摘要:我國的城市地下綜合管廊建設始于建國初期，由于當時國家經濟基礎薄弱，地下綜合管廊建設發展緩慢。2015年8月10日，國務院辦公廳印發了《關于推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》，從政策層面加大力度推進和支持城市地下綜合管廊建設，確定了包頭、哈爾濱、海口等10個城市作為地下綜合管廊建設試點城市。至此我國城市地下綜合管廊建設進入了快車道。

關鍵詞：綜合管廊 虛擬管廊 管理 技術體系 系統架構

實體城市地下綜合管廊建設

城市地下綜合管廊建設是國家經濟發展的客觀需要

傳統市政管線多以直埋方式布設，管線擴容、改造導致的道路反復開挖，妨礙了城市道路交通正常運行。應用地下綜合管廊建設可將原來的開放式施工轉移到廊內進行，從根本上解決市政管線布設、擴容、維修等對道路的反復開挖，避免了交通阻塞，是城市經濟發展的客觀需要。

開發利用地下空間資源

地下空間是城市立體發展的重要資源我國大部分一、二線城市原有市政體系的各子系統之間，在不到一代人的時間內表現出了嚴重的對立與；中突。國外成功的城市建設經驗表明，開發利用城市地下空間資源，是城市發展過程的必然趨勢。相比較發達國家大中城市地下三、四層空間集中開發、布設的經驗，我國的地下空間資源開發強度還有很大的提升潛力。

城市功能與防災

城市各種市政管線是維系城市功能的基礎，不僅在平時發揮著十分重要的作用，而且也是城市防災能力的基本保障。從目前城市面臨的現狀看，無論是沿海的強臺風、強降水，還是遍及內陸的澇漬、地震等災害，均對各個市政系統的安全運行造成了很大沖擊，甚至直接影響到了城市功能的正常發揮和生命財產的安全。國內外市政管線實際運行數據證明，管廊內集中布設的市政管線在遇到嚴重自然災害時，能得到有效防護和快速恢復。

消除城市“拉鏈”、改善城市環境

環境是現代城市形象的重要表現。隨著城市經濟的不斷發展，人們對城市環境的期待已經從追求高樓大廈轉為宜居快捷。城市地下綜合管廊是對城市通信、電力、燃氣、給水、熱力、中水、排水等市政公用管線進行統一規劃、統一建設、統一管理，集中鋪設到一個地下管廊內的直視系統。相比通常地面開放的管線直埋或架設于空中的敷設方式，管廊更容易實現對各個管線系統的檢修與維護。既節約了寶貴的土地資源，又減少了市政管線建設、維護對城市環境的破壞和道路交通的干擾。

以受控的運維成本確保城市功能的安全運行

地下綜合管廊是現代化城市的生命線。相比傳統的市政管線分別直埋或管線架設，城市地下綜合管廊對于市政管線提供了可靠的保護。由于地下綜合管廊建設管線不直接接觸土壤和地下水，避免了化學物質對管線的侵蝕，增強了其耐久性。市政管線在地下綜合管廊內的開放式布設，消除或減少了因地質沉降造成的管線應力破壞。綜合管廊內設有巡視、檢修空間，便于維護管理人員定期進入管廊進行巡視、檢查、維修管理，確保各類管線的安全運行，既可以減少路面開挖和工程管線的維修費用，又為各種管線的敷設、增減、維修工作提供了開放的空間。地下管廊的運營者還可以在管廊規劃、建設與運營的同時規劃調整運維成本，這種全程受控的成本規劃為管廊的穩定運營創造了條件。

互聯網時代的主要特征

200年前工業革命初期管廊的定義就是下水道。如今我們的社會已跨入了互聯網時代，伴隨著信息技術的發展、城市規模擴大和人口增長，城市的功能也越來越豐富。城市地下綜合管廊的功能也由單一的城市排水，發展到通信、電力、燃氣、給水、熱力、中水、排水等的集合體。互聯網的出現給地下管廊注入了新的活力。云計算、大數據、物聯網、移動終端技術的引入不斷豐富了市政功能的內涵，也孕育催生著新型的市政需求。中國云計算專家咨詢委員會副主任、秘書長劉鵬教授曾指出：“云計算是通過網絡提供可伸縮的廉價的分布式計算能力。”這種能力將計算分布在大量的分布式計算機上進行，而非本地計算機或服務器中，這使得企業能夠將資源切換到需要的應用上，根據需求訪問計算機和存儲系統。這是一種應用互聯網的革命性舉措。云計算技術提供了一個能讓每一個互聯網的使用者充分享有全系統計算資源的方法。大數據是海量數據的集合體，是多樣化的信息資源。其特點是數據量大、種類多、表現關聯復雜、實時性強、所蘊藏的價值巨大。各行各業均表現為數據，眾多的信息和咨詢是紛繁復雜的，應用時需要搜索、處理、分析、歸納、總結其深層次的規律，發掘其中數據能夠表現的價值。物聯網是物與物相連的網絡。它的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上延伸、擴展到末端的網絡，其用戶端延伸和擴展到全系統物與物之間，進行數據信息的交換與通信。物聯網通過末端的感知與識別技術廣泛應用于網絡的融合中，是互聯網應用的擴展。隨著數據傳輸寬帶的發展、集成電路技術的快速進步，移動終端已擁有了愈來愈強大的數據處理能力。移動終端從簡單的通話工具轉變成了移動的綜合信息處理平臺。

虛擬城市地下綜合管廊的構成

實體城市地下綜合管廊具有城市大市政功能的基本特征，是城市建筑物在地下空間的表現形態，是數據信息的實際載體。正確、有效地表達實體地下管廊承載的數據信息，實現對整個地下管廊乃至智慧城市全系統完整壽命周期數據信息的有效管理，已經成為當前建筑行業亟待研究解決的重要課題。

虛擬管廊數據體系的構成實體管廊數據體系由艙段實體為代表的靜態數據；風、水、電等為代表機電、控制系統的動態數據；業務流程、人為干預等為代表的管理數據：各個大市政管道承載的城市功能數據四部分構成。靜態數據、動態數據、管理數據和市政數據構成了完整的虛擬城市地下綜合管廊數據體系，如圖1所示。

圖1 虛擬管廊數據系統圖

虛擬城市地下管廊的運行虛擬管廊是一個運行在管廊數據體系上的數據集合，是大市政各專業子系統運行的數據載體，是智慧城市數據體系的一部分。對于現代城市而言，城市地下綜合管廊不可能作為“信息孤島”運行在城市數據體系之外，互聯網提供了管廊與城市的數據鏈接。因此，從城市地下綜合管廊基礎數據采集、執行——城市地下綜合管廊平臺運行系統——智慧城市數字系統完整地構成了虛擬管廊數據體系從末端到智慧城市的縱向數據表達。云計算與大數據不但促進了實體管廊功能的發揮，更深入解釋了城市市政數據與城市功能數據之間的規律。

實體管廊與虛擬管廊管廊數據系統表達了城市地下綜合管廊完整的數據結構。建設廣義的數據集成系統是城市管廊管理平臺建設的目標。這個體系包括靜態數據、動態數據、管理數據和市政數據。管廊管理平臺在保證各個組成專業基本功能穩定運行的同時，經過對全系統數據信息的分析、挖掘將全系統鏈接成一個統一的數據系統。以“云大物移”為代表的互聯網核心技術實現了實體管廊數據的運行。虛擬管廊就是實體管廊在互聯網中的影像，兩者的比較詳見表1。

表1 實體管廊與虛擬管廊

平臺概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監控、能源管理、電氣安全、照明控制、環境監測于一體，為建立可靠、安全的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網絡、系統架構、聯動控制和綜合數據服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協調復雜的根本問題，大大提高了系統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環境和設備的使用和恢復效率。

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所環境監控系統、智能馬達監控系統、電氣火災監控系統、消防設備電源系統、防火門監控系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散指示系統。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監控、統一管理、統一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩定、有序的要求。

平臺拓撲圖

平臺子系統

電力監控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監控高低壓供配電系統開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。

環境監測

環境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統完成管廊環境綜合監控。

馬達監控

馬達監控實現對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監測和報警。在需要的情況下可以設置聯動控制。

電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監視，發生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

智能照明控制

①　防火分區單獨控制，分區內設置智能控制面板就地驅動器；開關驅動器連接消防報警系統，接收消防報警信息，強制打開驅動器回路。

②　廊內上方安裝智能照明傳感器，使人員進入管廊內自動開啟燈具，在管廊內停留燈具保持常亮，離開后燈具關閉。

③　除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監控當前區域的照明情況，必要時可遠程控制該區域的照明。

④　考慮現場模塊分布較廣，距離過長，除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監控當前區域的照明情況，必要時可遠程控制該區域的照明。

⑤　系統支持單控、區域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式，支持延時控制，避免同時亮燈負荷對配電系統造成沖擊。模塊不依賴系統，可獨立工作，每個模塊均自帶時間模塊，可根據經緯度自動識別日出日落時間實現自動控制功能。