综合管沟专业管线监控---设计方案 排序完成.docx

项目名称：综合管沟专业管线监控

设

计

方

案

目录
一、工程概括 3
（一）地理位置图 3
（二）工程设计内容 4
（三）主要技术指标 4
1、热力管线集成监控性能指标 4
2、给水管线集成监控性能指标 4
3、智能视频监控性能指标 5
4、监控中心平台性能指标 5
二、工程总体设计方案 7
（一）热力管线集成监控系统 7
（二）给水管线集成监控系统 15
（三）综合管沟智能视频监控系统 18
（1）系统配置 19
（2）智能视频监控功能设计 20
（四）监控中心平台及软件系统 21
1、数据存储设计 21
2、服务器及监控主机设置 21
3、监控中心软件系统建设 22

一、工程概括
（一）地理位置图

序号
管沟
长度（米）
1
聚贤桥路（创业大道)
1838
2
科技大道及科技大道延长线
2810
3
河东路
4413
4
岙东路
2508
5
和融路（中24号线
1694
6
火炬大道
2809
7
广博路（中7号线）
4533
8
汇智桥路（10号线南、北两部分）
686
9
671
10
智力岛中路（智6号线）
633
合计

22595

（二）工程设计内容
对高新区一期10条管沟完成专业管线监控工程，该工程主要包括以 下几方面内容：
(1)热力管线集成监控系统的建设
(2)给水管线集成监控系统的建设
(3)综合管沟智能视频监控系统的建设
(4)监控中心平台及软件系统建设

（三）主要技术指标
1、热力管线集成监控性能指标
（1）光纤测温空间分辨率系统测量的空间分辨率可选: 1米，1.5米，测量精度不随监测长度变化。
（2）测试精度及采样周期 测量误差在±1℃。采样周期：最快可达到6s/次。
（3）系统可靠性半导体激光源的工作寿命长达 20 年。
（4）维护性 系统支持在线修改，在不停止监控系统的情况下对监控设备进行参数等的修改。
（5）扩充性 系统支持RS232/485/422、TCP/IP、SNMP、OPC、DDE、MODBUS等各种标准化协议和接口，可快速方便的将各种监控对象集成到系统中。

2、给水管线集成监控性能指标
（1）采集频率 实时数据采集频率不低于1秒
（2）系统可靠性 半导体激光源的工作寿命长达20年，系统具有更高的可靠性，系统使用半导体光学开关，使用寿命大于20年 ，具有自主软件/硬件研发能力，可以满 足用户特殊的系统功能要求和组网要求。
（3）扩充性 系统支持RS232/485/422、TCP/IP、SNMP、OPC、DDE、MODBUS等各种标准化协议和接口，可快速方便的将各种监控对象集成到系统中。

3、智能视频监控性能指标
（1）摄像机红外一体化网络摄像机参数要求：IP130 万像素以上，1/2.8" Progressive Scan CMOS， 镜 头 8mm-20mm @ F1.6 手 动 可 调 ， ICR 红 外 滤 片 式 ， 支 持 H.264 / MPEG4 / MJPEG ，25fps(1280 × 960),25fps(1280 × 720)60Hz:30fps(1280 × 1024 选 配),30fps(1280×960),30fps(1280 × 720),12VDC或 POE供电，红外可达50米以上，IP66。 红外室外球型网络摄像机参数要求：IP130 万像素，1/3"Progressive Scan CMOS，镜头4.3-86.0mm自动变焦镜头，自动ICR 彩转黑，360°连续旋转，H.264/MJPEG/MPEG4，H.264编码支持Baseline/Main/High Profile，50Hz: 25 帧(1280×960)、25 帧(1280×720)60Hz: 30 帧(1280×960)、30 帧(1280×720), 12VDC或24VAV供电，红外可达120米以上，红外角度可变， IP66。
（2）光纤收发器 光纤收发器传输速率(Mbps)：10/100，最大传输距离(米)：10000。
（3）光缆 室外8芯单模光缆，最小允许拉力1500N。
（4）数字视频录像机NVR - 32个IP通道(4CIF)，带有8个硬盘插槽。
（5）工业级网络交换机 分控站：模块化二层工业以太网交换机，可网管，无风扇；采用堆叠方式配置，端口满足：6个千兆单模光纤接口，4个10/100/1000Mbps以太网电接口（RJ45），4个10/100Mbps以太网电接口（RJ45）。
（6）视频存储时间 按照D1画质24小时录像存储30天，超过30天的资料选择性存储。

4、监控中心平台性能指标
（1）应用数据库 应用软件平台所用数据库采用高新区统一的Oracle数据库。所有数据库信息能够与高新区的数据中心数据库实现数据的共享和无缝连接。
（2）实时数据库 热力、给水管线阀门状态的数据采集频率高，数据存储数量大，需要高性能，高稳定性，高吞吐量的数据库支撑，因此使用力控实时数据库pSpace进行二次开 发。支持C/S和B/S应用；它可以提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具； 大容量支持企业级应用，内部实现高数据压缩率，可实现历史数据的海量存储， 灵活的扩展结构可满足各种需求，具备广泛的安全性和可跟踪性。

二、工程总体设计方案
综合管沟专业管线监控工程项目主要包括热力管线集 成监控系统建设、给水管线集 成监控系统建设、综合管沟智 能监控系统建设，所有采集到 的数据信息都汇集到监控中心，在监控中心实现管沟运行情 况的集中监控。
本方案建设范围包括：
1) 热力管线集成监控系统建设
2) 给水管线集成监控系统建设
3) 综合管沟视频监控系统建设
4) 监控中心平台及软件系统建设

（一）热力管线集成监控系统
总体架构

（1） 光缆铺设方式测温光纤由分控站引出，感温铠装 光缆采用单芯多模、外径3.3mm，测温光 纤安装于光缆卡线扣中，光缆卡线扣距 蒸汽管线上500mm墙壁安装，安装间距为1.5m。返回重复光纤敷设在原测温光纤 上方100mm处。光纤穿防火墙处预埋一根 SC20镀锌钢管。

（2） 传感主机的安装 传感主机分别安装在3 个分控站（或分控站附件的管沟IO站中）的标 准机柜中

（3）测温光纤铺设路径设计

1#分控站测温光纤检测区域包括科技大道延长线、智力岛6号线路段、规划中10号线 路段、创业大道南段和火炬大道东段的供热管线。
2#分控站测温光纤检测区域包括河东路中段、规划中7号线东段、规划中24号线北段、 创业大道北段和规划中10号线北段的供热管线。
3#分控站测温光纤检测区域包括河东路西段、规划中7号线西段、科技大道、规划中24号线、岙东路北段、火炬大道中段和创业大道北段的供热管线。
4#分控站测温光纤检测区域包括岙东路南段和火炬大道西段的供热管线。在4#分控站设 置1台光纤传感主机，铺设1条光纤实现所辖管沟全部覆盖。

创业大道、河东路为双沟结构，感温光缆敷设在供热管线蒸汽管线上500mm墙壁 安装、智能视频监控系统的摄像机在管沟顶部，尽量安装在管沟中心位置。

创业大道、河东路为双沟结构，感温光缆穿防火墙处预埋一根SC20镀锌钢管，光缆敷设完毕后进行防火封堵。

科技大道及科技大道延长线、岙东路、和 融路、火炬大道、广博路、汇智桥路、智 力岛中路为单沟结构，感温光缆敷设在供 热管线蒸汽管线上500mm墙壁安装、智能视 频监控系统的摄像机在管沟顶部，尽量安 装在管沟中心位置。

感温光缆穿防火墙处预埋一根SC20镀锌 钢管，光缆敷设完毕后进行防火封堵。

（4）热力管线阀门控制系统设计
热蒸汽管线控制阀门9个，热水管线控制阀门6个（给水及 回水管线）。系统实现分段控 制，与视频监控系统联动。一 旦发生泄漏，视频自动切换事 故位置附近，启动应急预案，远程控制热力阀门和给水阀门，并控制回流（回自来水、回热 水、回热），有效抑制事故的蔓延，最大程度减少因维修导，致的停热区域。

高新区综合管沟（一期）所 辖区域的热力蒸汽由开源热力提 供，蒸汽管线从和融路南段进入 综合管沟。蒸汽热力的路段有火 炬路东段、和融路、科技大道及 科技大道延长线、创业大道北段 智力岛中路和汇智桥路南段。和 融路和广博路交界处的换热站为 广博路和岙东路提供高温热水热 力，热水管线从和融路进入管沟 双路并行安装，分别为给水和回水。

序号
管沟
热力类型
阀门数量
阀门尺寸
1
聚贤桥路北段
蒸汽热力
1个
DN350
2
科技大道及科技大道延长线
蒸汽热力
4个
DN300
3
河东路东段
蒸汽热力
2个
DN350
4
和融路
蒸汽热力
2个
DN350
5
广博路
热水热力
6个
4个DN400 2个DN300

合计

15个

现场设备主要由管道阀门、电动执行器、I/O控制模块、光纤收发器、开关电源组成。每个管道阀门通过2*RVVP4*1.0接入现场I/O控制箱内的I/O控制模块上，I/O控制箱通过单模光 纤接入现场I/O站或PLC站内的工业交换机上，通过环网（与智能视频监控系统共用），将信号传输 到监控中心，同时实现监控中心对现场阀门的远程控制。
前端设备供电由就近的I/O 站或PLC 站内的强电配电箱引出，供电线缆采用ZR-YJV-1KV5*2.5（DN400）或ZR-YJV-1KV5*4(DN350和DN300)。

（5）热力管线集成监控功能设计
•在正常运营管理下，能够实现以下功能：
•1）能够在GIS地图上，显示整个管沟总体运行监控情况；能够分层显示各种管线的分布情况以 及运行情况；能够按照规定的运行模式实时展示现场运行情况。
•2）能够选择不同的区域进行分区域监控；也可按管线（热力、给水）进行监控；也可以对一条 或几条管线进行过滤显示，对温度异常区域进行红色高亮显示。
•3）既可以查看管沟的地面情况，也可以查看管线的剖面。同时能够根据管线温度分布情况，进 行不同色谱的展示，使管线运行情况一目了然。
•4）能够实时监控整条热力线路的整体温度分布曲线，实现对整个热力管线整体运行的监控，同 时能够对某个温度异常的点，进一步查看最近一段时间的温度变化趋势，分析温度异常的原因
•5）能够对管沟每个防火分区内温度分布情况进行分区监测，进行每个分区的监控与报警。
•6）每个区域可独立设置3个报警参数，分别是：最高温度报警、温度上升速率报警、最高温度 与平均温度差值（局部过热点）报警。
•7）通过报警参数的设置，能够监控每个防火分区内温度最高的位置、温度上升最快的位置，以 及温度与分区内的平均温度的差值超过设置值的位置（局部过热点）。

（二）给水管线集成监控系统

给水管线泄漏监测系统主要通过实时采集和监测分析集水井的液位情况，进行给水管线泄漏情况的监测，以便及时发现异常，并采取科学合理 的处理措施。按照规划，4个分控中心所辖区域 的集水井液位情况已汇集到分控中心，监测系统通过与分控中心集水井液位 监测系统接口，实时采集集水井液位 信息、排水泵开关状态信息，实现对 给水管线泄漏的实时监测，并能够与视频监控联动处理。

• 高新区综合管沟（一期）所辖区域的给水由高新水务和正阳路分支提 供。
• 为保证控制系统的可靠性，加装控 制阀门及电动执行机构，实现对干线 及支线的分段控制。共21个阀门，其 中：干线阀门6个，支线阀门15个。
• 系统实现分段控制，并与视频监控 系统联动。一旦检测到管线泄漏，视 频自动切换事故位置附近，启动应急 预案，远程控制相关管段给水及回水 阀门，有效抑制事故的蔓延，最大程 度的减少维修时的停水管线。

序号
管沟
阀门数量
阀门尺寸
1
聚贤桥路
1个
DN600
2
科技大道及科技大道延长线
6个
4个DN400
3
河东路
3个
DN600
4
岙东路
1个
DN600
5
和融路
2个
1个DN300
6
火炬大道
1个
DN600
7
广博路
6个
DN200
8
汇智桥路（南、北两部分）
1个
DN200

现场设备合由计管道阀门、电动执行器、I/O控2制1个模块、光纤收发器、开关电源等组成。每个管道阀门通过2*RVVP4*1.0接入现场I/O控制箱内的I/O控制模块上，I/O控制箱通过单模光纤接入现场I/O站或PLC站内的工业交换机上，通过环网（与智能视频监 控系统共用），将信号传输到监控中心，同时实现监控中心对现场阀门的远程控制。前端设备供电由就近的I/O站或PLC站内的强电配电箱引出，供电线缆采用ZR-YJV-1KV5*2.5（DN200和DN300）或ZR-YJV-1KV5*4(DN400和DN600)。

（1）给水管线集成监控功能设计
•在正常运营管理下，能够实现以下功能：
• 1）能够在GIS地图上，展示综合管沟内各个集水井的分布情况、每条管沟的集水井分 布情况、指定区域的集水井分布情况以及设。同时能够显示每个集水井的液位情况。
• 2）能够设置集水井液位的报警区间，对所辖区域液位异常的集水井进行实时监控、报警。
• 3）除实时监测集水井的液位外，能够实时估算积水液位上升速度、积水量上升的速度能够进一步判断是否是给水管线泄漏引起的积水。

• 当集水井液位异常报警时，能够实现以下功能：
• 1）异常分析，判断是否存在泄漏，分析泄漏发生的位置、严重程度以及蔓延情况。
• 2）以声、光、短信、预设电话的方式，按照预设的不同报警等级进行异常情况的通知。使现场异常及时传达到每个相关人，通知职能部门及时处理。
• 3）启动联动预警功能，同时能够自动启动泄漏点附近的视频摄像头。
• 4）启动联动机制，启动给水管线阀门的关断装置，自动（手动）关闭给水阀门。
• 5）能够记录应急处置过程，包括异常发生前后的数据、录像情况等，形成案例库，便 于事后进行事故原因分析。

（三）综合管沟智能视频监控系统

• 系统借助视频控制技术把管沟防区、交叉口区域、管 沟入口、人井等重要区域的 前端实况图像实时传送到监 控中心。
• 可以和其它设备配合联动 使用（如DTS系统），构成 严密的安全防范系统，进行 全天候视像监视，从而增强 了管沟工作人员的人身、财 产的安全性，同时也全面提 高了管理水平。

• 一期综合管沟专业管线监控系统为纯数字管理系统，传输核 心为数字网络传输系统，热力管 线集成监控系统、给水管线集成 监控系统、综合管沟智能视频监 控系统共用一个网络传输系统， 整个数字网络传输系统分为监控 中心（暂定3号分控站）、分控 站和现场PLC(I/O)站三级，通过 专用工业级交换机网络进行数据 传输分控站与监控中心采用以太 环网，保证在任何一条线路出现 故障时都不影响网络数据传输。

• 根据现场实地勘察，管沟内电气照明采用手动和集中两种控制方式，集中控制是由PLC系统来完成，并且PLC系统具有远程控制功能,可远程控制管沟内照明控制箱系统来实现照明灯具的开启与关闭。

（1）系统配置

在管沟内设置前端网络摄像机对现场图像进行采集，前端网络摄像机采集的现场视 频图像引入就近的PLC站（I/O站），当摄像机与PLC站（I/O站）距离不超85米时，采用 五类网络线缆引至PLC站（I/O站）内的交换机。当距离超过85米时，通过光纤收发器将 电信号转换为光信号后，通过单模光纤引至PLC站（I/O站）后，再通过光纤收发器将光 信号转换为电信号后进入站内交换机。

点位布设时，遵循如下方式：

（1） 在管沟内防火分区两侧设置2台红外一体化网络摄像机。4个分控站合计115个防火分区，每个防火分区设置2台红外一体化网络摄像机，共计设置230台；摄像机主要监控防火分区内的供热、供水现场情况，如有供热、 供水泄露等特殊状况发生时，无需人员下井即可将现场实时图像发送至控制中心， 提升突发事件处置速度和能力。
（2） 在管沟主干线交叉口、管沟错层处、各管线阀门集中处，设置1台红外室外球型网络摄像机。供热、供水主管道的主要控制阀门和管道连接处都集中在，一期10条管沟之 间的交汇处，共计13个交汇区域。交汇区域一般有3至4个不同方向的管沟，采用 低照度球型摄像机可360度任意旋转，安装在交叉都中心位置安装1台，可监看管 沟交汇处任何方向管沟情况；可变焦镜头（4.3~86mm）能随时对交汇区域图像进 行放大及缩小等操作。

（2）智能视频监控功能设计

1） 按照预设的拍摄周期和巡视顺序，自动启动摄像头，进行管沟现场的视频远程巡视。自动形成一个周期的巡检录像，便于监控人员通过摄像头实现现场巡视。
2） 能够任意选取监控的管沟、区域或者预制巡检路线，进行指定路线的巡视。
3） 将管段和摄像机位置进行联动，实现逐条线路视频调看、轮巡和录像查看功能。
4） 实现单摄像机轮巡和多摄像机组合轮巡功能，提供便捷的调看联动操作。
5） 由于管沟亮度较低，视频调用将配合照明设备的控制实现。
6） 实现入侵检测、移动侦测报警和布控跟踪功能。

1. 图像存储功能 1）人工控制 ◆定点巡检：
2）联动控制
2. 图像调取功能 3）自动控制 ◆路线巡检：

（四）监控中心平台及软件系统

包括视频监控平台及大屏幕系统、数据库存储设计、服务器及监控主机配置以及基于GIS的管沟运行监控平台软件系统。

1、数据存储设计
1) 应用数据库 应用软件平台所用数据库采用高新区统一的Oracle数据库。所有数据库信息能够与高新区的数据中心数据库实现数据的共享和无缝连接。
2) 实时数据库 管道阀门状态的数据采集频率高，数据存储数量大，需要高性能，高稳定性，高吞吐量的数据库支撑，使用力控实时数据库pSpace进行二次开发。
2、服务器及监控主机设置
数据库服务器是整个一期管沟监控系统的数据核心，主要用来存储DTS、集水 井等设备采集上来的数据，需达到高可靠性、高频率，高精度、高安全性要求。为了保证数据稳定性、安全性，需要专用服务器来支撑。
应用服务器支持热力运行、给水运行、视频监控运行三个应用。 视频存储服务器主要用来存储视频监控系统的视频资料，多用户并发的视频解码，频繁的I/O读写，对CPU、内存、硬盘的资源占用巨大（可连续存储30天视 频数据资料），为了保证整个系统运行的稳定性，需要使用视频存储服务器独立运行。

（1） 设置视频监控主机 1台、阀门控制主机 1台、GIS监控运行主机 1台。

（2） 设置数据库服务器1台；应用服务器1台。

（3） 设置视频服务器1台。

3、监控中心软件系统建设

（1） 基于GIS热力及给水生产运行系统