淺談基于多源數(shù)據(jù)集成的城市地下管廊運(yùn)維與智慧管控研究

時(shí)間：2023-04-24作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：84

楊翠
安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801




 

1、引言

          1833年，**管線綜合管廊在巴黎城市地下建成至今，經(jīng)過(guò)**來(lái)的探索、研究、改良和實(shí)踐，法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、俄羅斯、日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的管廊規(guī)劃建設(shè)與安全運(yùn)維體系已經(jīng)日臻完善，截止目前，國(guó)外已建成各類管廊5000 km以上。相關(guān)研究主要集中在管廊類型與體系、規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；管廊本體結(jié)構(gòu)在地震、水害等災(zāi)害荷載作用下的成災(zāi)機(jī)理和抗災(zāi)技術(shù)；智能化管理系統(tǒng)對(duì)內(nèi)部管線設(shè)備、廊內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)等方面。面向智能感知、數(shù)據(jù)集成、運(yùn)營(yíng)管理與決策分析的管廊安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控研究建設(shè)基本處于空白。當(dāng)前，我國(guó)正處于管廊大規(guī)模建設(shè)發(fā)展階段，國(guó)家相繼出臺(tái)相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)、指南，進(jìn)一步規(guī)范和推進(jìn)管廊的建設(shè)和發(fā)展。截止2017年，全國(guó)已累計(jì)開(kāi)工建設(shè)管廊近5000 km，共開(kāi)展了兩批**城市建設(shè)。但在科研上，面向地下管廊系統(tǒng)研究基本處于初級(jí)階段，大部分集中于工程設(shè)計(jì)和施工、環(huán)境監(jiān)測(cè)、管廊本體監(jiān)測(cè)等，但是基于數(shù)據(jù)融合的城市地下綜合管廊安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控基本沒(méi)有，即便實(shí)現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測(cè)或管廊本體監(jiān)測(cè)只是對(duì)單一安全問(wèn)題的簡(jiǎn)單監(jiān)測(cè)。預(yù)計(jì)“十三五”期末，全國(guó)將有6000 km以上的綜合管廊投入運(yùn)營(yíng)，這種敷設(shè)了維持城市正常運(yùn)行的各類**管線，致災(zāi)環(huán)境復(fù)雜，破壞損失巨大的城市“生命線”工程，將帶來(lái)一系列公共安全新需求、新問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)研究非常緊迫和必要，其中面向多源數(shù)據(jù)集成的城市地下綜合管廊安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控研究就是其中的重要課題之一。

   關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)集成 數(shù)據(jù)融合 地下管廊 安全運(yùn)營(yíng) 智慧管控

2、面向多源數(shù)據(jù)集成的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

   城市地下綜合管廊安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控主要圍繞感知、傳輸、數(shù)據(jù)、平臺(tái)與應(yīng)用以及展現(xiàn)等層面的關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)用，本文針對(duì)其涵蓋內(nèi)容進(jìn)行了分層架構(gòu)研究，如圖1所示將其分為三層，其中感知與傳輸為**層，即；數(shù)據(jù)與平臺(tái)為*二層，即支撐；應(yīng)用與展現(xiàn)為*三層，即服務(wù)。

 

圖1 面向多源數(shù)據(jù)集成的城市地下綜合管廊安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控整體架構(gòu)

 

   **層：感知與傳輸層，主要負(fù)責(zé)安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集與傳輸，包括環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控、管廊本體監(jiān)控、融合通信、人員設(shè)備、安全防范（入侵探測(cè)）以及監(jiān)控預(yù)警等智能傳感與傳輸裝置，為“安全監(jiān)管、集成融合、智能聯(lián)動(dòng)”服務(wù)做鋪墊。

   *二層：數(shù)據(jù)與平臺(tái)層，主要負(fù)責(zé)安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控的數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)服務(wù)以及平臺(tái)支撐，基于“統(tǒng)一規(guī)劃、集約建設(shè)”的數(shù)據(jù)體系提供綜合管廊各類數(shù)據(jù)、信息的集中存儲(chǔ)、管理、分析與共享服務(wù)，為各類智慧應(yīng)用提供完整的、有效的數(shù)據(jù)支撐，并通過(guò)“統(tǒng)一接口”為提供數(shù)據(jù)資源、地理信息和協(xié)同管理等方面的支撐技術(shù)服務(wù)。

   *三層：應(yīng)用與展現(xiàn)層，從“安全服務(wù)、智能運(yùn)維、應(yīng)急指揮”3個(gè)方面做到安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控服務(wù)，以大屏幕顯示、PC機(jī)、移動(dòng)終端、虛擬現(xiàn)實(shí)等各種展現(xiàn)形式提供給客戶，做到“用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)服務(wù)”。

3、安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控關(guān)鍵技術(shù)研究

   城市地下綜合管廊安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控的**在于數(shù)據(jù)與應(yīng)用。數(shù)據(jù)是管廊安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控服務(wù)的關(guān)鍵信息，也是地下管廊運(yùn)營(yíng)企業(yè)的**資產(chǎn)，如果不對(duì)數(shù)據(jù)生命周期全過(guò)程加以管治與融合分析，將可能帶來(lái)數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)決策與成本效率等問(wèn)題，為此數(shù)據(jù)集成、融合與聯(lián)動(dòng)十分關(guān)鍵。同時(shí)，城市地下綜合管廊安全運(yùn)營(yíng)與智慧管控體系以及城市地下管廊安全運(yùn)營(yíng)突發(fā)事件應(yīng)急處置等關(guān)鍵問(wèn)題是城市地下綜合管廊安全防控的**要素。

3.1面向時(shí)空信息的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成、聯(lián)動(dòng)與融合構(gòu)架模型

   城市地下綜合管廊的數(shù)據(jù)是典型的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源不同，有環(huán)境監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，有視頻數(shù)據(jù)，有管廊本體數(shù)據(jù)，還有管廊及其設(shè)備人員空間位置數(shù)據(jù)以及應(yīng)急預(yù)案文本數(shù)據(jù)等，為此多源數(shù)據(jù)集成、聯(lián)動(dòng)與融合是管廊安全運(yùn)營(yíng)與智能化管控的**。本文采用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)集成、基于位置服務(wù)與時(shí)間節(jié)點(diǎn)聯(lián)動(dòng)、面向業(yè)務(wù)模型實(shí)現(xiàn)應(yīng)用融合的思路構(gòu)架模型，如圖2所示。

 

圖2面向時(shí)空信息的多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)集成、聯(lián)動(dòng)與融合構(gòu)架

         1）數(shù)據(jù)資源上，包括環(huán)境設(shè)備監(jiān)測(cè)、人員設(shè)備、融合通信、管廊本體監(jiān)測(cè)、視頻等感知數(shù)據(jù)，同時(shí)還有管廊、管線等空間數(shù)據(jù)及設(shè)備、管線等屬性數(shù)據(jù)（如設(shè)備廠家、管線材質(zhì)等）。為了保證應(yīng)用的數(shù)據(jù)分析和利用需求，統(tǒng)一制定相應(yīng)數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范數(shù)據(jù)體系建設(shè)。

         2）信息關(guān)聯(lián)上，基于位置服務(wù)與時(shí)間節(jié)點(diǎn)構(gòu)建時(shí)空數(shù)據(jù)模型，面向業(yè)務(wù)應(yīng)用可隨時(shí)聯(lián)動(dòng)。

         3）融合分析上，面向業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)構(gòu)建時(shí)空融合分析模型，比如智能運(yùn)營(yíng)、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、監(jiān)控預(yù)警與健康分析等時(shí)空動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)模型。以應(yīng)急聯(lián)動(dòng)為例，其應(yīng)用來(lái)自時(shí)間數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)（應(yīng)急預(yù)案）等多種類型數(shù)據(jù)，通過(guò)基于元數(shù)據(jù)分析的多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)融合方法及技術(shù)構(gòu)建有效融合模型，保證數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)性、完整性、安全性和一致性，進(jìn)而完成信息資源的儲(chǔ)存和無(wú)縫流轉(zhuǎn)，為多源異構(gòu)時(shí)空數(shù)據(jù)的集成提供應(yīng)用解決方案。


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