安(ān)科(kē)瑞電氣(qì)股份(fèn)有限公司(sī)  上(shàng)海(hǎi)嘉(jiā)定(dìng)  201801

摘(zhāi)要：文章采用(yòng)物聯(lián)網技(jì)術雲(yún)
，邊
，端(duān)全方麵的應用(yòng)，開(kāi)發(fā)物(wù)聯網(wǎng)邊緣(yuán)計(jì)算控製(zhì)器(qì)和(hé)物聯網(wǎng)平(píng)台，提高(gāo)管(guǎn)廊(láng)感知(zhī)能力(lì)，降低集成難度，從而(ér)間接(jiē)提高(gāo)了綜(zōng)合管(guǎn)廊的(dí)智能化管控(kòng)水(shuǐ)平(píng)與運(yùn)行效(xiào)率(shuài)，降(jiàng)低了運維管理(lǐ)成(chéng)本，保(bǎo)障了綜合管廊
，市政(zhèng)管綫和人員的(dí)安(ān)全
。

關鍵詞(cí)：綜合管(guǎn)廊 ；智慧(huì)管廊(láng) ；物聯網 ；邊(biān)緣(yuán)計(jì)算

0引(yǐn)言

綜(zōng)合管廊負責(zé)容(róng)納(nà)多(duō)種城市(shì)綜合管(guǎn)綫，一(yī)旦(dàn)失控(kòng)將(jiāng)對(duì)城市(shì)生(shēng)產(chǎn)
，生(shēng)活造(zào)重大(dà)經濟損失，嚴(yán)重(zhòng)影(yǐng)響城(chéng)市運營
。所以應在綜合(hé)管廊內(nèi)設置(zhì)管(guǎn)廊智(zhì)慧(huì)化係統，為管廊以(yǐ)及(jí)廊內管(guǎn)綫與(yǔ)人(rén)員(yuán)提供基本的(dí)安全保(bǎo)護
。當前這(zhè)些(xiē)係統依(yī)舊采用獨立的係統(tǒng)進(jìn)行集(jí)成，而海(hǎi)量(liáng)的多種(zhǒng)類設(shè)備(bèi)所(suǒ)產(chǎn)生(shēng)的(dí)龐大(dà)信息數據，結合 對外(wài)通訊的復雜(zá)性
，信(xìn)息數(shù)據(jù)接(jiē)入(rù)方式(shì)傳統等因素(sù)，為數(shù)據的采集
，處理(lǐ)和(hé)信息的集成(chéng)帶(dài)來(lái)困(kùn)難
。同(tóng)時(shí)，設備缺乏自處(chǔ)理能力，其功(gōng)能的(dí)實(shí)現(xiàn)對通(tōng)訊(xùn)依(yī)賴度高；各子係(xì)統自成(chéng)一體，大量(liáng)的自(zì)用(yòng)纜(lǎn)綫(xiàn)占據綜合(hé)管(guǎn)廊有(yǒu)限(xiàn)空間；信(xìn)息孤島(dǎo)現(xiàn)象(xiàng)明顯，係統間(jiān)不能實現跨(kuà)係統(tǒng)設(shè)備(bèi)聯(lián)動(dòng)，係(xì)統反(fǎn)應遲(chí)緩，應急措施受限(xiàn)
。

1物聯網技術應(yīng)用分析

從2018年開始(shǐ)，高校(xiào)
，科(kē)研(yán)院(yuàn)所
，市政(zhèng)設計院陸續(xù)加大(dà)了物(wù)聯網技術在(zài)管(guǎn)廊智慧化中的(dí)應用研究(jiū)
。例(lì)如(rú)上(shàng)海市(shì)政(zhèng)院發(fā)表論文(wén)《基於物(wù)聯(lián)網和(hé)BIM 的(dí)管道滲漏預警(jǐng)係(xì)統
，方法(fǎ)和(hé)應(yīng)用(yòng)》；山西省信息(xī)產業(yè)技術研究(jiū)院有(yǒu)限(xiàn)公司(sī)發表論文《物聯網架構的管(guǎn)廊(láng)綜(zōng)合監(jiān)控管理平台(tái)》；重慶(qìng)市勘(kān)測(cè)院(yuàn)發表(biǎo)論(lùn)文《物(wù)聯網(wǎng)和(hé)BIM技術在(zài)地(dì)下綜(zōng)合管廊(láng)建(jiàn)設(shè)運(yùn)維(wéi)中的應(yīng)用研(yán)究(jiū)》；京(jīng)投(tóu)公司開展(zhǎn)基於物(wù)聯(lián)網(wǎng)技術的(dí)融(róng)合(hé)通(tōng)訊(xùn)設備(bèi)研(yán)究(jiū)，北京建(jiàn)工(gōng)開(kāi)發邊緣計(jì)算管(guǎn)廊區域控製單(dān)元；蘇交科(kē)開發(fā)BIM+物(wù)聯(lián)網結(jié)合建(jiàn)立基(jī)於雲的(dí)城市管網(wǎng)智慧監(jiān)控(kòng)平台(tái)
。這些公司(sī)通過探(tàn)索和研(yán)究(jiū)，嘗試找到物聯網(wǎng)技術，解決管廊(láng)智(zhì)慧化的建(jiàn)設的某些問題
。

物(wù)聯網技術(shù)在(zài)設備(bèi)連接(jiē)
，大數據量承(chéng)載方麵(miàn)具 有優(yōu)勢
。通過(guò)對(duì)物聯網技(jì)術進行創新應(yīng)用(yòng)，優化(huà)管廊管控(kòng)係(xì)統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)，解決管廊(láng)設備(bèi)數(shù)據量 大
，通訊協議(yì)多樣(yàng)
，集成(chéng)難度大
，跨係統(tǒng)聯動響(xiǎng)應(yīng)遲(chí) 緩(huǎn)等(děng)問(wèn)題，保(bǎo)障海(hǎi)量(liáng)設(shè)備並發接入，提(tí)高(gāo)數據(jù)安全性和(hé)響(xiǎng)應速度(dù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據互聯互通，降低統(tǒng)一管理平(píng)台信(xìn)息(xī)集成難度，提高(gāo)設備自(zì)處(chǔ)理能(néng)力，確保智(zhì)慧管(guǎn)控係統(tǒng)安(ān)全(quán)高可用(yòng)，並降低事故(gù)風(fēng)險，同時(shí)減少建設(shè)中電纜(lǎn)
，光纜(lǎn)的(dí)使用(yòng)，預(yù)留(liú)出更(gēng)多(duō)寶(bǎo)貴的(dí)廊內(nèi)空(kōng)間
。

2物(wù)聯(lián)網技術應用

本文(wén)中的(dí)綜合管(guǎn)廊(láng)智(zhì)慧(huì)化(huà)係(xì)統將(jiāng)從雲(yún)
，邊(biān)
，端(duān)對(duì)物聯網技術進(jìn)行研究(jiū)和應(yīng)用
。

2.1物(wù)聯(lián)網雲(yún)平台的(dí)研究與(yǔ)開發(fā)

2.1.1物聯網雲平台功(gōng)能(néng)設(shè)計

物聯(lián)網(wǎng)軟件平(píng)台(tái)主(zhǔ)要(yào)功能(néng)包括(kuò)設備物聯(lián)
，資(zī)產管理(lǐ)和(hé)應用使(shǐ)能(néng)
。設(shè)備物(wù)聯實現平(píng)台(tái)和設備的泛在連接(jiē)
，數(shù)據采集和設(shè)備(bèi)控製等，資(zī)產管理實(shí)現設備資產采購
，安(ān)裝
，維護和(hé)報廢(fèi)的(dí)全生命周(zhōu)期管理(lǐ)，應用(yòng)使能(néng)實現對業(yè)務(wù)係統的(dí)應用支撐
。

2.1.2物聯網(wǎng)雲(yún)平(píng)台(tái)架(jià)構(gòu)設計

物(wù)聯網(wǎng)軟(ruǎn)件平台(tái)的開發(fā)采(cǎi)用微服(fú)務(wù)架構(gòu)，微(wēi)服務核心組(zǔ)件通過調用HTTP
，MQTT
，CoAP 三種(zhǒng)通訊(xùn)微(wēi)服務實(shí)現(xiàn)和設備(bèi)
，網關的設備連接
，遙感數據采(cǎi)集
，控製(zhì)指(zhǐ)令發送(sòng)等
。引入(rù)規(guī)則(zé)鏈(liàn)進行(háng)業務(wù)邏輯編(biān)製(zhì)，數據(jù)通(tōng)訊采用消(xiāo)息(xī)隊(duì)列(liè)
。物聯(lián)網(wǎng)軟(ruǎn)件平(píng)台(tái)作為(wéi)業務(wù)係(xì)統(tǒng)（綜合管廊(láng)智慧管控平台(tái)）的數(shù)據和(hé)應用支撐(chēng)
。引(yǐn)入(rù)Zookeeper 架構，實現(xiàn)平(píng)台的(dí)集群部署和高(gāo)可用（見圖1）
。

圖1 智慧(huì)管廊物聯網平台架構(gòu)示意(yì)

2.1.3物(wù)聯網(wǎng)雲平(píng)台開發

參(cān)考(kǎo)國(guó)內外(wài)物聯(lián)網(wǎng)平台的功能實現，采用java語言(yán)開發適合(hé)智(zhì)慧(huì)管廊應用場(cháng)景(jǐng)的(dí)物(wù)聯(lián)網平(píng)台（見(jiàn)圖(tú)2）

圖2 智(zhì)慧管(guǎn)廊(láng)物聯網(wǎng)平台界(jiè)麵

2.2物聯(lián)網邊(biān)緣計(jì)算的(dí)研究和應用

通過(guò)在管(guǎn)廊現(xiàn)場(cháng)（防火分(fēn)區設備(bèi)間）設置管廊邊(biān)計算(suàn)控製(zhì)器(qì)，實(shí)現(xiàn)就地(dì)化數據(jù)采集
，設備(bèi)聯(lián)動
，數(shù)據上(shàng)傳(chuán)，可(kě)以(yǐ)大大(dà)提(tí)高(gāo)數據(jù)效(xiào)率，並節省(shěng)電(diàn)纜
。

管廊邊緣計算(suàn)控(kòng)製器(qì)主要(yào)匯總環境和(hé)設備(bèi)監(jiān)控
，安(ān)防
，通(tōng)訊
，結構監測等(děng)係統的(dí)數據，常用協議為MQTT
，OPC UA
，Modbus
，ODBC
，視頻(pín)（碼流(liú)）等(děng)，實現(xiàn)不同(tóng)係(xì)統(tǒng)之間(jiān)的(dí)設(shè)備聯(lián)動
。數(shù)據(jù)上傳江(jiāng)采集的(dí)數據(jù)上(shàng)傳給(gěi)物(wù)聯(lián)網平(píng)台(tái)（見(jiàn)圖3）

圖3 綜(zōng)合管(guǎn)廊邊(biān)緣計算網(wǎng)關

2.3物(wù)聯(lián)網(wǎng)終(zhōng)端的應用(yòng)

采用(yòng)物聯網技術(shù)，對(duì)綜合管(guǎn)廊(láng)進(jìn)行監(jiān)控和(hé)數據采集
。針對環(huán)境(jìng)與(yǔ)設備監(jiān)控
，安全防範
，通信
，火災(zāi)自動報(bào)警
，可燃(rán)氣體(tǐ)報警(jǐng)
，電子標簽(qiān)
，巡(xún)檢(jiǎn)機(jī)器(qì)人
，結(jié)構(gòu)檢測
，管綫監(jiān)測
，其他智(zhì)能(néng)終(zhōng)端都(dū)采用物聯網終端(duān)設備進(jìn)行采集
。配置原則(zé)如(rú)表1 所(suǒ)示

表(biǎo)1 物聯(lián)網(wǎng)終端配(pèi)置(zhì)

3  AcrelEMS-UT綜合管廊(láng)能效(xiào)管(guǎn)理平台

3.1平台概述

AcrelEMS-UT綜(zōng)合管(guǎn)廊(láng)能(néng)效(xiào)管(guǎn)理平台集(jí)電力監(jiān)控
，能(néng)源管理
，電(diàn)氣安全
，照明(míng)控製
，環(huán)境(jìng)監測(cè)於一體，為(wéi)建(jiàn)立(lì)可(kě)靠(kào)
，安全
，高效的綜合管廊(láng)管(guǎn)理(lǐ)體(tǐ)係提(tí)供數據(jù)支(zhī)持，從(cóng)數據采(cǎi)集(jí)
，通(tōng)信網絡(luò)
，係統架構
，聯(lián)動控(kòng)製(zhì)和(hé)綜合數據(jù)服(fú)務等方麵的設計，解(jiě)決了綜(zōng)合管(guǎn)廊在管理(lǐ)過程中(zhōng)存在內部幹(gān)擾性強(qiáng)
，使(shǐ)用(yòng)單位(wèi)多及(jí)協調(tiáo)復雜(zá)的(dí)根本問題，大(dà)大提高(gāo)了(liǎo)係統運(yùn)行的可靠(kào)性和可管(guǎn)理性，提升(shēng)了管廊基礎(chǔ)設(shè)施
，環境和(hé)設(shè)備(bèi)的(dí)使(shǐ)用和恢(huī)復效率
。

3.2平台組成

安科瑞城市地下(xià)綜合管廊(láng)能效(xiào)管理係(xì)統(tǒng)是(shì)一個深(shēn)度集成(chéng)的(dí)自動(dòng)化平(píng)台，它集(jí)成(chéng)了(liǎo)10KV/O.4KV變(biàn)電站電力監控係(xì)統
，變(biàn)電所環境(jìng)監(jiān)控係統
，智能(néng)馬達(dá)監控係統
，電氣(qì)火災(zāi)監控係統(tǒng)
，消(xiāo)防設(shè)備(bèi)電源係(xì)統(tǒng)
，防火(huǒ)門監控係統
，智(zhì)能(néng)照(zhào)明係統(tǒng)
，消(xiāo)防應急照明(míng)和疏(shū)散(sàn)指示(shì)係統
。用(yòng)戶可通過(guò)瀏(liú)覽(lǎn)器(qì)
，手機(jī)APP獲取(qǔ)數據，通(tōng)過一(yī)個(gè)平(píng)台即可(kě)全(quán)局(jú)
，整(zhěng)體的(dí)對管(guǎn)廊用(yòng)電和(hé)用電(diàn)安全(quán)進行(háng)進行集中監(jiān)控
，統一管(guǎn)理
，統一(yī)調(tiáo)度，同(tóng)時滿足管廊用電可(kě)靠
，安全
，穩定(dìng)
，高效
，有序的要求(qiú)
。

3.3平台拓撲(pū)

3.4平(píng)台子係統(tǒng)

3.4.1電力監控(kòng)

電力監控(kòng)主要針對10/0.4kV地(dì)麵或(huò)地下(xià)變電(diàn)所(suǒ)，對(duì)變電所高(gāo)壓(yā)回路(lù)配(pèi)置微機保(bǎo)護裝置及多功能(néng)儀(yí)表進(jìn)行(háng)保(bǎo)護和(hé)監控(kòng)，對(duì)0.4kV出(chū)綫配(pèi)置多功能計量儀表，用(yòng)於測(cè)控(kòng)出綫回路電氣參(cān)數和用(yòng)能(néng)情(qíng)況(kuàng)，可(kě)實時(shí)監控高低壓(yā)供配(pèi)電係統開(kāi)關(guān)櫃
，變(biàn)壓(yā)器微機保護測(cè)控裝置(zhì)
，發電機控製櫃
，ATS/STS
，UPS，包(bāo)括遙(yáo)控(kòng)
，遙信(xìn)
，遙測
，遙調
，事故(gù)報警(jǐng)及記(jì)錄等
。

3.4.2環境(jìng)監測(cè)

環境監測包括溫濕度
，煙(yān)感(gǎn)溫感
，積水浸(jìn)水
，可燃(rán)氣(qì)體濃(nóng)度
，門(mén)禁(jīn)
，視頻(pín)
，空調
，消防(fáng)數據的(dí)采(cǎi)集(jí)
，展(zhǎn)示和預(yù)警，同時也可(kě)接入(rù)管(guǎn)廊艙(cāng)室內的(dí)水泵和通風(fēng)排煙風機等設(shè)備集成(chéng)的第三(sān)方(fāng)係統完成管廊(láng)環(huán)境(jìng)綜合監(jiān)控
。

3.4.3電氣(qì)安全(quán)

AcrelEMS-UT能效(xiào)管理係統(tǒng)針(zhēn)對配(pèi)電係統(tǒng)的(dí)電氣安全(quán)隱(yǐn)患(huàn)配(pèi)置(zhì)相應的(dí)電氣(qì)火災(zāi)傳感器
，溫度傳(chuán)感器，消防設(shè)備電源傳感器(qì)
，防火門狀(zhuàng)態傳(chuán)感器，接入消防(fáng)疏散照明以(yǐ)及(jí)指示燈具的狀態(tài)實時顯示，並且(qiě)對UPS的(dí)蓄(xù)電(diàn)池溫(wēn)度(dù)
，內阻進行(háng)實(shí)時監視(shì)，發生異常時(shí)通過聲光
，短(duǎn)信
，APP及時預(yù)警
。

3.5相關平台(tái)部署硬(yìng)件(jiàn)選(xuǎn)型清(qīng)單(dān)

3.5.1電力監控(kòng)及(jí)配(pèi)電(diàn)室(shì)環(huán)境監控(kòng)係統

3.6安科(kē)瑞智能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品(pǐn)介(jiè)紹

3.6.1 Anet-**/4G係(xì)列導軌式(shì)智(zhì)能網(wǎng)關(guān)

ANet-**/4G是安科(kē)瑞電氣股(gǔ)份有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司自(zì)主研發(fā)的一款帶(dài)全(quán)網(wǎng)通無(wú)綫聯(lián)網(wǎng)功能的通(tōng)用(yòng)型智能(néng) 通信管理機，適(shì)用(yòng)於國家公(gōng)務機(jī)關(guān)
，企事業(yè)單(dān)位(wèi)
，公共機構
，住(zhù)宅商(shāng)業樓(lóu)宇
，酒店餐飲(yǐn)商(shāng)場(cháng)等領域(yù)， 可(kě)滿(mǎn)足(zú)水(shuǐ)
，電
，氣
，油
，冷量(liáng)
，熱(rè)量等各種(zhǒng)形(xíng)式的用量及能(néng)源能(néng)耗(hào)分項(xiàng)計量數據(jù)采(cǎi)集的需求
。 

該設(shè)備可(kě)用於以(yǐ)下應用場景(jǐng)： 

☀電力(lì)監控係(xì)統(tǒng) ☀電能(néng)質量係統 ☀物聯(lián)網(wǎng)係統(tǒng) ☀電力需求側係統(tǒng) 

☀建築能耗係統(tǒng) ☀遠程(chéng)預付(fù)費係統(tǒng) ☀消防(fáng)防護係統 ☀智(zhì)能建築(zhù)係統(tǒng)

技術(shù)特點

3.6.2  Anet-2E4SM/4G模(mó)塊(kuài)化(huà)智(zhì)能(néng)網(wǎng)關(guān)

   ANet-2E4SM模(mó)塊化通信管(guǎn)理(lǐ)機(jī)是安科(kē)瑞電(diàn)氣股(gǔ)份有限公司自(zì)主(zhǔ)研(yán)發的一款(kuǎn)通(tōng)用型智能通信(xìn)管(guǎn)理(lǐ)機，將傳統管(guǎn)理(lǐ)機的接口拆分(fēn)成(chéng)可(kě)拼裝(zhuāng)搭配的模塊，其(qí)中(zhōng)主(zhǔ)模(mó)塊(kuài)可(kě)作為標準智(zhì)能通信(xìn)管(guǎn)理機獨(dú)立(lì)工作(zuò)， 整個設備可(kě)通過(guò)串口
，以太網
，Lora無(wú)綫(xiàn)
，wifi無(wú)綫等鏈路采集(jí)水(shuǐ)表
，氣表(biǎo)
，電表
，微機保(bǎo)護(hù)等(děng)設備(bèi) 終端的(dí)數據，標配的8路(lù)無源幹接(jiē)點(diǎn)可實(shí)時采集門(mén)禁
，水浸
，煙(yān)感等開關量(liáng)信(xìn)息，可通過(guò)有(yǒu)綫網(wǎng)絡
， WiFi網(wǎng)絡
，4G網絡等(děng)鏈路上(shàng)傳(chuán)告(gào)警
，實時(shí)數據(jù)等信息
。主模塊搭(dā)配從模(mó)塊可(kě)靈(líng)活擴展，增加(jiā)更(gēng)豐(fēng)富的(dí) 應用場(cháng)景，同時還(huán)可(kě)提供邊緣計(jì)算(suàn)等需(xū)求(qiú)
。 

該(gāi)設(shè)備(bèi)可用(yòng)於以下應用(yòng)場景： 

☀電(diàn)力監控係(xì)統(tǒng) ☀電能質量(liáng)係(xì)統 ☀物(wù)聯(lián)網(wǎng)係統 ☀電(diàn)力需(xū)求(qiú)側係統 

☀建(jiàn)築(zhù)能(néng)耗係(xì)統 ☀遠(yuǎn)程(chéng)預付費(fèi)係統 ☀第(dì)三(sān)方雲平(píng)台(tái) ☀泛在電(diàn)力(lì)物(wù)聯網(wǎng) 

☀運(yùn)維(wéi)係統平(píng)台 ☀能源綜合(hé)管理平台 

技術特(tè)點

4結(jié)語(yǔ)

通(tōng)過物聯(lián)網技術在綜合管(guǎn)廊(láng)智慧(huì)化中雲
，邊
，端(duān)的(dí)應用，大(dà)大(dà)提(tí)高了綜(zōng)合管(guǎn)廊(láng)的(dí)信(xìn)息(xī)感知(zhī)能(néng)

力，降(jiàng)低了(liǎo)綜合(hé)管廊數(shù)據采集(jí)的(dí)難(nán)度(dù)，避免了(liǎo)數(shù)據孤島，提高了(liǎo)係統平(píng)台(tái)數據(jù)的(dí)承(chéng)載能力(lì)，從而間(jiān)接提(tí)高

了綜合管廊的智(zhì)能化(huà)管(guǎn)控水(shuǐ)平(píng)與(yǔ)運行(háng)效(xiào)率，降低了(liǎo)運維管理成本(běn)，保(bǎo)障(zhàng)了綜合管廊
，市政(zhèng)管綫和人員(yuán)的安全
。

參(cān)考文(wén)獻(xiàn)

【1】梁(liáng)仕(shì)賢，羊保(bǎo)品(pǐn).物聯(lián)網(wǎng)技術在(zài)綜合管廊(láng)智慧(huì)化中的(dí)應(yīng)用研究

【2】淩(líng)琪. 滇(diān)中新(xīn)區(qū)智慧管(guǎn)廊環(huán)境和(hé)設(shè)備監(jiān)控係統設計[J]. 智(zhì)能建築與智慧(huì)城(chéng)市，2019

【3】安(ān)科瑞企業微電網設計(jì)與應用手冊(cè).2022.05