摘要：當(dāng)前綜合管廊對(duì)能耗的監(jiān)控存在不足，主要停留在對(duì)電表的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和用電量的統(tǒng)計(jì)，節(jié)能手段主要依據(jù)管理制度和經(jīng)驗(yàn)利用人工控制調(diào)整用電結(jié)構(gòu)。本文基于現(xiàn)有綜合管廊智慧運(yùn)維平臺(tái)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，采集了大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用建立的能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、管廊能耗評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，研發(fā)一套管廊精細(xì)化節(jié)能診斷系統(tǒng)，主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合管廊能耗精細(xì)化分析，節(jié)約地下綜合管廊運(yùn)維過(guò)程中的能耗，為運(yùn)維管理人員提供決策支持、節(jié)能診斷和運(yùn)行策略指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；精細(xì)化；節(jié)能診斷

0引言

綜合管廊是集成城市綜合承載能力及維護(hù)保障能力的重要基礎(chǔ)設(shè)施[1-3]，對(duì)于城市規(guī)劃與管理及城市地下空間治理具有重要的意義。當(dāng)前綜合管廊實(shí)現(xiàn)了物理空間上管廊監(jiān)管、管線資源配置、多類數(shù)據(jù)集成等方面問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)綜合管廊的監(jiān)測(cè)、控制、管理的一體化。我國(guó)綜合管廊仍處于初級(jí)發(fā)展階段，綜合管廊信息化水平也欠發(fā)達(dá)，在開(kāi)展信息化工作過(guò)程中面臨諸多問(wèn)題。

1現(xiàn)狀分析

當(dāng)前國(guó)內(nèi)城市地下綜合管廊的建設(shè)采取投資和多渠道融資相結(jié)合的方式，鼓勵(lì)社會(huì)資本投資城市地下綜合管廊的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和管理，運(yùn)營(yíng)階段在不同城市采取不同的管理方式，由牽頭或者委托具有市政公用工程專業(yè)監(jiān)理資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)運(yùn)營(yíng)管理。當(dāng)前北京地下綜合管廊建設(shè)分屬在城市不同地區(qū)，可由不同企業(yè)管理，因此形成項(xiàng)目級(jí)、公司級(jí)、城市級(jí)三級(jí)管理模式格局[10]。本系統(tǒng)適用于項(xiàng)目級(jí)和公司級(jí)管理。管廊精細(xì)化節(jié)能診斷系統(tǒng)定位是為綜合管廊項(xiàng)目級(jí)運(yùn)維管理層人員提供精細(xì)化的能耗指標(biāo)評(píng)價(jià)分析和運(yùn)行策略控制，為公司級(jí)管理人員提供用能監(jiān)管策略。通過(guò)當(dāng)前智能化綜合管廊的建設(shè)以及對(duì)能耗結(jié)構(gòu)的研究，將綜合管廊能耗結(jié)構(gòu)劃分為照明系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)用能設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，挖掘節(jié)能潛力，形成節(jié)能診斷系統(tǒng)，為項(xiàng)目級(jí)和公司級(jí)管理人員提供節(jié)能策略。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

綜合管廊的監(jiān)測(cè)與設(shè)計(jì)符合基本原則]，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)設(shè)計(jì)原則的相統(tǒng)一：

（1）針對(duì)性與實(shí)用性：能耗監(jiān)測(cè)內(nèi)容不求多而全，但求有良好的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性、針對(duì)性強(qiáng)，以較少的投資為監(jiān)管人員盡可能多的反應(yīng)問(wèn)題與了解問(wèn)題。

（2）可靠性：監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有性，采用監(jiān)測(cè)設(shè)備與監(jiān)測(cè)技術(shù)，以便實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)功能，確保實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)預(yù)期目標(biāo)；在滿足前提下選擇可靠的硬件產(chǎn)品和軟件技術(shù)，不片面追求儀器設(shè)備。

（3）可操作性與易維護(hù)性：監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，操作便捷，界面友好，便于管理，易于故障檢查和日常維護(hù)，儀器設(shè)備易于維修更換，以保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠。

（4）完整性與可擴(kuò)展性：系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容具有完整性，監(jiān)測(cè)控制過(guò)程邏輯嚴(yán)密，功能相對(duì)齊全，功能模塊之間獨(dú)立的基礎(chǔ)上又要相關(guān)聯(lián)，以避免故障導(dǎo)致聯(lián)動(dòng)影響；同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)又是開(kāi)放的，可根據(jù)變更的需求及時(shí)擴(kuò)展或進(jìn)行功能升級(jí)。管廊精細(xì)化節(jié)能診斷系統(tǒng)依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，自下而上分為采集層、接入層、存儲(chǔ)層、應(yīng)用層。采用MOTBAS、TCP/IP等協(xié)議接入終端感知數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)加工處理分類存儲(chǔ)建立數(shù)據(jù)，應(yīng)用層基于業(yè)務(wù)需求，形成可視化功能模塊，包含能源看板、節(jié)能診斷、用能監(jiān)測(cè)、用能報(bào)表、工況模式、配置管理功能，見(jiàn)圖1。

3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)邏輯

構(gòu)建精細(xì)化節(jié)能診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路：通過(guò)對(duì)當(dāng)前地下綜合管廊用能結(jié)構(gòu)分析、用能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量、綜合管廊用能的影響因素分析以及綜合管廊節(jié)能診斷的方法研究，實(shí)時(shí)輸出診斷結(jié)果。

（1）綜合管廊用能結(jié)構(gòu)分析

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)地下綜合管廊內(nèi)敷設(shè)的電力、通信、給排水、燃?xì)?、熱力等管道和線纜的智能監(jiān)管，同時(shí)為保障在地下有限空間內(nèi)的安全作業(yè)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控，在地下綜合管廊安裝照明、水泵、風(fēng)機(jī)、消防、攝像頭、溫濕度傳感、有害氣體檢測(cè)、通信等智能終端設(shè)備，保障綜合管廊安全高效運(yùn)行。地下綜合管廊依據(jù)國(guó)標(biāo)要求建立防火分區(qū)，同時(shí)依據(jù)管廊敷設(shè)的管道和線纜特性設(shè)計(jì)相應(yīng)的艙室，如電力艙、燃?xì)馀?、熱力艙、綜合艙，針對(duì)各艙室每個(gè)防火分區(qū)敷設(shè)智能終端設(shè)備，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合管廊智慧化管理、智能化控制，因此產(chǎn)生大量的智能終端設(shè)備，通過(guò)對(duì)設(shè)備功耗特性和用途將用能結(jié)構(gòu)分類如下：

5AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)

（1）平臺(tái)概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計(jì)，解決了綜合管廊在管理過(guò)程中存在內(nèi)部干擾性強(qiáng)、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率。

（2）平臺(tái)組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái)，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達(dá)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(mén)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)。用戶可通過(guò)瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過(guò)一個(gè)平臺(tái)即可全局、整體的對(duì)管廊用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時(shí)滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

（3）平臺(tái)拓?fù)鋱D

（4）平臺(tái)子系統(tǒng)

電力監(jiān)控

電力監(jiān)控主要針對(duì)10/0.4kV地面或地下變電所，對(duì)變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，對(duì)0.4kV出線配置多功能計(jì)量?jī)x表，用于測(cè)控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄等。

環(huán)境監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃?xì)怏w濃度、門(mén)禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預(yù)警，同時(shí)也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備集成的三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

馬達(dá)監(jiān)控

馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)管廊電機(jī)的保護(hù)、遙測(cè)、遙信、遙控功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護(hù)、監(jiān)測(cè)和報(bào)警。在需要的情況下可以設(shè)置聯(lián)動(dòng)控制。

電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對(duì)配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器、防火門(mén)狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，并且對(duì)UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，發(fā)生異常時(shí)通過(guò)聲光、短信、APP及時(shí)預(yù)警。

智能照明控制

防火分區(qū)單獨(dú)控制，分區(qū)內(nèi)設(shè)置智能控制面板就地驅(qū)動(dòng)器；開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器連接消防報(bào)警系統(tǒng)，接收消防報(bào)警信息，強(qiáng)制打開(kāi)驅(qū)動(dòng)器回路。

廊內(nèi)上方安裝智能照明傳感器，使人員進(jìn)入管廊內(nèi)自動(dòng)開(kāi)啟燈具，在管廊內(nèi)停留燈具保持常亮，離開(kāi)后燈具關(guān)閉。

除了現(xiàn)場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時(shí)可遠(yuǎn)程控制該區(qū)域的照明。

考慮現(xiàn)場(chǎng)模塊分布較廣，距離過(guò)長(zhǎng)，除了現(xiàn)場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時(shí)可遠(yuǎn)程控制該區(qū)域的照明。系統(tǒng)支持單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，支持延時(shí)控制，避免同時(shí)亮燈負(fù)荷對(duì)配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨(dú)立工作，每個(gè)模塊均自帶時(shí)間模塊，可根據(jù)經(jīng)緯度自動(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。

7結(jié)語(yǔ)

本文從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面詳細(xì)介紹了綜合管廊精細(xì)化能耗管理的關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用中精細(xì)化節(jié)能診斷系統(tǒng)。該精細(xì)化節(jié)能診斷系統(tǒng)基于現(xiàn)有的管廊智慧運(yùn)維平臺(tái)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，采集大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用建立的能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、管廊能耗評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，研發(fā)一套管廊精細(xì)化節(jié)能診斷系統(tǒng)，節(jié)約綜合管廊運(yùn)維過(guò)程中的能耗，為運(yùn)維管理人員提供決策支持、節(jié)能診斷和運(yùn)行策略指導(dǎo)作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合管廊運(yùn)行狀況的統(tǒng)一監(jiān)測(cè)、精細(xì)化管理，使業(yè)務(wù)處理更加方便高效，使綜合管廊的管理更加智能化。