火災主機、滅弧式保護器探測器和無線測溫探測器等。點擊智慧用電子系統進入智慧用電監控頁面，點擊菜單顯示整個項目的基礎信息和該項目下的所有探測器的信息，點擊末級節點顯示具體探測器的監控頁面。
消防水子系統可以接入消防栓、消防水壓、水位傳感器等，用于實時的監控消防水管網的壓力、液位、是否漏水，以及開蓋等事件，當消防水壓不夠，管網漏水時，系統也能實時地發出警報，能讓相關人員及時維修維護，保障消防安全。
防排煙子系統通過高靈敏的無線煙感報警裝置，實現對煙霧、有害氣體、及氣體滅火信息等數據采集，實時秒級檢測煙霧，一且發現監測數劇超過風險閾值，APP、短信報警、電話報警統統上陣，通過設備的標簽、地理位置定位，快速通知業主、物業消防單位是哪個位置的火災隱情。
消防設備電源子系統實時監控消防系統各個部件（如消防報警主機、樓層顯示器、水泵、噴淋泵、電梯等）的電源工作狀態，確保消防設備供電正常，并對各個部件電源產生的過壓、欠壓、過流、短路、斷路等故障報警提示？砷L期記錄電壓電流運行參數，自動對消防電源一段時間的運行狀態進行分析，對可能產出問題的隱患進行警示。
防火門子系統通過與門禁報警、視頻識別的關聯，實時監控消防通道、安全出口、生命通道防火門的開閉及消防通道堆放物情況，實現緊急情況下的開閉控制等功能。確保防火門常閉、不上鎖狀態及保障火警救援是消防生命通道的暢通等，保障安全的生活、工作環境。
應急照明與疏散指示子系統可實現對各個應急燈具的實時監控和控制，當發生火災時，可準確的給出安全的疏散路徑指示，智能打開消防應急指示燈的指示方向及應急照明燈，幫助建筑內的人群選擇逃生疏散路線，指引安全逃生方向。
視頻監控子系統數據部門收到感應端各子系統報警信息后，可調出報警位置關聯的監控攝像頭圖像，查看報警現場視頻輔助進行火情確認。實現火災報警子系統、消防水子系統、電氣火災子系統、防排煙子系統、消防設備電源子系統、防火門子系統和視頻監控子系統的有機結合，實現了報警點和監控點的聯動。
消防設備管理子系統能夠將每個建筑、項目節點的所有消防設備和資產納入管理，對一些消防栓、滅火器、噴淋和消防大隊地址等著重標注，日常的巡檢和維護都需要納入計劃，在緊急情況下，會聯動GIS調度子系統進行調度。
5.2.3隱患管理
隱患管理功能包括了隱患查詢、隱患派發、隱患處理和隱患分析四個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的隱患信息，并進行派發和處理操作，且對所有隱患進行統計分析。
5.2.4能耗分析
能耗分析功能包括了能耗概況、能耗同比、能耗環比、能耗報表和能耗預測等五個模塊。可以查看登錄用戶下的所有項目的能耗統計、同環比和報表，且按日、周、月等維度進行能耗預測分析。
5.2.5手機APP
APP支持Android、iOS操作系統，方便用戶查看電氣火災、防排煙、消防水、消防設備電源、防火門、消防設備管理、視頻監控、火災報警等子系統的實時監控數據、報警信息、能耗統計等。
序號 | 名稱 | 型號、規格 | 單位 | 數量 | 備注 |
1 | 剩余電流監控探測器 | ARCM系列，一路剩余電流，4路溫度，三相電流、電壓、功率、電能 | 只 | 1 | 安科瑞 |
剩余電流互感器 | AKH-0.66/LL-45（0-100A） | 只 | 1 | 安科瑞 | |
剩余電流互感器 | AKH-0.66/LL-80（100-250A） | 只 | 1 | 安科瑞 | |
剩余電流互感器 | AKH-0.66/LL-100（250-400A） | 只 | 1 | 安科瑞 | |
線纜溫度傳感器 | ARCM-NTC | 只 | 4 | 安科瑞 | |
2 | 無線傳輸模塊 | AF-GSM400-4G,需加SIM卡，SIM卡甲供 | 只 | 1 | 安科瑞 |
3 | 滅弧式保護器 | ASCP200-1 | 只 | 1 | 安科瑞 |
4 | 故障電弧探測器 | AAFD-40 | 只 | 1 | 安科瑞 |
5 | 電氣火災監控主機 | Acrel-6000/B | 套 | 1 | 安科瑞 |
6 | 消防設備電源監控主機 | AFPM100/B1 | 套 | 1 | 安科瑞 |
7 | 防火門監控主機 | AFRD100/B | 套 | 1 | 安科瑞 |
8 | 應急照明與疏散指示主機 | A-C-A100 | 套 | 1 | 安科瑞 |
9 | 火災報警主機 | 甲供 | 套 | 1 | 其他品牌 |
10 | 用戶信息傳輸裝置 | JK-GH2013G，用于火災報警主機上傳 | 套 | 1 | 藍天電子 |
11 | 視頻 | 螢石云CS-C5C-3B1WFR，CS-C6TC-32WFR，樂橙云品牌攝像機TP2E | 只 | 1 | ？低/大華 |
12 | NB煙感 | 海康煙感NP-FDY100-N，嘉德煙感jd-sd51，NB卡甲供 | 只 | 1 | ？/嘉德 |
13 | NB可燃氣體探測器 | 可燃氣體探測器JD-GD10 | 只 | 1 | 嘉德 |
14 | 智能空開（帶計量，遠程通斷） | NL200-IB1L | 只 | 1 | 索創 |
15 | 水壓水位監測器 | TK-82系列，SIM卡甲供 | 只 | 1 | 泰科 |
5.3推薦配置
5.3.1平臺服務器：建議按照我方配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。
硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）
序號 | 名稱 | 型號、規格 | 單位 | 數量 | 備注 |
1 | 數據服務器 | DellR730CPU:E5-2620內存:32G硬盤容量:4*1.2T(SAS1萬轉2.5英寸小盤)RAID5 | 臺 | 1 | 甲供，供參考 |
2 | WEB服務器 | DellR730CPU:E5-2603內存:16G硬盤容量:3*300G(SAS1萬轉2.5英寸小盤)RAID5 | 臺 | 1 | 甲供，供參考 |
3 | 操作系統 | WindowsServer2016R2 | 套 | 2 | 甲供，供參考 |
4 | 數據庫 | MYSQL,REDIS,MONGODB | 套 | 3 | 開源方案 |
5 | 數據流量卡 | 需加SIM卡，SIM卡甲供 | 個 | 1 | |
6 | 網絡交換機 | 華為（HUAWEI）S1728GWR-4P-AC，24口千兆交換機 | 臺 | 1 | 甲供，供參考 |
5.3.2系統現場硬件配置清單：
注：以下配置為針對1個回路選型，其中剩余電流互感器應根據現場回路電流大
5.4產品介紹
電氣火災監控探測器
圖示 | 型號 | U/I/P | 電度 | 剩余電流 | 溫度 | DO | 2G/4G | Modbus-RTU |
| ARCM300T-Z-2G/4G/NB | 有 | 有 | 1路 | 4路 | 1路 | 1路 | 1路 |
ARCM300T-UI-2G/4G/NB | 有 | —— | 1路 | 2路 | 1路 | 1路 | 1路 | |
ARCM300D-Z-2G/4G/NB | 有 | 有 | 1路 | 3路 | 1路 | 1路 | 1路 | |
| ARCM300-J1 | —— | —— | 1路 | 3路 | 1路 | 外接 | 1路 |
ARCM300-J4 | —— | —— | 4路 | —— | 1路 | 外接 | 1路 | |
| ARCM200L-UI | 有 | 1路 | 4路 | 1路 | 外接 | 1路 | |
ARCM200L-Z | 有 | 有 | 1路 | 4路 | 1路 | 外接 | 1路 | |
ARCM200L-Z2 | 有 | 有 | 1路 | 4路 | 1路 | 外接 | 1路 | |
ARCM200L-J4T4 | —— | —— | 4路 | 4路 | 1路 | 外接 | 2路 | |
ARCM200L-J8 | —— | —— | 8路 | —— | 1路 | 外接 | 1路 | |
ARCM200L-J16 | —— | —— | 16路 | —— | 1路 | 外接 | 1路 | |
ARCM200L-J8T8 | —— | —— | 8路 | 8路 | 1路 | 外接 | 1路 | |
ARCM200L-T16 | —— | —— | —— | 16路 | 1路 | 外接 | 1路 | |
| ARCM200BL-J1 | —— | —— | 1路 | 3路 | 1路 | 外接 | 1路 |
ARCM200BL-J4 | —— | —— | 4路 | —— | 1路 | 外接 | 1路 |
ARCM300T-Z-2G/4G/NB可選配2G上傳、4G上傳、NB-IOT網絡上傳，單表流量說明：
上傳間隔一分鐘，小于30M/月；
上傳間隔二分鐘，小于15M/月；
上傳間隔五分鐘，小于10M/月.
6結束語
綜合管廊是建設在地下的相對密閉空間，并且里面敷設了大量的電線、電纜,綜合管廊狹長而橫截面窄，發生火災時煙氣彌漫，能見度低，探測著火點困難，撲救難，破壞性及危害性較大，因此火災是綜合管廊中的隱患，所以火災自動報警系統的設置需要引起重視。
參考文獻
[1].董桂華.城市新區某綜合管廊火災報警系統設計[J].電氣技術.2017（4）：116-119.
[2].孫靜等.城市綜合管廊火災自動報警系統設計探討[J].智能建筑與智慧城市.2017.4
[3].中華人民共和國住房和城鄉建設部.城市綜合管廊工程技術規范:GB50838—2015［S］北京：中國計劃出版社.2017.版.
[4].安科瑞AcrelCloud-6800智慧消防管理云平臺2020版.
[5].安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版.
[6].徐小琳，郭秀娟.淺談城市管廊監控系統和火災自動報警系統發展現狀
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