西門子綜合管廊智慧化運維管理系統

鄭　凱,　鐘　時,　王國明,　李志剛

[1.西門子(中國)有限公司 上海分公司, 上?！?00082;2.西門子(中國)有限公司, 北京　100102]

0　引　言

2015年8月10日,國務院辦公廳印發[2015]61號《關于推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》文件指出:“到2020年建成一批具有國際先進水平的地下綜合管廊并投入運營”。隨著國家的大力推廣,全國掀起綜合管廊建設的熱潮,2016年成為國家綜合管廊建設的元年。根據BHI統計,截至2017年4月,綜合管廊擬在建項目超2 700 km,總投資約為3 000億元,其中11省市建設規模超上百千米。未來3～5年內,將開工建設綜合管廊8 000 km,總投資額近萬億元。這些綜合管廊建成后,將在2～3年內逐步投入使用進入后期運維階段。由于地下綜合管廊投資巨大、成本高昂、回收期長及設計壽命期許值高,通過PPP模式開展地下綜合管廊建設和運營,將成為解決地下綜合管廊建設中長期投資的重要途徑和來源。運維時間一般占整個PPP項目合作期的90%左右,且關系到整體收益,因此綜合管廊的后期運維是PPP模式能否成功的關鍵一環,而良好的運維管理系統又是后期運維的最可靠基石[1]。

城市市政公用管線是城市賴以正常運行的生命線,綜合管廊實行“統一規劃、統一建設、統一管理”,做到地下空間綜合利用和資源共享。而如何進行管廊交付后的智能管理,是現有綜合管廊項目面臨的一大問題。

1　項目概述及西門子綜合管廊智慧化運維管理系統

在赤峰中心城區綜合管廊項目上業主提出要做智慧管廊這個概念。為滿足業主的要求,采用西門子智慧運維綜合管理系統平臺,其是基于云服務、BIM/GIS及大數據技術,針對管廊智慧化運維建設的系統平臺。

西門子綜合管廊統一管理運維平臺含以下子系統:環境與設備監控系統,供配電監控系統,安全防范監控系統,火災自動報警系統,可燃氣體探測報警系統,通信系統。

各子系統應使用同一平臺軟件,形成統一且唯一的數據庫,實現環境與設備系統、供配電系統、安防系統、火災自動報警系統、可燃氣體探測報警系統、通信系統之間的深度集成。各子系統的所有信號在同一平臺、同一數據庫中,實現各子系統信號的連鎖,提高管廊管理水平,實現少人值守,甚至無人值守。

西門子綜合管廊統一管理運維平臺如圖1所示。

圖1　西門子綜合管廊統一管理運維平臺

除以上系統外,可依托西門子綜合管廊監控平臺,開發出更多的智慧子系統。

(1) 應急管理系統。管廊運維管理期間事件分為一般事件和應急事件兩類。一般事件指日常運維管理期間發生的監測指標預警、設備故障等,應急事件指火災、入侵、洪水、恐怖襲擊等大型、特大型自然或人為事件。系統依據事件級別和分類發出相應的通知,按四級管理體系逐級上報處理。

應急管理系統界面如圖2所示。

(2) 日常管理系統。日常管理指管廊與管廊日常運維相關的業務管理,主要包括管廊的巡檢、維護及維修。

(3) 資產管理系統。資產管理系統基于BIM/GIS軟件系統與物聯網技術相結合的技術,將各個作業環節的基本數據以及BIM/GIS信息進行自動化的采集,保證資產管理各個環節數據輸入的速度和準確性,實現對資產的申領、購置、入出庫等全生命周期的可視化管理,做到企業對資產設備的全天不間斷的監管模式(該系統涉及的各類表格由甲方制定后提供)。

圖2　應急管理系統界面

(4) 大數據智能分析系統。綜合管廊大數據分析通過綜合分析系統中長期運維過程中累積的物聯網數據、經營資產管理數據、應急檔案數據等,深入挖掘其中深層次信息,分析其中具備規律關聯關系,并提供智能化分析。

2　BIM+GIS系統

BIM在規劃階段進行整體布置、智能規劃;在設計階段,優化物業性能,創造高舒適度環境,提高物業價值;物業運營過程中,建立物業資產管理數據庫、智能設備應急處理、三維空間租售。

BIM的作用如圖3所示。

圖3　BIM的作用

GIS地圖能直觀地在運維時告知準確的倉位發生故障,在第一時間進行相應的維護。GIS地圖示意如圖4所示。

圖4　GIS地圖示意

3　互聯網+移動終端技術

移動終端技術指管廊正常運維階段的各種終端管理應用技術,主要是綜合管廊移動終端APP,包括管廊運維、管廊經營管理和管廊應急等內容,細分以下內容。

(1) 三維顯示功能:基于模型輕量化技術,實現移動端三維模型展示。

(2) 查詢功能:模型與管廊設備設施關聯,通過移動端模型實現綜合信息查詢。

(3) 統計分析功能:以專題圖形式顯示綜合管廊監測監控系統各個子系統的實時數據,可配置需要顯示的監測監控系統子系統。

(4) 巡檢維護通知提醒功能:包括查看任務、任務查詢、巡檢記錄。用戶可使用文字、圖片、視頻等多種方式記錄巡檢及維護過程。

(5) 知識庫搜索功能:根據關鍵詞對知識庫進行模糊搜索,查找解決方案。

(6) 應急提醒功能:以報警的方式顯示緊急事故,提供應急指南及逃生路線規劃。

“3R”(VR/AR/MR)技術包括虛擬現實技術、增強現實技術及混合現實技術,基于特定設備模擬產生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身歷其境一般,具體應用于以下方面:

(1) 模擬場景功能:與應急演練模塊關聯,生成三維險情模擬,為應急演練提供技術支撐。

(2) 員工培訓功能:基于模型提供虛擬場景,使員工身臨其境參與到培訓內容,直觀、形象實現課程培訓。

(3) 隱蔽工程核驗功能:展示管廊中隱蔽結構工程與實際情景對比,發現其中缺陷等。

“3R”技術在綜合管廊中的應用如圖5所示。

圖5　“3R”技術在綜合管廊中的應用

4　結　語

綜上所述,西門子智慧運維綜合管理系統離不開3大智慧。

(1) 智慧感知:運用先進的傳感和傳輸技術,全面感知管廊關鍵信息,對影響管廊正常運轉的事故進行預警,實行超前控制。

(3) 智慧決策:通過對海量數據進行分析挖掘,結合邏輯關系模型,萃取其中的有效信息,為運維決策提供有效輔助,提升管理水平。

參考文獻