地下綜合管廊監(jiān)測技術方案

1、地下綜合管廊監(jiān)測技術方案同方威視技術股份有限公司（內部資料，嚴謹外傳）目錄一、綜合管廊簡介1.1 用途1.2 分類1.3 經濟成本1.4 國內外發(fā)展狀況 二、本方案依據標準三、系統(tǒng)總體架構 3.1 層次架構3.2 邏輯架構四、監(jiān)測內容及實施 4.1 基礎設施結構健康監(jiān)測 4.2 環(huán)境監(jiān)測4.3 火災監(jiān)測4.4 視頻監(jiān)測4.5 入侵防盜監(jiān)測4.6 用力眸測4.7 通信眸測4.8 管值監(jiān)測4.9 照明系統(tǒng)4.10 通訊系統(tǒng)五、系統(tǒng)綜合管理平臺 六、系統(tǒng)輔助設備 七、施工管理措施 7.1 質量控制7.2 安全控制7.3 環(huán)保控制、綜合管廊簡介1.1 用途綜合管廊主要用于：電力線纜、通訊線纜、有線電視

2、線纜、給水管線、中水管線、 供冷管線、供熱管線、燃氣管線、排水管渠、路燈線纜、垃圾真空系統(tǒng)、輸油管 線等市政民生工程項目。1.2 分類于于用用用采綜合管廊宜分為干線綜合管廊、支線綜合管廊及纜線管廊。干線綜合管廊： 容納城市主干工程管線采用獨立分艙方式建設的綜合管廊；支線綜合管廊：容納城市配給工程管線采用單艙或雙艙方式建設的綜合管廊；纜線管廊： 淺埋溝道方式建設，設有可開啟蓋板但其內部空間不能滿足人員正常通行要求, 用于容納電力電纜和通信線纜的管廊。圖3.1綜合管廊分類示意圖1.3 經濟成本綜合管廊盾構成本最高，一般為1億元/公里；普通施工0.5億元/公里。綜合管 廊內基本都是市政民生工程，不利

3、于提高收費，否則會影響老百姓基礎生活成本， 影響物價穩(wěn)定；同時綜合管廊建成后只是方便市政管線和線纜的綜合管理，消除公路拉鏈現象，不會有其它盈利途徑。綜合管廊建設的一次性投資常常高于管線獨立鋪設的成本。據統(tǒng)計，日本、臺北、上海的綜合管廊平均造價（按人民幣計算）分別是 50萬元/米、13萬元/米和10 萬元/米，較之普通的管線方式的確要高出很多。但綜合節(jié)省出的道路地下空間、 每次的開挖成本、對道路通行效率的影響以及環(huán)境的破壞， 綜合管廊的成本效益 比顯然不能只看投入多少。臺灣曾以信義線6.5公里的綜合管廊為例進行過測算， 建綜合管廊比不建只需多投資五億元新臺幣，但 75年后產生的效益卻有2337

4、億兀新臺幣。1.4 國內外發(fā)展狀況在國外，地下綜合管廊是綜合利用地下空間的一種手段， 一些發(fā)達國家已實現了 將市政設施的地下供、排水管網發(fā)展到地下大型供水系統(tǒng)、地下大型能源供應系 統(tǒng)、地下大型排水及污水處理系統(tǒng)， 與地下軌道交通和地下街相結合， 構成完整 的地下空間綜合利用系統(tǒng)。？歐美是地下綜合管廊的發(fā)源地。世界上第一條管廊在巴黎建成，隨之該理念推廣 到歐美各國。？日本是當今管廊技術最成熟的國家，這個和日本地域有很大關系， 規(guī)劃建設一致沿用1964年制定的相關措施條例，各在野黨執(zhí)政期間一致延續(xù)該 條例不斷完善。由于日本是多地震國家，一旦遇到地震破壞，恢復期大部分經歷 及費用都要放在開挖及回填過

5、程中，如果將綜合管線放置在管廊內，管道與管廊 側壁變?yōu)槿嵝赃B接，管道抗震補償措施可以更大范圍的使用， 基本不受地震時土 體的位移影響，如果維修的話也是區(qū)域更換及系統(tǒng)性能檢查， 對管廊上交通無影 響。？中國僅有北京、上海、深圳、蘇州、沈陽等少數幾個城市建有綜合管廊，據不完 全統(tǒng)計，全國建設里程約800公里，綜合管廊未能大面積推廣的原因不是資金問 題，也不是技術問題，而是意識、法律以及利益糾葛造成的。住建部會同財政部開展中央財政支持地下綜合管廊試點工作，確定包頭等 10個 城市為試點城市，計劃到2018年建設地下綜合管廊389公里（2015年開工190 公里），總投資351億元。根據測算，未來地下

6、綜合管廊需建 8000公里，若按每 公里1.2億元測算，投資規(guī)模將達1萬億。試點的10個城市總投資351億元，其中中央財政投入102億元，地方政府投入 56億元，拉動社會投資約193億元。我們的思路是以試點示范帶動全國建設地 下綜合管廊的積極性。全國共有69個城市在建地下綜合管廊約1000公里，總投 資約880億元。”二、本方案依據標準GB50838-2015城市綜合管廊工程技術規(guī)范CECS333-2012結構健康監(jiān)測系統(tǒng)設計標準GA_T 1217-2015光纖振動入侵探測器技術要求GB 50394-2007入侵報警系統(tǒng)工程設計規(guī)范GB 50116-2013火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范 三、系統(tǒng)總

7、體架構3.1 層次架構地下綜合管廊監(jiān)測主要分為應用層、傳輸層和展示層。其中應用層包括管廊監(jiān)控單元、管道監(jiān)測單元、線纜監(jiān)測單元、通訊單元和照明 單元，每個單元由前端傳感器或探頭、 以及監(jiān)控單元組成單個智能前端設備， 前 端傳感器負責采集現場基礎設備的狀態(tài)信息，探頭用于管廊內的照明、通訊、警報等，監(jiān)控單元對采集的設備狀態(tài)信息進行預處理、上傳服務器和對聯(lián)動設備下 達命令；傳輸層主要包括服務器、傳輸網絡，服務器用于前端設備狀態(tài)信息的多信息融合 處理、數據存儲和輸出、報警信息發(fā)布、前端探頭聯(lián)動命令下達、現場設備狀態(tài) 上傳至監(jiān)控子站和監(jiān)控中心，傳輸網絡可以是現場無源的光網絡、 也可以是工業(yè) 級無線網絡；展

8、示層主要包括監(jiān)控子站區(qū)域設備狀態(tài)信息展示、監(jiān)控中心全局設備狀態(tài)信息展 示、聲光報警、短信報警和打印輸出等。圖3.1綜合管廊運行監(jiān)控系統(tǒng)總體架構圖3.2 邏輯架構綜合管廊運行監(jiān)控系統(tǒng)從邏輯上講包括五大部分：綜合管廊運行監(jiān)控管理平臺、 地理信息系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、通訊照明系統(tǒng)（如圖3.2所示）。 其中綜合管廊運行監(jiān)控管理平臺是用于面向用戶的最終界面，將人性化展示綜合管廊狀態(tài)信息，根據客戶需求可以是平面展示，也可以是三維立體360°全景展示（線纜、管道、儀表、管廊），實現更直觀簡潔的綜合管廊運行狀態(tài)的虛擬巡 檢。并設有監(jiān)控子站和監(jiān)控中心兩個級別展示， 監(jiān)控子站主要是展示該管控

9、區(qū)域 內的綜合管廊狀況，監(jiān)控中心用于全局綜合管廊狀態(tài)展示。地理信息系統(tǒng)是一種專門用于采集、 存儲、管理、分析和表達空間數據的信息系 統(tǒng)，它既是表達、模擬現實空間世界和進行空間數據處理分析的工具”，也可看作是人們用于解決空間問題的 資源”，同時還是一門關于空間信息處理分析的科學技術”。它將直觀展示出綜合管廊空間三維的信息， 還可以立體展示管廊內 部設施的布設，結合監(jiān)測單元的傳感器和探頭，顯示管廊內部設備的狀態(tài)信息。 信息管理系統(tǒng)涉及經濟學、管理學、運籌學、統(tǒng)計學、計算機科學等很多學科， 它除了具備信息系統(tǒng)的基本功能外，還具備預測、計劃、控制和輔助決策特有功 能。（1）數據處理功能。包括數據收集和

10、輸入、數據傳輸、數據存儲、數據加工 和輸出，用于安全監(jiān)控系統(tǒng)和通訊照明系統(tǒng)上傳的數據管理、上傳顯示和打印報 警；（2）預測功能。運用現代數學方法、統(tǒng)計方法和模擬方法，根據過去的數據 預測未來的情況，用于將管廊內部的狀態(tài)信息（多傳感器信息）融合，預測管道 壽命、管道腐蝕速率、電纜載流量、結構健康壽命等；（3）計劃功能。根據企業(yè) 提供的約束條件，合理地安排各職能部門的計劃，按照不同的管理層，提供不同 的管理，提供相應的計劃報告；（4）控制功能。根據各監(jiān)測單元提供的數據，對 綜合管廊基礎安防設備進行聯(lián)動控制，查明并消除危險源，例如滅火裝置聯(lián)動、 視頻聯(lián)動等；（5）輔助決策功能。采用各種數學模型和所存

11、儲的大量傳感數據， 及時推導出有關問題的最優(yōu)解或滿意解， 輔助各級管理人員進行決策，以期合理 利用人財物和信息資源，取得較大的經濟效益。安全監(jiān)控系統(tǒng)主要功能是監(jiān)測并保護綜合管廊內部設備財產安全，包括管廊本身的監(jiān)控、各種油氣管道和水管的監(jiān)控、各種線纜的監(jiān)控。通訊照明系統(tǒng)主要是用于有人員（巡檢人員、偷盜人員）在綜合管廊內部時，方 便巡檢人員正常工作的門禁、照明、通訊、在崗巡查等，同時對于偷盜人員進行 監(jiān)聽、警示。圖3.2綜合管廊運行監(jiān)控系統(tǒng)模塊圖綜合管廊運行監(jiān)控系統(tǒng)根據現場情況， 有可能采取多種不同技術手段的融合， 為 確保各技術信息相容性，必須考慮該系統(tǒng)的通信組網能力。如圖 3.3所示，我們 采

12、用開放式接口將各底層監(jiān)控單元數據匯合， 然后經過協(xié)議判定器進行通信協(xié)議 判斷，之后用協(xié)議轉換器進行通信協(xié)議的統(tǒng)一化， 然后按照行業(yè)標準通訊模型將 數據上傳。該功能還可方便客戶自行增加監(jiān)測設備，不至于產生不兼容問題。圖3.3綜合管廊運行監(jiān)控系統(tǒng)通訊邏輯示意圖四、監(jiān)測內容及實施4.1基礎設施結構健康監(jiān)測基礎設施結構健康監(jiān)測主要包括綜合管廊本身的位移沉降、裂縫、傾斜、滲漏、 振動、表面應力應變、土體壓力壓強等監(jiān)測，還有管道水泥墩、線纜支架的應力 應變、壓力壓強、振動、傾斜等監(jiān)測。名稱技術原理關鍵技術指標廠家位移沉降計光纖光柵量程：100mm、200mm、400mm 分辨率：0.1mm精度：土mm北京

13、希卓、北京達卡、 上海波匯溫度范圍：-80C+150 C表回應父計光纖光柵量程：±2000科£ 分辨率：Wipe 精度：=y%F.s.工作溫度范圍：-80+ 150 C北京希卓、北京達卡、 上海波匯埋入式應父計光纖光柵標準量程：±2000科£ 精度：0.3%F.S.靈敏度：0.1%F.S.工作溫度范圍：-80+ 150 C北京希卓、北京達卡、 上海波匯滲壓計光纖光柵標四程（MPa）: 0.35, 0.7, 1, 2, 5, 7, 10, 15, 30, 60分辨率：0.03%F?S靈敏度：0.05%F.S.工作溫度范圍：-30+ 80 C北京希卓、北京達

14、卡、 上海波匯加速度傳感器光纖光柵量程：（1, 5, 10） g可選 頻響范圍：0.5-100hz 分辨率：V 0.1% F.S測®K度：V 0.3% F.S.上海鋁玨、深圳太辰、 北京達卡土壓力計光纖光柵量程（kPa）: 5034500 準確度：15%F.S 工作溫度：-40120 c北京希卓、北京達卡、 上海波匯裂縫計光纖光柵量程：15、30、60、100mm 分辨率：v 0.1%F.S.精度：v 0.5%F.S.工作溫度范圍：-5080 c上海拜安、北京達卡、 上海波匯光纖光柵承（KN）: 223 4450北京希卓、北京達卡、 上海波匯靜力水準儀光纖光柵量程：50mm、100m

15、m、200mm、400mm 分辨率：0.01mm精度：土mm溫度范圍：-80C+150 C北京希卓、北京達卡、 上海波匯壓力傳感器光纖光柵標同程（MPa） 0.5, 1 , 1.6, 2.5, 10, 25, 50, 60精度：0.5%F S 靈敏度：0.2%F.S. 工作溫度范圍：-30+ 80 C北京希卓、北京達卡、 上海波匯鋼筋計光纖光柵標準里程：拉伸：0400Mpa；壓縮：0320Mpa測量精度：0.3% F?S分辨率：0.1%F.S工作溫度范圍：-20+ 80 C北京希卓、北京達卡、 上海波匯傾角傳感器電子類量程：0±180° （可選）分辨率：0.002 

16、6;精度：0.01 °無錫邁科傳感、無錫慧 聯(lián)信息、北微傳感光纖陀螺光纖傳感方位測量范圍量程：0°360° 精度：*5。北微傳感、陜西航天長 城測控BOTDA布里淵散 射測量距離：5-100km 溫度范圍：-190700 c溫度精度：蟲 c應變測量范圍：-40006000微應變 應變精度：上0微應變浙江中欣動力、上海拜 安、威海北洋、寧波諾 馳光電、江四旭鋒光 電、加拿大OZ、無錫亞天1）光纖光柵光纖光柵是利用光纖材料的光敏性，通過紫外光曝光的方法將入射光相干場圖樣 寫入纖芯，在纖芯內產生沿纖芯軸向的折射率周期性變化， 從而形成永久性空間 的相位光柵，具作用實質上

17、是在纖芯內形成一個窄帶的 （透射或反射）濾波器或 反射鏡。當一束寬光譜光經過光纖光柵時，滿足光纖光柵布拉格條件的波長將產 生反射，其余的波長透過光纖光柵繼續(xù)傳輸。圖4.1 光纖光柵傳感原理示意圖由于光柵光纖具有體積小、熔接損耗小、全兼容于光纖、能埋入智能材料等優(yōu)點， 并且其諧振波長對溫度、應變、折射率、濃度等外界環(huán)境的變化比較敏感，因此 在光纖通信和傳感領域得到了廣泛的應用。2）光纖陀螺光纖陀螺的工作原理是基于薩格納克（Sagna。效應。薩格納克效應是相對慣性 空間轉動的閉環(huán)光路中所傳播光的一種普遍的相關效應， 即在同一閉合光路中從 同一光源發(fā)出的兩束特征相等的光，以相反的方向進行傳播，最后匯

18、合到同一探 測點。圖4.2 光纖陀螺儀原理圖若繞垂直于閉合光路所在平面的軸線，相對慣性空間存在著轉動角速度，則正、 反方向傳播的光束走過的光程不同， 就產生光程差，其光程差與旋轉的角速度成 正比。因而只要知道了光程差及與之相應的相位差的信息，即可得到旋轉角速度。3） BOTDA光在光纖中傳輸時，由于光纖材料的密度、折射率等存在不均勻性，入射光會產 生散射現象。布里淵散射是光波和聲波在光纖中傳播時相互作用而產生的光散射 過程。當環(huán)境溫度變化或光纖產生形變時，光纖中聲速和光的折射率都會隨之變 化，從而使布里淵頻移發(fā)生變化，并且布里淵頻移變化量與溫度和應變成線性關 系。BOTDA基于受激布里淵散射效

19、應，利用泵浦光pump、探測光probe和聲波 的相互作用，使得后向布里淵散射信號不斷放大。對泵浦光pump和探測光probe 的頻率差進行連續(xù)掃描，可確定光纖不同位置的布里淵頻移， 從而獲得整根光纖 的溫度、應變分布信息。圖4.3 BOTDA原理示意圖4）傾角傳感器傾角傳感器經常用于系統(tǒng)的水平測量，從工作原理上可分為商體擺”式、液體擺”式、氣體擺”三種傾角傳感器，傾角傳感器還可以用來測量相對于水平面的 傾角變化量。工作原理：理論基礎就是牛頓第二定律，根據基本的物理原理，在一個系統(tǒng)內部， 速度是無法測量的，但卻可以測量其加速度。如果初速度已知，就可以通過積分 計算出線速度，進而可以計算出直線位

20、移。所以它其實是運用慣性原理的一種加 速度傳感器。當傾角傳感器靜止時也就是側面和垂直方向沒有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角 就是傾斜角了。4.2 環(huán)境監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測主要有三方面功能，一方面是綜合管廊內部的溫度、濕度、風速風向、 PM2.5監(jiān)測，另一方面是保證巡檢人員安全的氧氣含量、有毒氣體、易燃氣體和 淹積水監(jiān)測，第三方面是監(jiān)測天然氣管道是否泄漏。 最終形成綜合管廊內部環(huán)境 狀況的實時報告系統(tǒng)，對綜合評估管廊內部問題，并指導管廊基礎設施的檢修工 作，確保管廊內部設備和進入管廊的人員的安全。名稱技術原理關鍵技術指標廠家溫度計光纖光柵量程：-5

21、0+120 C 測量精度：由3 c北京希卓、北京 達卡、上海波匯濕度計電子類濕度精度：典型值甘.5% RH溫度精度（BFSL） : i0.5 C （典型值）工作溫度范圍：-40 C 至100c響應時間：6s長期穩(wěn)定性：±1.2% RH保持5年工作濕度范圍：0% RH至100% RH霍尼韋爾、廣州 奧松電子、河南 馳誠電氣溫濕度變送 器電子類準確度：W±0：6, =t3%RH 20%-80%RH , 25 c 溫度范圍：-20+70 C北京九純健科 技、北京達卡、 北京昆侖海岸傳 感、廣州奧松電 子風速風向儀電子類啟動風速： 0.4m/s分辨率：風速：0.1m/s風向：線性度

22、 0.1% 量程：風速：070m/s風向：0360度武漢中科能慧、 北京達卡、清勝電子PM2.5監(jiān)測儀電子類量程：0- 80g/m3誤差：±2%預熱時間：1分鐘北京浩開科技、 北京聚道合盛、 康姆德潤達（無 錫）測量技術氧氣電子、化學、光學量程選擇：0-10/100/1000/10000Ppm ;0-5/10/25/30/100%V0L準確度：三及%FS安帕爾、北京達 卡、河南馳誠電 氣硫化氫電子類量程：50、200、1000ppm 分辨率：1 ppm 響應時間：30秒河南馳誠電氣、 深圳市鑫海瑞、 安帕爾甲烷紅外測量范圍：0-2000ppm、5000ppm、10000ppm、 5%

23、VOL、 10%VOL、 20%VOL、 50%VOL、100%VOL （可選，未列出量程可訂制） 分 辨 率：1ppm （10000Ppm 以內）、0.01%VOL （5%VOL-100%VOL ） 精度：±1%山東中煤工礦、 北京達卡、深圳 市鑫海瑞、河南 馳誠電氣天然氣氣敏元件報警濃度：8%LEL北京九純健科工作環(huán)境：0-55 C;相對濕度三95%RH技、安帕爾、深 圳市吉順安二氧化碳紅外量程選擇：0-2000/5000ppm;0-1%/2%/5%10%20%50%100%V OL北京達卡、安帕 爾、深圳市矢量 聯(lián)合、武漢中科 能慧淹積水電子類工作環(huán)境：-1050 C, 10%

24、RH90%RH北京九純健科 技、北京賽斯爾 自控、深圳市宏 電技術、生康4.3 火災監(jiān)測綜合管廊內部布設有很多線纜，它們都屬于易燃物品，并且電纜的局部放電、人 為點火破壞及各種意外都會引起管廊內部發(fā)生火災，因此監(jiān)測管廊內部火災，并與消防設備聯(lián)動進行自動滅火的技術顯得很有必要。火災監(jiān)測技術主要從管廊內部溫度異常、紅外線和紫外線強度異常、煙霧濃度異常等角度來監(jiān)測，同時將監(jiān) 測結果送至服務器處理，若有異?，F象發(fā)生，服務器會給滅火設備下達指令，啟 動起火位置處的滅火設備進行滅火，視頻也會集中關注起火位置。綜合調研著火的方方面面特征，我們針對各種火災著火的初期、中期進行實時監(jiān) 測，采用溫度異常、煙霧異常

25、、紅外線和紫外線輻射異常的情況綜合判斷火災發(fā) 生發(fā)展過程，預判火勢發(fā)展趨勢，綜合調動現場視頻和滅火設備， 對現場火災進 行實時監(jiān)控，并有的放矢的進行滅火程序，以期將火災破壞降到最低。名稱技術原理關鍵技術指標廠家溫度傳感器光纖光柵量程：-50+ 120 C 測量精度：i0.3C北京希卓、北京達卡、 上海波匯、深圳太辰、 武漢理工光科溫度傳感器DTS探測距離：最K 10km? 響應時間：<10s? 測溫精度：1C2km? 定位精度：1m測溫范圍可高達 350700 c同方威視、浙江中欣動 力、北京諾可電子、威 海北洋、上海華魏、寧 波諾馳光電、江四旭鋒光電、無錫亞天煙霧報警器無電式工作溫度：

26、-10C+50C相對濕度：< 95%RH（40C立C ）監(jiān)測面積：20平方米 靈敏度等級：1級深圳市宏達瑞斯煙感器紅外光電管工作溫度：-10 C50 c 環(huán)境溫度：<95%RH北京九純健科技紅外火焰探測 器紅外感應視角范圍：90°探測距離：燃燒物火源大小 探測距 離正庚烷0.3m >0.3m50米汽油0.3m >0.3m50 米柴 油0.3m >0.3m45 米濟南樂山儀器、西安眾 安電子、北京翼捷世紀煤 油0.3m >0.3m45 米酒 精0.3m >0.3m45 米甲烷0.5m >0.2m30 米紙 張 0.3m >0.3m3

27、0 米響應特性：燃燒物火源大小響應時間汽 油 0.3m>0.3mv10s汽油 0.7m >0.7m< 5s靈敏度等級： 5級靈敏度（通過磁棒設定）工作溫度：-40 C70 c工作濕度：< 95%RHm結露）紫外火焰探測 器紫外感應響應的光譜范圍：185nm260nm 響應時間：5s靈敏度：1-5級可調視角范圍：> 90°最大探測距離：50m （條件：1100cm2, 高5cm的正庚烷火）環(huán)境溫度：-1055 c濟南樂山儀器、西安眾 安電子、北京翼捷世紀滅火設備首安工業(yè)消防、北京京 盾消防設備、浙安消防 科技有限公司4.3.3技術原理簡介DTS簡介：DTS

28、技術同時用單根光纜實現溫度監(jiān)測和信號傳輸，綜合利用光纖拉曼散射效應（Raman scattering 和光時域反射測量技術（Optical Time-Domain Reflectometry, 簡稱OTDR）來獲取空間溫度分布信息。其中光纖拉曼散射效應（Raman scattering 用于實現溫度測量，光時域反射測量技術（ Optical Time Domain Reflectometer） 用于實現溫度定位，DTS技術是近幾年發(fā)展起來的一種用于實時測量空間溫度 場分布的高科技技術，它能夠連續(xù)測量光纖沿線的溫度分布情況，測量距離在可達30公里，空間定位精度達到米的數量級，能夠進行不間斷的自動

29、測量，特別 適宜于需要長距離、大范圍多點測量的應用場合。4.4 視頻監(jiān)測綜合管廊智能監(jiān)控系統(tǒng)具備視頻監(jiān)視與控制功能，視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件能夠對 管廊內部環(huán)境、管廊出入口等重要位置處實時全方位的圖像監(jiān)控， 使監(jiān)控中心值 班人員清楚了解管廊現場實際情況， 并及時獲得以外情況的圖像信息。監(jiān)控中心 可隨時調取網絡攝像機的實時視頻信號和歷史回放圖像，并投放到顯示大屏上。綜合管廊內設備集中安裝地點、人員出入口、變配電間和監(jiān)控中心等場所應設置 攝像機。管廊每個防火分區(qū)中間設置帶紅外的網絡像機實時采集圖像信息。投料口、通風口和轉彎等處根據實際情況設置。采集到的視頻信號通過工業(yè)以太網交 換機、通訊光纖上傳至監(jiān)控

30、中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)服務器經數據處理，視頻監(jiān)控畫面都實現全范圍實時顯示，并且可在監(jiān)視器上切換顯示各分區(qū)的監(jiān)視畫面?，F場由于攝像機與接入層交換機之間距離較長，所以可采用光電結合的方式進行信號傳 輸。視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構圖如圖所示。圖4.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構圖注：當綜合管廊線路過長，含大量視頻數據時，對交換機要進行VLAN劃分，控制數據與視頻數據要隔離開來。防止視頻數據影響正常系統(tǒng)采集與監(jiān)控，從而 增加系統(tǒng)安全性，減少廣播風暴，縮小沖突域的功能。綜合管廊內設備集中安裝地點、人員出入口、變配電問、監(jiān)控中心可根據需要設 置多套彩色轉黑白一體化低照度高清網絡固定攝像機。視頻信號通過超五類線與 千兆以太網交換機連

31、接。在每個防火分區(qū)內每個倉設置 2套彩色轉黑白一體化低 照度紅外高清網絡攝像球機，視頻信號通過超五類線傳輸至區(qū)域控制單元 ACU , 區(qū)域控制單元ACU可利用監(jiān)控系統(tǒng)光纜環(huán)網將信號送至硬盤錄像機 NVR。4.5 入侵防盜監(jiān)測綜合管廊入侵防盜監(jiān)測分兩步三步實施，首先在入口（如通風口、檢修口）安裝 入侵報警系統(tǒng)，在第一時間探測到入侵人員時間和地點；然后在關鍵設備上安裝 防盜報警系統(tǒng)，探知入侵人員入侵目的和位置；最后對管廊壁進行監(jiān)測，事實探 知管廊壁的振動情況，以防破壞分子鑿壁入侵，以及挖掘機無意破壞而侵入管廊。 該系統(tǒng)并與視頻監(jiān)控聯(lián)動，從而在最短時間捕捉入侵人員的樣貌和行為的圖像， 同時啟動聲光報

32、警設備進行警告入侵人員。名稱技術原理關鍵技術指標廠家防區(qū)型周界安 防報警系統(tǒng)邁克小遜 干涉儀單防區(qū)最大長度2km,防區(qū)數量可定制同力威視長距離定位型 入侵監(jiān)測報警 系統(tǒng)-OTDR監(jiān)測距離：40Km定位精度：10m同力威視脈沖電子圍欄脈沖高壓輸出電壓：約3000-8000V 脈沖間隔：1.28s脈沖持續(xù)時間：3.12ms環(huán)境溫度：-10+55 C北京國林創(chuàng)安、杭州銳盾、成都海德克、 深 圳市安通瑞達、深圳市 宏安科智能科技、深圳市華俊信科技紅外對射紅外感應監(jiān)測距離：室外：50250m室內：150750m深圳市艾禮安安防設 備、北京億安和科技、 寧波恒博通訊設備、張力圍欄張力感應觸發(fā)力度：施加15

33、30kg力并持續(xù)2秒， 即可觸發(fā)報警誤報率：每公里每 3個月最多1次 溫度范圍：-40 C 72 CMagal、杭州銳盾、 深圳市安通瑞達埋地泄漏電纜磁場感應每臺處理器可防護長達800米的周界可將入侵者的位置精確在土1米內，置信度95%Magal、杭州銳盾、成 都海德克、深圳市宏安 科智能科技、北京國林 創(chuàng)安振動電纜振動感應處理器可連接兩根感應電纜，每根電纜最 長305米。Magal、杭州銳盾、成 都海德克、北京國林創(chuàng)定位精度3米環(huán)境溫度：-40C° +70°安靜電感應周界 報警探測器靜電感應單個防區(qū)周界為300米以內 環(huán)境溫度：-40C+55C 工作相對濕度：93%成都海

34、德克、杭州銳 盾、深圳市宏安科智 能、深圳市安通瑞達微波入侵探測 系統(tǒng)微波感應探測范圍：3150m爬行探測：最小 5cm/s工作溫度：-40 C +66 CMagal、北京聚速微波 年視頻入侵報警圖像熱成像儀性能：車輛目標：（2.3 m x 2.3 m）, 探測距離-6900 m T=2 C,識別距離-大于 2300 m T=2 C ；人員目標：（1.7 m x 0.5 m）,探測距離-大于2766 m T=2 C ,識別距離-大于922m T=2 C ；工作溫度：-40 C +60 CMagal、深圳市宏安科 智能科技、?？低?、激光雷達紅外漫反 射視場角度：190°掃描頻率：25

35、Hz/35Hz/50Hz/75Hz/100Hz范圍：0m65m角分辨率：0.167° ,0.25° ,0.33° ,0.5° ,0.67° , 1 °系統(tǒng)誤差： 小于土 50mm 溫度：-30° C60° CMagal1）防區(qū)型光纖周界安防報警系統(tǒng)本系統(tǒng)采用邁克爾遜干涉儀方案。 如圖所示，由激光器發(fā)出的窄帶激光，經過反 射端面反射，與參考臂反射的光在探測器上干涉， 如果有入侵事件，則在敏感臂 上處受擾動信號的調制而發(fā)生相位改變， 引起干涉條紋變化，從而使探測器探測 光強發(fā)生變化。通過測量該變化則可以判定入侵事件的發(fā)

36、生。圖4.5 防區(qū)型光纖周界系統(tǒng)原理示意圖2）長距離定位型光纖入侵監(jiān)測報警系統(tǒng)-OTDR技術從原理上講是基于 OTDR （光時域反射儀）技術的，其不同之處 在于-OTDR需要采用線寬極窄和頻率漂移極小的激光光源，從而進入傳感光 纖中的光脈沖在其脈沖寬度內的瑞利背向散射光能夠進行干涉，進而加強散射光的強度和傳感的靈敏度，其原理如圖所示。當有入侵行為發(fā)生時，光纖線路上發(fā) 生擾動，由于光纖的彈光效應，光纖擾動位置的折射率發(fā)生變化， 從而導致該處 的光相位發(fā)生變化。由于光纖中的光干涉作用，相位的變化會引起后向瑞利散射 光的光強發(fā)生變化。通過探測后向瑞利散射光受擾動前后的光強大?。ㄈ鐖D中的 時刻1與時刻

37、2）,兩時刻數值相減，就會得到擾動信號，并根據光在光纖中的 傳播速度與擾動信號傳遞時間的關系，能夠對擾動信號的距離進行準確定位。圖4.6 基于-OTDR原理的長距離定位型入侵報警系統(tǒng)原理示意圖3）主動式紅外周界入侵報警技術主動式紅外對射周界入侵報警系統(tǒng)由發(fā)射機和接收機成對組成， 其主要原理是發(fā) 射機向接收機發(fā)射紅外光束，當有入侵事件發(fā)生時，紅外光束被遮斷，接收機沒 有探測到紅外光信號，觸發(fā)報警。這類報警系統(tǒng)監(jiān)測距離短，只有100m左右，且容易受到地形條件的高低、曲折、 轉彎、折彎等的限制，容易受強光的影響，在空氣中有大量灰塵或者惡劣的氣候 條件如雨、雪、霜、霧的情況下容易出現誤報，地面振動、強

38、風可能會使發(fā)射機 和接收機失準，導致誤報，而采用 ATC（自動跟蹤裝置）的代價又比較昂貴。4）被動紅外探測周界入侵報警技術被動紅外探測技術主要是利用人體自發(fā)輻射的紅外射線來探測入侵事件，當有人接近探測報警區(qū)域時，探測裝置接收到人體輻射的紅外射線，觸發(fā)報警。這類報警系統(tǒng)監(jiān)測距離一般在10m左右，且誤報率比較高，一旦有和人體溫度 接近的物體接近探測裝置時，就會引起誤報，另外，一旦探測裝置被遮擋而不能 接收紅外射線時，報警系統(tǒng)將失靈。5）張力式電子圍欄張力式電子圍欄是一種防止人體逾越的障礙物和感知攀爬、拉壓、剪斷障礙物企圖入侵的機電裝置的集合體，是一種新型周界防入侵報警設施。張力式電子圍欄 由機電部

39、件、電子部件和機械部件三部分組成。 機電部件有張力探測器、張力模 塊。張力探測器是根據電子圍欄的張力特征，對于攀爬、拉壓、剪斷電子圍欄企 圖入侵做出響應產生報警信號的裝置。 張力模塊是根據電子圍欄的張力特征， 感 知由于攀爬、拉壓、剪斷電子圍欄企圖入侵所引起的電子圍欄的狀態(tài)變化，并把該狀態(tài)變化轉換成電信號的部件。 張力模塊和防區(qū)控制器配套使用，可產生報警 信號。該設備檢測的是張力變化，外界普通環(huán)境變化不會引起張力報警閥值的變 化，因此可以勝任在惡劣的環(huán)境中。但是由于控制各個點張力相對比較復雜， 所以在安裝和維護方面比較困難。雖然 一個防范區(qū)域不大于50米相對以前同類產品有所提高，但是還是希望能

40、增大作 用區(qū)域。6）埋地磁場式泄漏電纜入侵圍欄埋地式泄漏電纜是一種隱蔽的入侵探測傳感器， 通過在埋地泄漏電纜周圍產生不 可見的電磁場。在發(fā)射電纜的外層導體開槽，使得電場能量外泄，由另一根并行 的接收電纜來探測泄漏出來的電場的能量。當有人干擾該電磁場時，就會觸發(fā)報 警。埋地式泄漏電纜采用的是一種大的空間場，對移動目標的導電性、體積、移 動速度進行探測。人或車通過該電磁場都會被探測到，而小動物或鳥類卻不會引 起報警。由于檢測的傳感信號是外界磁場變化，所以外界非入侵物體的磁場變化將對于該 檢測方法產生很大干擾，所以受磁場影響較大；而且該裝置必須泄漏磁場，對于 那些要求較少外界磁場干擾的場所環(huán)境，是不

41、能符合標準要求的。7）振動電纜振動電纜探測屬于電磁感應式的解決方案。 起探測元件為振動電纜，振動電纜由 芯線、壓敏膜、屏蔽層、外套組成。這種電纜的特性是感測壓力和形變。它可鋪 設在各種鐵藝、圍欄、圍網、甚至嵌入墻體中，與開關量輸出型電纜振動輸出設 備、一纜式電纜振動報警設備、網絡型電纜振動報警設備結合使用對翻越和入侵 破壞進行探測報警。8）脈沖電子圍欄脈沖電子圍欄主要利用高壓電子脈沖來實現對入侵事件的探測， 該圍欄由脈沖電 子圍欄主機和脈沖電子圍欄前端兩個部分組成。主機通電后發(fā)射端產生高壓脈沖， 脈沖信號通過高壓絕緣導線施加于電子圍欄的始端， 沿著電子圍欄的導線由始端 傳向終端，再通過高壓絕緣

42、導線形成回路施加于控制器的接收端， 如果有人入侵 或破壞前端電子圍欄時，就會觸發(fā)報警。同時，入侵者在接觸帶有高壓脈沖的圍 欄時，會產生短暫電擊的疼痛感，可以延遲入侵時間。這種報警系統(tǒng)需要將電子圍欄安裝在有形的周界之上，不適合用于開放式的周界，有些系統(tǒng)需要恢復時間，不能連續(xù)報警，并且這種方式還可能對人體產生傷害。9）視頻周界入侵報警系統(tǒng)視頻監(jiān)控在周界入侵報警系統(tǒng)中應用十分廣泛， 在周界的關鍵監(jiān)測點布置攝像探 頭，安保人員在監(jiān)控室觀察監(jiān)視器，監(jiān)控入侵狀況。這類系統(tǒng)不能預報入侵事件， 也不能在入侵事件發(fā)生時報警，只能在事后調用錄像觀察，完全依靠人力監(jiān)視來 實現報警，而安保人員在長時間觀察監(jiān)視器的過程

43、中極易錯過有用的信息。后來出現了利用智能視頻分析技術來報警的視頻監(jiān)控周界入侵報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)先從監(jiān)視畫面中將監(jiān)視主體（人或物）解析出來，借助在數據庫中建立或自學獲得的人 或物的各種姿態(tài)或狀態(tài)模型，分析、比對視頻監(jiān)控圖像中的各種活動或物體的狀 態(tài)，并針對每路攝像機設置各自的活動或狀態(tài)報告規(guī)則，若在監(jiān)視畫面中出現與規(guī)則相符的情景，系統(tǒng)即報警。利用視頻監(jiān)控進行周界入侵報警存在很大的缺陷， 攝像頭的視距有限并且存在死 角，要完全覆蓋整個周界需要增設攝像頭數目，另外在惡劣天氣狀況下，如大霧、 大雨和大雪等，視頻監(jiān)控的可見性大大降低，智能視頻分析技術雖然對普通的視 頻監(jiān)控手段有所改進，但它的算法復雜，計算

44、的時間非常長，不能實時地報警， 并需要性能強大的計算機支持。10）微波入侵系統(tǒng)雷達式微波探測器是一種將微波收、發(fā)設備合置的探測器，工作原理基于多普勒 效應。微波的波長很短，在1mm1000mm之間，因此很容易被物體反射。微 波信號遇到移動物體反射后會產生多普勒效應，即經反射后的微波信號與發(fā)射波 信號的頻率會產生微小的偏移。11）靜電感應報警探測器在需要防護的周界區(qū)域每隔4米安裝一根支架，在支架上根據安全等級架設多條 探測電纜（每兩條探測電纜間距通常是 20厘米），支架與探測電纜之間加絕緣子 進行隔離，這樣便組成了一個周界報警前端。將周界報警前端接入報警處理器， 通電時周界報警前端的探測電纜上產

45、生交變的電磁場，當入侵者接近、觸摸、剪斷、翻越探測電纜時，電磁場受到干擾，經報警處理器分析處理，確認其幅度、 方向、速度均滿足報警條件時，報警處理器觸發(fā)一個常開或常閉開關量報警信號。靜電感應周界報警探測器采用國際流行安防理念”阻擋為主、報警為輔”的新型 周界探測器，本質上有別于紅外微波、紅外對射、振動電纜及高壓脈沖電網等周 界報警探測器，具有性能穩(wěn)定、安裝方便、性價比高等優(yōu)點，報警處理器可與各 種接受開關量信號的報警主機兼容。其缺點是易受外界電磁場、雷電干擾而產生誤報警，監(jiān)測距離受限，不能定位。4.6 電力監(jiān)測傳感器是電網電氣量、狀態(tài)量的采集終端，是智能電網的感知神經末梢，是電網 調度、保護測

46、控、安全運維、檢測計量、在線監(jiān)測的基礎設施組成單元，可視作 電力“三次設備”，在電網安全穩(wěn)定運行中發(fā)揮著基礎而廣泛的作用。電力監(jiān)測技術主要難點是抗電磁干擾、 耐高壓、絕緣性能優(yōu)良等，目前成熟的技 術包括變壓器、電抗器、開關柜和輸電線纜的溫度、局部放電和振動監(jiān)測，輸電線纜接頭測溫技術，架空線纜的應力監(jiān)測技術，埋地電纜的防盜監(jiān)測技術，變壓器鐵芯接地電流、線纜載流量、電源品質檢測、SF6氣體檢測技術等。名稱技術原理關鍵技術指標廠家溫度傳感器（繞組、鐵芯、 絕緣油、電抗 器、開關柜等）FBG量程：-50+120 C 測量精度：i0.3C北京希卓、深圳太辰、 上海波匯、寧波理，環(huán) 境能源量程：-40+2

47、50 C測溫分辨率：0.1 C 測溫精度：蟲 c四安和其光電、北京東 方銳擇、上海昊量光電 設備、南京華帥科技火兒兒二1分布式測溫 （線纜）DTS探測距離：最K 10km? 響應時間：10s? 測溫精度：lC2km? 定位精度：1m測溫范圍可高達 350700 C同方威視、浙江中欣動 力、北東諾可電子、威 海北洋、上海華魏、寧 波諾馳光電、寧波東方 之光分布式溫度應 變（線纜）BOTDA測量距離長：5-100km 溫度范圍：-190700 c應變測量范圍：-40006000微應變 測量時間：低至20s測量精度高：1C, 20（0.002%）浙江中欣動力、拜安科 技、威海北洋、寧波諾 馳光電、江

48、四旭鋒光 電、加拿大OZ、無錫亞天加速度傳感器光纖光柵量程：（1, 5, 10） g可選 頻響范圍：0.5-100hz 分辨率：V 0.1% F.S測®K度：V 0.3% F.S.深圳太辰、上海波匯、 北京達卡、上海柏玨長距離定位型 入侵監(jiān)測報警 系統(tǒng)-OTDR監(jiān)測距離：40Km定位精度：10m同力威視SF6泄漏監(jiān)測光譜吸收SF6氣體濃度報警范圍：501500PpM （報 警點可自行設置，國家規(guī)定1000PPM）SF6氣體檢測靈敏度：土 5%設置值氧氣濃度報警點：18%氧氣測量精度：0.4% 溫度顯示范圍：-5099 c濕度顯布范圍：099%RH南京華帥、國電四局、 上海歐秒電力監(jiān)測

49、設 備、寧波理工環(huán)境能源局部放電超高頻法頻OT: 300MHz 2000MHz 靈敏度：10pC放大器增益： 50dB 動態(tài)范圍：-9010dBm測量范圍：50pC10000pC （內置傳感器）南京華帥、國電四局、 寧波理工環(huán)境能源脈沖電流局部放電截止頻率低：100kHz, 500kHz局部放電截止頻率高：500kHz , 1 MHz ,10MHz工作溫度：0至45 c麗度：10%至90%上海波匯、國電西局、 上海歐秒電力監(jiān)測設 備容性設備絕緣高導磁超電流：50uA 1A, ±1%+0.1mA南京華帥、上海歐秒電在線監(jiān)測系統(tǒng)微晶材料介質損耗：0.0010.3, ±0.1%等

50、值電容：30pF0.3uF, ±1%力監(jiān)測設備變壓器油色譜 在線監(jiān)測系統(tǒng)納米晶半 導體氣敏 傳感器在線檢測出變壓器油中溶解的H2 , CO,CH4 , C2H6 , C2H2 , C2H4, CO2 等全組分氣 體及微水的含量工作溫度：-4570 c南京華帥、國電四局、 上海歐秒電力監(jiān)測設 備、寧波理工環(huán)境能源變壓器鐵芯接 地電流電磁電流檢測范圍 AC 1mA10A測量精度 0.1mA50mA 時：土（測量值*1.0%+0.5mA ）50mA10000mA 時：土（測量 值*0.5%+1mA ）通訊傳輸距離 01000m上海波匯、上海歐秒電 力監(jiān)測設備油中溶解氣體 及微水光聲光譜精度

51、：測量值20ppm時，士 1ppm；其他， 士 10%工作溫度：-40 C +55 C 油溫:-40 C +110C;濕 度：10100%RH ,無凝露 實現在線檢測變壓器油中的8種特征氣體 及微水（氫氣、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷、甲烷、乙快、微水）國電四局、南京華帥、 上海歐秒電力監(jiān)測設 備、寧波理工環(huán)境能源電能質量多種傳感專門用于檢測電網中波形畸變、諧波含量、電壓波動與閃變和三相不平衡等電能質量 問題，以及電參量測試和矢量分析可精確測量電壓、電流、有功功率、無功 功率、相角、功率因數、頻率等多種參量。寧波理，環(huán)境能源、武 漢博試電氣、以色列 Elspec 公司、保定巾迅 達電氣、航天

52、科工三院熒光光纖測溫：熒光光纖溫度傳感器是由多模光纖和在其頂部安裝的熒光物體（膜）組成。熒光物質在受到一定波長（受激譜）的光激勵后，受激輻射出熒光能量。激勵撤消后， 熒光余暉的持續(xù)性取決于熒光物質特性、環(huán)境溫度等因素。這種受激發(fā)熒光通常 是按指數方式衰減的，我們稱衰減的時間常數為熒光壽命或熒光余暉時間（ns）。我們發(fā)現，在不同的環(huán)境溫度下，熒光余暉衰減也不同。因此通過測量熒光余暉 壽命的長短，就可以得知當時的環(huán)境溫度。常用的測溫系統(tǒng)如圖所示。光纖將脈沖調制光源（例如圖中 670nm的激光二極 管）的激發(fā)光傳輸到熒光材料（例如Cr:LiSAF）,而由熒光材料激發(fā)的與溫度相 關的熒光衰減則有探測器

53、接受，并通過專用的信號分析單元給出熒光壽命參數。由于熒光壽命和溫度之間有確定的關系， 所以測出熒光壽命后，即可確定被測點 的溫度。由于材料的熒光壽命和溫度之間的關系是由材料本身的特性唯一的確定， 所以這種測溫方法測量精度高、抗干擾能力強。圖4.7 熒光測溫系統(tǒng)4.7 通信監(jiān)測通信監(jiān)測主要是針對通訊光纜、歌華有線等設備的防破壞實時在線監(jiān)測， 破壞方 式主要是人為破壞、小動物啃噬、外界物體強力損壞等。監(jiān)測手段主要是采用光纖振動傳感監(jiān)測技術對破壞光纜行為產生的振動實時監(jiān)測，并視頻聯(lián)動，查看破壞對象和行為，聲光報警聯(lián)動進行警示。名稱技術原理關鍵技術指標廠家防區(qū)型周界安 防報警系統(tǒng)邁克小遜 干涉儀單防區(qū)

54、最大長度2km,防區(qū)數量可定制同力威視長距離定位型 入侵監(jiān)測報警 系統(tǒng)-OTDR監(jiān)測距離：40Km定位精度：10m同力威視4.8 管道監(jiān)測管道監(jiān)測對象主要是面向給水管、排水管、燃氣管、油管，該類管道在潮濕環(huán)境 容易發(fā)生腐蝕泄漏，因此主要監(jiān)測管道的腐蝕速率、壁厚、泄漏、壓力壓強，為 了管道的安全還需監(jiān)測油氣管道的溫度、沉降和人為破壞。通過上述傳感檢測量， 將管道的綜合信息進行融合，可以對管道的壽命進行預測，指導檢修人員對管道 的維護工作及大修工作。并能夠實現管道泄漏的及時報警定位，將人民財產損失 降到最低，實現管道健康監(jiān)測的預警和報警機制。名稱技術原理關鍵技術指標廠家分布式溫度傳 感器DTS探測

55、距離：最K 10km? 響應時間：10s? 測溫精度：1C2km? 定位精度：1m測溫范圍可高達 350700 C同力威視防區(qū)型周界安 防報警系統(tǒng)邁克小遜 干涉儀單防區(qū)最大長度2km,防區(qū)數量可定制同力威視長距離定位型 入侵監(jiān)測報警 系統(tǒng)-OTDR監(jiān)測距離：40Km定位精度：10m同力威視光纖溫度傳感 器FBG量程：-50+120 C 測量精度：i0.3C北京希卓、北京達卡、 上海波匯泄漏監(jiān)測技術DTS/-OTDR基于管道泄漏引起的溫度場變化，或者是 管道泄漏引起的管道異常聲波震動來判斷 及故障定位。同力威視泄漏檢測技術氣敏傳感 器基于燃氣管道泄漏氣體成分檢測技術山東中煤工礦、北東達 卡、深圳市鑫海瑞、河 南馳誠電氣、北京九純 健科技、安帕爾、深圳市吉順安沉降傳感器FBG量程：100mm、200mm、400mm 分辨率：0.1mm精度：土mm溫度范圍：-80C+150 C北京希卓、北京達卡、 上海波匯壓力壓強FBG標同程（MPa） 0.5, 1 , 1.6, 2.5, 10, 25, 50, 60北京希卓、北京達卡、 上海波匯精度：0.5%F S靈敏度：0.2%F.S.工作溫度范圍：-30+ 80 C腐蝕電位測量范圍：±