城市综合管廊火灾预警探测器系统解决方案​

1) 国际、国内城市综合管廊的发展

自1833年法国巴黎建成了世界上第一条城市地下综合管廊，国外发达城市综合管廊的建设至今已经有超过180年的发展历程。与管线直埋敷设方式相比，综合管廊方式在保障城市安全，完善城市功能，促进城市集约高效发展方面具有较大优势，因此，综合管廊在欧、美、日及我国台湾地区得到了广泛应用。仅法国大巴黎地区综合管廊长度就达到2100公里，全日本建成的综合管廊达到1100公里，基本已覆盖主要城市建设密集地区，成为了国外发达城市市政建设管理现代化的标志。

   目前城市综合管廊建设密度（公里/平方公里，北京、上海）与国外发达城市（约0.2公里/平方公里，如东京、大阪）比较仍有较大差距。住房城乡建设部和财政部分别在2015年和2016年选定总共25个综合管廊试点城市，中央财政给予专项资金支持。住建部提出我国2015—2017年每年建设2000公里以上综合管廊的目标，可将城市综合管廊建设密度提高到0.5公里/平方公里，以期加速推动我国综合管廊的建设和发展。

  城市综合管廊是城市公用管线敷设集约化、综合化、廊道化发展的趋势。经过百多年的探索、研究、改良和实践，地下综合管廊的建设技术已日臻成熟。

  从巴黎早期在地下大型排水沟道内加敷供水、电话等管线，到日本东京地下大型盾构管廊内敷设排水、给水、电力、电信、供热、燃气、气力管道等管线，综合管廊技术的发展，已经可以容纳所有市政管线进入，辅以现代化的监控管理等信息化智能管理措施，提升了综合管廊的管理水平和安全保障程度。

2015年以来我国陆续发布了《城市综合管廊工程技术规范》和《城市地下综合管廊工程规划编制指引》等国家标准，北京、深圳等重要城市则编制了自己的地方标准，从技术层面提出了包含排水及燃气管线在内的全部市政管线纳入综合管廊内的技术要求，对综合管廊的总体设计、管线设计、附属设施设计、结构设计、施工及验收以及维护管理做出了规定。

2) 问题的提出

城市综合管廊作为未来城市的“神经和血管系统”，对于智慧城市的重要性不言而喻。而城市综合管廊的建设中汇集了电力、电信、燃气、给水等管线或电缆，管廊的安全问题就显得比较突出。主要表现为以下几方面的问题：

第一，环境和健康安全、火灾、电气安全、人为破坏和自然灾害是城市综合管廊主要面临的灾害类型，相互之间的耦合发展特性突出。不同的安全问题之间相互作用，相互影响，而且舱与舱之间、管线之间、电缆之间、舱与路面之间均形成耦合影响问题。

第二，灾害事件的预警控制和管理能力至关重要。由于综合管廊的影响面广，因此将一切灾害问题发现和处置在萌芽状态意义重大，需要建设早期预警监控系统，灾害控制与扑救系统，系统整合与综合管理系统等。

第三，综合管廊所有安全和运行系统设备的耐环境性能十分重要。对于地下综合管廊来讲，属于典型的地下空间，环境呈现潮湿、凝露甚至湿热等特征，对于常规建筑中使用的电子产品和消防设施是一个考验。

二. 系统框架

消防与安全防范系统重点要解决的问题是综合管廊的电气等各类火灾问题、热灾害抑制控制问题、防火隔断问题、通风排烟问题、人为破坏问题等。TunnelSurvey消防与安全防范系统整合解决方案是一套整合建筑耐火防火、可燃气体泄漏探测报警、火灾自动报警系统、门禁系统、入侵报警系统、智能视频监控系统、联动控制系统以及消防灭火系统于一体的系统，所要解决的核心问题在于：第一，极早期发现隐患（包括热灾害迹象、可燃气体泄漏、水管泄露、火灾等），极早期处理；第二，通过技术防范可能隐患（无端人员侵入等）的发生；第三，控制和扑救灾害（包括易燃易爆气体、火灾等）。另外，TunnelSurvey系统与其他综合监控系统整合形成综合监控、信息管理与运维管理平台，实现综合管廊的实时智慧监控和运维管理。

针对城市综合管廊的特点和智慧城市发展的需要，建设图2.1所示的综合监控、信息管理与运维管理平台是必要的，应用层的系统主要由管线检测与报警联动控制系统、环境监测与建筑健康安全系统、安全防范系统、消防系统、公辅系统等组成。

TunnelSurvey消防与安全防范系统整合解决方案重点在于通过信息共享、整合融合技术，基于视频图像火灾探测、智能事件检测与视频监控三合一等成熟技术，实现城市综合管廊的消防与安全防范系统整合和成套化，用Zui少的系统和设备，解决管廊的核心安全问题，减少或避免廊道可能出现的热灾害、人为灾害、电气灾害等，并且成为综合监控、信息管理与运维管理平台的重要支撑。

TunnelSurvey城市综合管廊消防与安全防范整合系统主要由火灾自动报警及联动控制系统、分布式光纤感温探测器、分布式图像型/光束复合图像型火灾探测器（三合一系统的核心部分）、分布网络热像温度监测系统、防火门监控系统、电气火灾监控系统、可燃气体报警系统、消防电话系统、应急广播系统、视频图像智能监控系统、入侵探测系统、门禁系统、自动灭火系统，另外还包括结构耐火与防火保护等。

分布智能图像火灾探测报警系统的使用方法在于：

1) 于电力舱，每100m设置一套探测器（含图像火灾探测单元和红紫外光束发射单元），对于存在弯道等因素的部位适当加密设置；每个防火分区2套，探测器的报警信号与光纤感温报警信号复合进行固定式灭火系统的联动控制；

2) 于综合舱，无动力电缆的舱室无须设置。如果敷设动力电缆较多时，每100m设置一套探测器（含图像火灾探测单元和红紫外光束发射单元），对于存在弯道等因素的部位适当加密设置；设有固定式灭火系统的，探测器的报警信号与光纤感温报警信号复合进行固定式灭火系统的联动控制。

三.  系统特点与优势

1) 安全相关系统的整合融合，大大提高系统可靠性的情况下，还具有很好的经济性

    由于城市综合管廊或地下电缆隧道的安全问题是一个综合问题，并不是单一的火灾或者电气安全问题，因此系统的设计需要整体整合考虑，形成整合融合的系统显得尤为重要。而整合融合的系统大大简化系统的设置，减少故障率，大大提高了系统的可靠性，而更加精简的系统架构，使得经济性更好，也符合当前管廊建设的大政方针，具有很好的社会效益。

2) 智能光图火灾（烟雾/火焰）探测报警系统确保了灭火系统正确的启动时机和效能

    综合管廊的自动灭火系统存在一个共性问题，即在无火焰情况下，启动气溶胶和干粉都是一个较大的问题，一旦灭火剂在无焰条件下喷射完毕，真着火了，将不起作用！另外，在无焰条件下启动细水雾也同样存在问题，可能造成出现问题的街头和电缆进一步降低绝缘电阻，造成更大的事故。

对于所选择的感烟火灾探测器和感温火灾探测器，通常情况，在异常情况下烟雾现象是必然的，但是温度报警则与探测器类型和敷设方式有关，感温探测器完全可能在没有火焰的情况下温度异常报警，也就是说即便采用烟雾和感温的复合，仍然可能出现无焰启动的情况。

而AlarmEye智能光图火灾（烟雾/火焰）探测报警系统则同时针对烟雾和火焰进行探测，通过使用红紫外光源增加了探测烟雾的可靠性，而火焰报警、定位/定区则对灭火系统至关重要。

3)系统更简洁，使用维护工作量更少

    同样的功能，更少的系统类型，使得整合融合系统更简洁，当然也就降低了系统的维护工作量。这对于大量建设的综合管廊是十分重要的。

四.  系统应用

1. 深圳北环电缆隧道三合一监控系统

1.1 三合一视频监控系统的总体设计

根据北环电缆隧道的分布和特点，总体设计中共设置了4个信息汇集中心。整体系统分为信息汇集中心设备和现场设备两部分，传输设备采用基于ACU的公共平台。

根据三合一视频监控系统的功能要求，设计采用了分布智能图像火灾（烟雾/火焰）探测器，用以实现隧道内的火灾烟雾和火焰的探测，实现火灾位置的定位，并实现隧道内人员进入的侦测。分布智能图像火灾（烟雾/火焰）探测器的信号接入区域内的ACU区域控制单元，并通过光纤网络传输到信息汇集中心。另外，在隧道内的非电缆接头区还设置1套红外球型智能网络摄像机，在工作井等位置设置红外固定式摄像机。

每一个信息汇集中心设置视频分析服务器一套，流媒体及存储服务器一套，综合工作站一套。分析服务器实现对前端视频的分析；流媒体及存储服务器应该有流媒体服务器和磁盘阵列存储设备组成，主要完成流媒体的分发、存储等。

针对本次设计需要深化设计的内容是，如果火灾报警控制器不能通过网络连接时，原则上需要考虑分布智能图像火灾（烟雾/火焰）探测器的火灾报警信号还需要通过二总线输入模块接入到火灾报警控制系统，与光纤感温结合对灭火系统进行复合联动。这个似乎在招标文件里体现不出来。

1.2 探测器及摄像机的布置

    系统设计的方式如下：对于电缆接头集中区，每100m一个分区，每隔50m设置一套分布智能图像火灾探测器，分布智能图像火灾探测器的网络输出直接接入到分区ACU内置的以太网交换机。分布智能图像火灾探测器的火灾位置信息可以通过视频服务器提供给报警联动控制系统。对于非接头区域，每200m一个防火分区，设置一套分布智能图像火灾探测器和一套红外球型摄像机，信号连接方式与以上方式相同，但不需要联动灭火系统。另外，在工作井等部位设置固定红外摄像机。