背景
城市地下綜合管廊作為一種集合多種類型地下管線於一體的城市基礎設施工程，被稱作城市的“血管”和“神經”，日夜擔負著輸送介質、能量和傳輸信息的功能，是城市賴以生存和發展的物質基礎，是城市的“生命線”。
近年來，隨著綜合管廊在我國的迅速發展，如何將智能化系統與物聯網、大數據、雲技術等創新技術融合應用到綜合管廊建設中，打造智慧管廊，實現管理便捷化、應急響應快速化、建設標準化，是當前綜合管廊建設的重大課題，也是智能製造企業難得的市場機遇。
某國家級新區核心區擬投資建設10.48公里城市綜合管廊。綜合管廊中涵蓋了燃氣、汙水、電力、通信和給水等管線，以及環境與設備監控系統、火災報警系統、安保監視系統和通信系統等輔助系統。
在該綜合管廊的原設計中，並未規劃建設監控展示中心，而是計劃將相關自控系統接入到另一區域的監控中心。然而，在對管廊自控系統供應商進行走訪考察的過程中，新區管廊公司被羅克韋爾自動化的互聯企業理念以及ThinManager展示的智慧運維吸引。管廊公司決定調整原有設計，在新區建設一個200米管廊試驗段和增加智慧管廊監控展示中心，希望通過該展示中心體現智慧管廊的優越性，驗證新技術、新應用在管廊的適用性。
挑戰
城市綜合管廊通常需要採用運行環境與設備監控系統、火災報警系統、安防系統、網絡管理系統等輔助系統以實現智慧運營管理的目標。在對國內已投入運行的部分綜合管廊的調研中，新區管廊公司發現，目前大部分綜合管廊的運營還處在各個子系統獨立運行，相互不關聯的狀態，並未採用統一的管理平臺，沒有達到城鎮綜合管廊監控與報警系統工程技術標準（GB T51274-2017）的要求，與智慧管廊的目標還存在一些差距。
新區管廊公司希望建設一個真正的智慧管廊，要求監控中心採用統一的管理平臺，對綜合管廊監控與報警系統的各組成系統進行集成，滿足對內管理、對外通信、與管線管理單位、相關管理部門協調等需求，具有綜合處理能力。
地下綜合管廊統一管理平臺系統集成與聯動示意圖
解決方案
經過與管廊項目部的密切交流和探討，羅克韋爾自動化了解了客戶對管廊監控展示中心軟、硬件配置的具體需求，為管廊監控展示中心量身設計了以ThinManager軟件為核心的統一監控平臺，包括環境與設備監控系統、網絡通信系統、火災報警系統和安防監控系統。平臺實現了200米試驗段的所有基本監控功能，各個系統在平臺內實現了聯動。為了滿足客戶對未來發展的需求，平臺不僅為新系統的接入預留了接入能力，而且可以根據客戶的需求進一步擴展為多路段監控中心。此外，平臺在設計時改變了傳統監控平臺單一的用戶名密碼的登錄方式，採用了基於重要設備ACU櫃，以及基於移動端IPAD的登錄方式，極大地方便了日常運營維護。
綜合管廊國家標準（GB T51274-2017）要求監控中心採用統一的管理平臺，但傳統的統一平臺通常採用C/S架構，各個子系統先單獨搭建服務器，然後在其上層搭建統一的數據庫，服務器數量大，開發時間長，開發成本高。羅克韋爾自動化為該新區管廊設計的監控展示中心創新性地採用了B/S架構：平臺設置一個集中的控制室，內設一臺數據中心服務器，使用VMwarevSphere虛擬化平臺進行系統劃分。通過虛擬化服務器的應用，減少了服務器的數量，大大節省了平臺開發時間和開發成本。
管廊監控展示中心包括了ThinManager瘦客戶端管理，FactoryTalkView SE環境與設備監控系統和CCTV視頻監控系統，完全按照現代化城市智慧管廊統一平臺的要求搭建。其中，環境與設備監控系統通過FactoryTalkLinx Gateway的OPC接口與火災報警系統聯接，環境與設備監控系統與視頻監控系統通過PLC與NVR（網絡視頻錄像機）的聯接而實現連通。由此，環境與設備監控系統、安防系統、消防系統、通信系統可相互聯接融為一體，並且各系統之間具有聯動功能，真正實現了智慧運營。當安全防範系統報警或接收到其他系統的聯動信號時，視頻安防監控系統會將報警畫面自動切換到指定的圖像顯示設備顯示。當可燃氣體報警系統或天然氣管線監控系統報警時，平臺自動通過環境與設備監控系統配合打開報警現場照明。進入消防火災模式後，根據需要，環境與設備監控系統將自動切除火災區域的非消防負荷電源。進入可燃氣體報警模式後，火災報警控制系統聯動環境與設備監控系統，自動啟動含天然氣管道艙室事故段防火分區及同艙室相鄰防火分區的事故通風設備，切除事故段防火分區非消防負荷電源，自動向視頻安防監控系統發出聯動觸發信號，大屏和移動運維設備（IPAD）自動彈出事故段防火分區視頻監控畫面。
平臺採用了ThinManager瘦客戶端系統和WEB服務器軟件，客戶可利用遠程桌面服務和虛擬資源，在局域網內的任一電腦或平板手機上輕鬆實現對設備的監控。通過簡單易用的界面，客戶可以集中管理內容、用戶和設備，提高運營效率。平臺採用了先進的虛擬分屏功能，自定義多個監視器和虛擬屏幕，可以任意分割，任意組合顯示，增強大屏的可視性。屏幕可直觀地顯示管廊內各種設備的運轉情況，實時監控各防火分區排水泵的狀態、通風裝置狀態、照明的狀態、火災檢測的狀態、環境溫度/溼度和氧含量以及非法入侵等各種報警信號，幫助運營人員及時瞭解災情和非法入侵的發生及其位置，提高了管廊的安全性。採用OPC服務器軟件，平臺可輕鬆無障礙地採集第三方應用數據，幫助業主更加便捷地實現對整個管廊的管控，提高了各個系統的可靠性，大幅提高了整體系統的安全性。
智慧管廊統一管理平臺全方位智能展示管廊狀態的畫面
效益
2019年6月，該新區200米管廊試驗段和智慧管廊監控展示中心正式通過驗收。羅克韋爾自動化基於ThinManager瘦客戶端系統的智慧管廊解決方案，為新區綜合管廊成功搭建了統一的管理平臺，實現對綜合管廊各組成系統的融合和聯動，滿足了對內管理和對外通信協調等需求，成功達成了智慧管廊的建設目標，助力該新區打造安全的管廊、高效的管廊、生態的管廊。
在驗收現場，羅克韋爾自動化項目團隊利用平板電腦（IPAD）向客戶展示了基於設備的瘦客戶端移動技術。只要掃描對應設備上的二維碼，即可自動投出對應設備的圖紙說明書程序、維護手冊等資料，大大提高了運營維護人員的工作效率，增強了可視性，降低了維護成本，縮短了停機時間。
新區管廊慧管廊平臺表示讚許，並對平臺的先進性和項目團隊的專業能力給予了高度評價。本次合作的成功，也為新區核心區10.48公里整線智慧管廊的建設及大監控中心的搭建奠定了堅實的基礎。
該項目是羅克韋爾自動化在地下綜合管廊領域的新突破。未來，羅克韋爾自動化將繼續利用工業物聯網、大數據、虛擬現實等領先的創新技術，幫助更多的城市建設真正的智慧管廊，保障管廊的安全、高效、節能、綠色運行，為保護城市的“生命線”，提升城市基礎設施功能和城市運行能力貢獻力量。
摘自《自動化博覽》2020年1月刊
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