2019年基于地下通道的狀態感知建設生態融合管理系統.pdf

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1、南京220千伏寧莫線電纜隧道狀態全面自主感知數據全量自主喚醒應急全時自主防護生態融合狀態全感知系統感知盲區360度無死角、立體式地感知設備狀態狀態全面自主感知研制4類新型監測裝置部署11大類53項感知元件采集103種狀態信息滅火機器人沉降監測工作井排水泵護層電流采集器智能巡檢機器人局放系統智能采集器溫濕度監控高清雙光譜攝像頭故障定位系統故障定位系統功能功能：能夠實現電纜局部缺陷隱患放電預警和電纜故障在線精確定位的功能。原理：原理：電纜局部缺陷放電，產生故障行波，通過對隱患放電行波的特征提取分析，即可實現電纜隱患預警定位。電纜發生故障時，故障點會產生故障行波電流，行波沿著電纜向兩端傳輸。通過監測

2、行波到達電纜兩端的GPS對時時間差，即可分析計算故障點距離監測終端的距離，從而實現電纜故障精確定位局部放電監測系統局部放電監測系統電纜局放在線監測系統通過安裝在電纜接頭或終端位置的高頻電流傳感器和采集單元實時采集電纜的局放信號，實現對電纜絕緣老化和運行狀態的不間斷監測。系統可以自動分離局放信號和噪聲信號，動態顯示局放的變化趨勢，顯示較大局放量發生的次數與發生時間的關系圖，可以實時查看局放的相關圖譜。通過閾值的設定，系統會第一時間向運維人員發送報警信息，同時根據局放生長的趨勢分析可以對電纜進行定期狀態評估。這是全國首個使用圖譜判據的局放在線監測系統。本系統采用的局放監測手段是高頻電流法，通過高頻

3、電流傳感器（羅氏線圈）耦合局部放電導致接地線中產生的脈沖電流所感應出的高頻磁場，將其轉化為電壓信號。高頻的頻率范圍在1MHz-30MHz?，F場的采集單元設有4個通道，可以接入3個高頻電流傳感器和1個相位同步傳感器，可以采集局放信號的幅值、極性和相位，可以生成局放的時域波形、頻域波形、PRPD(相位圖譜)、TF分類圖譜。智能消防系統智能消防系統介紹：介紹：電纜隧道光纜主動滅火系統是采用現代通信技術、計算機網絡技術、超細干粉滅火裝置、雙光譜紅外熱成像攝像機集合而成的綜合消防設施自動監控管理系統。原理：原理：通過安裝在電纜接頭處的雙光譜紅外熱成像攝像機實時監測隧道內部電纜的接頭溫度變化，發現起火點，

4、將報警信息傳送至遠程控制平臺。消防控制室值班人員接收到報警信息和現場畫面后，確認是否為真實火情，遠程啟動超細干粉滅火劑進行滅火?，F場達到一定溫度，超細干粉滅火裝置也會自動進行噴灑，做到雙重保險。系統也可以和原有的動態環境監測系統共享現場環境 數據，作為輔助的報警確認補充條件隧道人員管理與應急指揮系統隧道人員管理與應急指揮系統人員定位管理人員定位管理采用UWB這項高速、低成本和低功耗新興無線通電技術。通過在機組檢修現場各高程安裝的定位基站和集成在現場工作人員安全帽上的定位標簽，實現檢修現場人員實時定位，并通過集成攝像頭實時采集作業視頻，實現管廊內人員分布及活動自動感知，指揮中心一目了然。遇到緊急

5、情況，安全疏散專家系統會自動形成最佳逃生方案，并經終端的安全撤離指示燈及移動設備，為遇險人員指示逃生路徑。人臉識別管理人臉識別管理人臉識別基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術，通過攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測的人臉進行臉部圖像采集。人臉識別處理、對比識別，達到識別不同人身份的目的，通過人臉分析引擎實現對管廊出入口門禁管理，實時掌握進入管廊內部人員信息、人員滯留信息等。視頻監控管理視頻監控管理通過在管廊內部部署高清雙光譜攝像頭，結合人員定位技術，全程無死角跟蹤拍攝管廊內作業人員信息，直觀了解管廊內人員信息。應急語音通信應急語音通信通過在管

6、廊內部署光纖應急電話，在緊急情況下，構建管廊內與外界聯絡的唯一可用通信方式，為災難救援提供可信賴的通話、通信保障。智能機器人智能機器人系統系統巡檢機器人：巡檢機器人：隧道智能巡檢機器人是應用于地下隧道在線檢測的智能化平臺。機器人在隧道中自主運行，實現隧道電纜本體運行狀態監測、電纜隧道內環境監測、電纜隧道內多傳感器聯動、電纜隧道安防、電纜隧道消防等功能，綜合提升對地下管線工作環境感知及工作狀態評估能力，提升隧道管理的便捷性以及快速響應能力。機器人可搭載云臺式遙控攝像機（可見光與熱成像）、拾音器、溫濕度傳感器、有害氣體傳感器、煙霧傳感器等諸多設備儀器，沿隧道移動，巡檢隧道內設備、環境與基礎設施。滅

7、火機器人：地下各類隧道、管廊里面一旦發生火情，通過系統發送的任務指令，滅火機器人將快速到達火源現場，準確定位火源點，投放滅火彈，實現應急滅火處理。最終實現隧道電纜本體運行狀態監測、電纜隧道內環境監測、電纜隧道內多傳感器聯動、電纜隧道安防、電纜隧道消防等功能。通道結構監測系統通道結構監測系統沉降監測系統：沉降監測系統：沉降監測系統由傳感器（靜力水準儀）、數據采集單元（分布式模塊化自動測量單元）、信號傳輸設備、網絡設備等組成，主要用來對電纜通道垂直位移和傾斜的監測。本系統采用的靜力水準儀是測量兩點間或多點間相對高程變化的精密儀器。靜力水準儀一般安裝在被測物體等高的測墩上或被測物體墻壁等高線上，采用

8、分布式模塊化自動測量單元采集數據，通過有線通訊與服務器連接，從而實現自動化觀測。防外破監測系統：防外力破壞監測系統由防外力破壞監測主機、智能采集器、振動傳感器等組成。智能采集器技術原理是智能采集器將振動傳感器輸入的電流信號轉換成電壓信號，通過濾波、放大、限幅等處理后，再經數字采集系統采集、計算處理后，將相應的數據通過信號線傳到防外力破壞監控主機上。智能采集器部署在隧道側壁上，通過屏蔽信號線與振動傳感器連接。振動傳感器技術原理是振動傳感器內置陀螺儀與加速度傳感器，并經過數據融合算法最后得到直接的角度數據，可以根據振動頻率和傾斜角度進行設置報警參數，振動傳感器部署在隧道頂部正中間，隧道內每隔25m

9、布置1個振動傳感器，每4個傳感器配設1套智能采集器。最后將采集到的數據傳輸到監控主機處理。智能井蓋系統智能井蓋系統多感合一信息采集：多感合一信息采集：集成了水位、氣體、煙感、位移、定位等信號監測功能的“多感合一”設備，運用于輸電管隧井蓋，除了實現傳統的防開啟、防入侵功能外，還可以通過汛期水位監測、煙感及氣體檢測實現與故障定位消防控制系統的聯動。低功耗設備靈活取電：低功耗設備靈活取電：網絡通訊采用低功耗、低帶寬通訊技術，終端網絡設備可通過自備電池自持3-5年，解決了絕大部門井蓋的取電問題。電纜設備信號匯集：電纜設備信號匯集：研發信號匯集器，采用標準通訊協議的工業級嵌入式通訊模塊，可實現與傳感器快

10、速整合，并通過井蓋將電纜溝管內的接地環流等其他信號進行匯集回傳，解決封閉的電纜溝管內通訊難的問題。業務場景多元應用：業務場景多元應用：多能合一井蓋除了服務電網內部業務，還可以實現業務擴展，與市政、環保、交通實現資源全路共享，實現交通安全、城市環境的智能檢測與預警。其他常規監測系統其他常規監測系統設備類：設備類：接地電流監測系統：監測接地電流大小，如有異常，告警。本體測溫及載流量分析系統：監測電纜本體溫度以及載流量分析。環境類：環境類：氣體及溫濕度監測系統、煙感監測系統：監測氣體、溫濕度?？刂破黝悾嚎刂破黝悾猴L機、水泵、防火門系統：實現遠程控制、與氣體監測、水位監測、溫濕度監測、煙感監測等自主聯

11、動功能、就地功能。視頻監控系統視頻監控系統:數據全量自主喚醒兩道難關多層級的邊緣代理10多類數據模型隧道綜合管理平臺隧道綜合管理平臺核心交換機核心交換機AC控制器機器人控制器無線AP手持式手持式終端終端智智能能頭頭盔盔巡檢巡檢機器人機器人硬盤錄像機定位服務器定位基站攝像機人臉識別服務器門禁應急通訊服務器電話指揮調度服務器指揮調度工控機聲光報警聲光報警+撤離指揮撤離指揮裝置裝置局放監測服務器故障診斷負荷監測服務器消防控制服務器環境監控服務器局放采集單元交換機環流監測匯控箱環流采集器防外破服務器防外破傳感器沉降監測匯控箱水準儀綜合匯控箱水位監測+水泵控制氣體監測+風機控制防火門控制消防控制柜電流監

12、測設備熱像儀+滅火裝置物聯網展示大廳物聯網展示大廳隧道內無線專網隧道內無線專網測溫服務器分布式測溫光纖省公司省公司物聯網平臺物聯網平臺APN專網監測設備專網監測設備智能井蓋、智能箱智能井蓋、智能箱省公司省公司精益化管理平臺精益化管理平臺地市精益化管理平臺地市精益化管理平臺數據“樂高”環境溫濕度電纜的排布方式線芯溫度電纜動態增容智慧大腦主動思考應急全時自主防護人員定位與應急指揮運行環境智能監控電纜設備主動預警人機協同立體巡檢電纜隧道智能消防平臺平臺5號防火分區發現疑似火情收到，根據定位信息，6號分區內有兩名巡檢人員，請巡檢機器人、雙光譜探頭立即核實火情并確認人員狀態5號防火分區網絡匯控箱150度并伴有火苗，人員狀態良好收到，消防機器人請立即滅火，5號分區防火門立即關閉手持終端和智能標牌請立即接收逃生路線，引導人員快速撤離收到火情已消除人員已撤離評估災后電纜設備運行狀態隧道應急響應速度降至秒級電纜線路故障率降至0年節約運維成本兩千余萬元產生經濟效益數十億元交通燃氣供水咨詢規劃設計建設后評估