摘要：通過討論城市地下公用隧道的智能運營管理，闡述了如何通過信息技術(shù)收集和計算公用隧道及其附屬設(shè)施、隧道內(nèi)管道中包含周圍環(huán)境中某些模型的參數(shù)和數(shù)據(jù)以及設(shè)備運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，從二維數(shù)據(jù)、宏觀和微觀數(shù)據(jù)到三維和可視化，為公用隧道綜合控制一體化平臺的發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

關(guān)鍵字：綜合管廊；智能化；BIM+GIS；運營管理

引言

2016年，針對中國城市規(guī)劃建設(shè)管理中的突出問題，國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理的若干意見》明確提到，到2020年，中國將建設(shè)一批具有世jiexian進水平的地下公用隧道并投入運營。重復(fù)挖掘地面的問題要明顯改善，管道安全水平和防災(zāi)防災(zāi)能力要明顯提高，城市主要街道上空的蜘蛛網(wǎng)架空線要逐步消除，城市地面景觀要明顯改善。

近年來，我國地下公用隧道建設(shè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢。公用隧道已經(jīng)成為解決城市地下狀況和地下管網(wǎng)問題的有效途徑，得到了業(yè)界的普遍認可，也代表了城市基礎(chǔ)設(shè)施未來發(fā)展的必然路徑和新模式[1]。但目前對城市地下公用隧道的研究仍以開發(fā)利用的規(guī)劃、設(shè)計和施工階段為主，對公用隧道后期的運營管理關(guān)注較少，尤其是在智能技術(shù)應(yīng)用的后期日常維護運營中。

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)，VR、AI、隨著虛擬仿真等技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，如何利用數(shù)字化手段實現(xiàn)城市地下公用隧道的智能維護和運營，通過資源共享和信息交流，將對提高公用隧道運營管理的效率和服務(wù)質(zhì)量起到積極作用。

1城市地下綜合管廊簡介

城市地下公用隧道又稱管溝、共同管道和共同溝(以下簡稱“公用隧道")。它的定義如下:許多共同的管道，包括電力線、通信線、廣播電視線、供水線、雨水線、污水線、中水線、熱力線和燃氣線，都集中在城市道路下。在統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)和管理的指導(dǎo)下，地下空間和資源的zui大化和優(yōu)化。目前，公用隧道根據(jù)容納的管道性質(zhì)，主要分為四種類型:干管隧道、支管隧道、電纜隧道和干支混合隧道。

2城市智能管廊綜合管理平臺

BIM技術(shù)和GIS（GeographicInformat*tem）基于模型管理的技術(shù)應(yīng)用于城市智能走廊綜合管理平臺，采用三維模式模擬地下走廊，整合包括周邊環(huán)境模型信息和設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)在內(nèi)的綜合走廊及其附屬設(shè)施和走廊管道，將大量分散的設(shè)備和傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的管理數(shù)據(jù)，讓管理者實時查看收集到的監(jiān)控數(shù)據(jù)和周邊環(huán)境圖像，實現(xiàn)對二維數(shù)據(jù)、宏觀數(shù)據(jù)和微觀數(shù)據(jù)的三維立體化、可視化、精細化和智能化管理，提高綜合走廊的運行維護水平、應(yīng)急能力和運行管理水平。

基于SOA(面向服務(wù)的架構(gòu))設(shè)計的平臺采用三層結(jié)構(gòu)，即應(yīng)用層、中間層和數(shù)據(jù)層，如圖1所示。應(yīng)用層，即面向?qū)ο蟮膽?yīng)用，包括基于GIS的信息管理門戶網(wǎng)站、通風(fēng)管理子系統(tǒng)、供電管理子系統(tǒng)、排水管理子系統(tǒng)、安全防范子系統(tǒng)、通信應(yīng)用管理子系統(tǒng)、預(yù)警報警子系統(tǒng)、消防管理子系統(tǒng)、照明管理子系統(tǒng)、地理信息管理子系統(tǒng)、BIM子系統(tǒng)等。同時，提供基于B/S電腦、手機等客戶端軟件(瀏覽器/服務(wù)器)模式。

中間層，即為第三方開發(fā)提供各種應(yīng)用服務(wù)支持和標準接口協(xié)議。整個綜合監(jiān)控平臺的應(yīng)用基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)訪問、消息管理、安全服務(wù)等基礎(chǔ)服務(wù)。

數(shù)據(jù)層負責(zé)訪問數(shù)據(jù)庫。不需要關(guān)注數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析等具體操作，也不需要關(guān)注不同廠商、不同標準、不同終端設(shè)備的物理接口和拓撲方式。

圖1城市智能管廊綜合管理平臺結(jié)構(gòu)

2.1平臺功能框架設(shè)計

軟件架構(gòu)

基于BIM+GIS技術(shù)的綜合應(yīng)用，平臺軟件架構(gòu)設(shè)計采用了“管+控"的一體化規(guī)劃設(shè)計理念。將平臺中不同應(yīng)用系統(tǒng)中類似的模塊規(guī)劃設(shè)計放在一起，使平臺更加可靠，維護更好，管廊的承載能力更加容易管理，同時降低了施工成本和維護成本

所謂類似的地方包括統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸平臺，適應(yīng)各種物聯(lián)網(wǎng)終端的模塊化訪問設(shè)備，構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫，建立標準化的數(shù)據(jù)格式。如圖2所示，城市智能走廊綜合管理平臺的軟件結(jié)構(gòu)。

圖2城市智能管廊綜合管理平臺軟件結(jié)構(gòu)

硬件架構(gòu)

根據(jù)監(jiān)控的具體規(guī)范要求，平臺將在要求的點安裝各種傳感采集終端，對各種采集終端的點、數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等數(shù)據(jù)進行對比分析。規(guī)劃部門將對終端選點進行合理的采集，然后將選點和數(shù)字終端數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心后，系統(tǒng)軟件平臺將在采集現(xiàn)場呈現(xiàn)實時工作情況，并根據(jù)以往的歷史數(shù)據(jù)進行對比分析，為系統(tǒng)預(yù)警判斷提供一些更高級的算法模型。如圖3所示，城市智能隧道綜合管理平臺的硬件結(jié)構(gòu)。

圖3城市智能隧道綜合管理平臺硬件結(jié)構(gòu)

3AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平臺

3.1平臺概述

AcrelEMS-UT公用隧道能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)控于一體，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動控制、綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面提供數(shù)據(jù)支持。為建立可靠、安全、有效的公用隧道管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，解決了公用隧道管理過程中內(nèi)部干擾性強、用戶多、協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性。

3.2平臺組成

安科瑞城市地下公用隧道能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能電機監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可以通過瀏覽器和手機APP獲取數(shù)據(jù)，集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度管廊用電和用電安全，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、有效、有序的要求。

3.3平臺拓撲

3.4平臺子系統(tǒng)

電力監(jiān)測；環(huán)境監(jiān)測；電氣安全

3.5有關(guān)平臺部署硬件選擇清單

4結(jié)束語

在充分利用基礎(chǔ)地理信息公共平臺和走廊BIM模型提供的各種服務(wù)的基礎(chǔ)上，采用先進的物聯(lián)網(wǎng)和智能手段，將走廊運營中的人員、設(shè)備、事件等元素與BIM模型和GIS三維空間模型進行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，通過這兩種模型構(gòu)建的數(shù)字孿生體遠程控制設(shè)備。并對運維過程中采集的數(shù)據(jù)進行人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等分析比較。，為綜合走廊的有效運營和安全運營提供理論依據(jù)和方案參考，實現(xiàn)智能化、科學(xué)化、精細化和標準化的管理和維護。

參考文獻

[1]王恒棟，xue偉辰.綜合管廊工程理論與實踐［M］.北京：中國建筑工程出版社，2013.

[2]劉雅莉，孟曉強.城市地下城綜合管廊智慧化運營管理論述.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05