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新基建新方向抢夺“万亿级”地下综合管廊市场

  综合管廊,就是地下城市管道综合走廊。即在城市地下建造一个隧道空间,将电力,通讯,燃气,供热,给排水等各种工程管线集于一体,设有专门的检修口,吊装口和检测系统,实施同一规划,同一设计,统一建设和管理,是保障城市运行的重要基础设施和生命线。

  最近,强降雨横扫南方多省。6月进入主汛期以来,南方经历了5轮强降雨过程。截至24日,中央气象台已经连续23天发布暴雨预警,相当于暴雨预警几乎天天见。强降雨导致贵州、广西、湖南、江西等地出现洪涝等灾害。

  随着城市经济的快速发展,综合管线建设规模不足,管理水平不高等问题凸现,一些城市相继发生大雨内涝,管线泄漏爆炸,路面塌陷等事件,严重影响着生命,财产安全和城市运行秩序。且随着我国人口城镇化的推进与经济的高速发展,城市国际化的功能需求越来越凸显,管线管道越来越错综复杂,推进城市地下综合管廊建设变得至关重要。

  城市综合管廊内部不仅整合了维持城市功能的自来水,煤气,电力,通信管线,而且管廊自身功能使用的动力,照明,排水等设备繁多,无论纳入管线出现故障,还是自身附属设备出现故障,都将造成沿线城市功能的瘫痪,因此建设城市综合管廊监控与报警系统意义重大。

  而不同于多数政府包揽的市政工程,城市地下综合管廊改变了过去政府单独投资市政工程的方式,大多是采用PPP模式(政府与社会资本合作),让企业成为管廊建设与运营的主体,给企业带来了巨大的投资机遇。

  根据BHI统计,截至2017年底,综合管廊拟建里程6575公里,较年初增长138%。预计未来地下综合管廊需求超3万公里,投资规模将达1.8万亿!众多相关企业纷纷前往入场地下综合管廊市场,抢夺“万亿级”大蛋糕。

  城市综合管廊的建设未来还有很长的路要走,还需要花费很长的时间来完善,且行业空间高达万亿级。因此,对于新入行的后来者来说,城市综合管廊虽有较高门槛,但也存在前所未有机遇。

  综合管廊的运营,并不是一件易事。管廊位于地下呈封闭性,不确定因素较多,受工程地质和水文条件影响较大,且内部管线种类多、密度较高、口部设计复杂、维修费用高,故在运营过程,不仅安全隐患多,且很多时候检修不及时。得益于现代信息技术的发展,综合管廊的运营渐渐实现智能化,以上问题得以缓解。借助BIM、物联网、机器人等技术构建城市地下综合管廊智能互联运营监控系统,可以实现管廊运营安全智能预警,及时排除运营风险,提高运营效率。但是,目前管廊整体的智能互联运营体系架构还不完善。如何将管理与环境、设备、产品等通过互联网数据互联,使彼此能够互相感知,实现智能化运营管理体系是十分重要且迫切的。

  智慧管廊是以各类智能化监控设备为基础,数据融合分析应用为手段,结合智能传感、3S(GIS、GPS、RS)和三维建模等技术,实现对管廊各类信息的快速、准确、可靠的收集与处理,并在统一的信息管理平台上展现和操作。

  智慧感知:运用先进的传感和传输技术,全面感知管廊关键信息,对影响管廊正常运转的事故进行预警,实行超前控制。

  智慧管理:利用云计算、虚拟现实和物联网等先进技术,建立统一的智能监管平台,实现智慧化管理,提高运维效率。

  智慧决策:通过对海量数据进行分析挖掘,结合逻辑关系模型,萃取其中的有效信息,为运维决策提供有效辅助,提升管理水平。

  某个程度上来说,其实综合管廊也是一项技术驱动的工程。因此,对于物联网科技企业来说,智能运营不失为他们抢食综合管廊大蛋糕的好机会。

  从2016年开始,连续4年政府工作报告中都提出推进综合管廊的建设。到2018年,根据有关数据统计,综合管廊拟在建里程超过6500多公里,涉及31个省份。过去4年的全国拟在建综合管廊里程已经远超过全球过去200年综合管廊里程的总和,取得了显著成绩。

  运河商务区是北京城市副中心高端、高密度开发的商业中心区,地下空间开发强度大。为集约地下空间资源,结合地下交通、市政管线进出线、综合管廊附属设施的需求,地下隧道结构设计为三层,总宽16.55m,总高12.9m,全长2.3km。

  近年来,深圳市政府高度重视地下综合管廊等城市基础设施建设,截至2018年8月,全市已建成地下综合管廊15.86km,其中包括分布在盐田区、光明区、前海合作区等片区的地下综合管廊项目;在建地下综合管廊约51.08km;正在加快前期研究的地下综合管廊约74.7km。计划推进与轨道、道路、电力、原水等工程同步实施综合管廊项目,总里程约180km,新增投资约430亿元。

  厦门市是第一批城市地下综合管廊试点城市,在2007年修建的湖边水库综合管廊是福建省第一条综合管廊。厦门市2015年申报国家试点建设的地下综合管廊总长约40km,包括集美新城集美大道综合管廊项目、翔安南部新城综合管廊项目和翔安新机场片区综合管廊项目。截至2018年7月,40km综合管廊全部开工建设,累计完成土建廊体约29km,超额完成试点期计划。

  珠海横琴新区综合管廊是最近三年内建设规模较大、系统较为完善的综合管廊之一。横琴新区地下综合管廊全长33.4km,项目总投资约22亿元,服务面积106平方公里。规模覆盖全岛“三片、十区”,智能化最高:管廊内设置有远程监控、智能监测(温控及有害气体监测)、自动排水、智能通风、消防等智能化管理设施。横琴新区地下综合管廊沿环岛北路、环岛东路、中心北路、中心南路、环岛新路等路段布置,呈“日”字型布局。在环岛北路南侧设置一座监控中心(总站),在中心南路和中心北路各设置一座分站,每座控制中心占地面积约2500平方米。

  作为国内领先的无线通信系统解决方案提供商,汉界通信为地下综合管廊内部的指挥调度和通信联络提供一揽子的专网无线通信系统解决方案。无线对讲系统能满足地下综合管廊内部各部门人员之间的移动通信需要,系统能让管廊内维修、值班、巡逻等人员与控制室管理人员之间建立灵活的通信联络,可以通过控制中心的调度台对管廊内工作人员传送信息、通知及命令等,对突发事件及时发送命令和进行人员调度,并且可以通过电话网关与外线电话建立链路。

  由于地下综合管廊为狭长型结构,为降低成本和减小传输消耗,较适合采用光缆进行主干信号传输,对于长度仅为几公里的隧道可采用普通光纤直放站,并选用定向天线或泄漏同轴电缆(WDZ-SLYWY-50-12、WDZ-SLYWY-50-22、WDZ-SLYWY-50-42等规格)进行覆盖。

  对于长度几公里以上甚至几十公里的地下综合管廊,可采用数字光纤直放站,数字光纤直放站采用数字技术和软件无线电技术,将信号数字化后再进行传输,一台近端机有四个光口,单个光口可以链型连接(串联)8台远端机,四个光口最对可以拖带32台远端机。近、远端机之间的光纤路径长度可超过20KM。

  n 实时调度,高效互动。数字无线对讲系统具有实时调度,高效互动和准确有效的巡更系统管理能力,在实际应用中,管理者可以始终保持从容不迫、运筹帷幄、游刃有余、指挥若定的调度管理状态;

  按照部门或业务不同对用户终端进行分组,组中一个人讲话,该组中其他在系统覆盖范围内的所有人员都可以接收到通话信息。在组呼通话过程中,被叫用户终端能够实时显示讲话人号码,使得组中成员知道谁在发起呼叫,主叫方结束通话后,被叫用户可在通话保持时间内回叫。

  如果想要呼叫某一特定用户,可以通过拨打要呼叫人员的单呼号码进行呼叫,单呼时,只有通话的双方能够通话,其他人员无法接收通话信息。通话时,手台显示屏上会显示主叫号码,使得用户可以知道是谁在和自己讲话。

  单呼功能一般配置给主要领导使用,方便他们可以呼叫到相关的下属或上级领导,进行私密通话对讲。

  一旦有特殊任务,指挥人员需要向所有人员下达指令的时候,可以通过发起系统全呼,系统中的所有成员都可以接收到指挥人员下达的指令,保证在重大活动中做到“一呼百应”。

  n 光缆线径小,容易弯曲,因此比铺设射频电缆施工更简单、效率更高。光纤互联可实现分散工作区域的信道共享,节省基站设备投资;

  n 单独对每个数字光纤直放站远端机的上行链路进行控制,极大地减小了各远端机之间上行噪声相互干扰,消除了上行对基站的噪声干扰。即使串接多台远端机,引入的噪声始终低于-120dBm,不会降低基站的灵敏度;

  石化公共管廊智慧管理平台基于物联网、地理信息、虚拟现实等技术,通过在公共管廊内设置多种环境监测传感器,采集海量、动态的环境感知数据和地理信息数据,以及对巡查人员和设备进行识别、定位,实现公共管廊环境感知、区域安全、巡查定位、通信传输、监测预警和共享服务。根据功能可分为环境感知子系统、区域安全子系统、巡查定位子系统、通信传输子系统、监测预警子系统和共享服务子系统等。

  石化厂区公共管廊内集中布置原油、成品油、液态危险化学品、天然气等各种输送管线,利用安装在不同位置的温度、压力传感器,对环境的物理参数进行实时监测,并将采集到的数据上传到后台系统。输送管线区域安全子系统

  为方便对管线巡查人员进出厂区进行授权管理,系统布置报到机在厂区的出入口,巡检人员将报到卡挂在胸前,通过报到机刷卡报到,同时后台系统将显示其姓名、照片、工号等信息,方便监控中心及时监控进入厂区的巡查人员。

  在公共管廊内架设基站,为巡查人员配置定位标签,定位标签通过基站将定位数据传回监控中心,监控中心通过优化的高精度定位算法,获取人员精确的位置信息及运动轨迹,并将相关信息在地图上显示。电子围栏人员定位见图3。

  通信传输子系统主要由公共管廊内设置的有线传输网络和无线传输网络组成,能够将环境感知子系统、区域安全子系统、巡查定位子系统采集到的数据上传到监控中心。该系统可以满足不同类型数据(监测数据、语音等)高速、综合的传输要求。

  监测预警子系统设置在监控中心,以二维和三维空间可视化的方式对环境感知数据、人员门禁数据、巡查定位数据等进行一体化管理,系统具备数据管理、区域安全管理、运行监控、人员管理、预警分析、统计分析、断面分析、三维展示等功能。

  该系统提供与公共管廊数据资源相关的服务,主要包括公共管廊可视化服务、数据推送服务、管廊功能服务、数据共享和交换服务等,同时提供遵循OGC WMS/WFS标准规范的多源共享服务接口,实现异构GIS平台间的公共管廊信息在线服务。石化码头GIS平台首页界面截图见图4。

  无论从经济还是民生角度出发,管廊建设是我们基建设施中非常重要的一环。展望未来,希望我们能在国家和各地方政策的支持下,通过综合性、统一性、前瞻性的规划设计、创新的投融资模式以及完善的政府监管体系来建设更发达的综合管廊,更快推进海绵城市建设,开发更智能的“地下世界”。

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