基于邊緣計(jì)算技術(shù)的安科瑞綜合管廊能效管理平臺(tái)

一、平臺(tái)背景

綜合管廊一般是建于城市地下用于容納兩類(lèi)及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施，將電力、自來(lái)水、熱力、煤氣、電信、網(wǎng)絡(luò)等市政公用管線根據(jù)規(guī)劃要求集中敷設(shè)在同一個(gè)構(gòu)建物內(nèi)，實(shí)施統(tǒng)一設(shè)計(jì)、施工、管理的市政公用隧道空間，并且還具備排水、通風(fēng)、照明、通信和監(jiān)控等功能。主要的作用就是為了避免城市道路被反復(fù)開(kāi)挖，減少城市污染，為城市運(yùn)轉(zhuǎn)提供各種能源和通信，保證城市運(yùn)轉(zhuǎn)的高效。無(wú)論承載的管線出現(xiàn)故障，還是自身附屬設(shè)備出現(xiàn)故障，都可能造成部分功能的癱瘓，因此建設(shè)綜合管廊時(shí)需要設(shè)置各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)傳感器用于監(jiān)測(cè)和控制管廊內(nèi)部設(shè)施運(yùn)行情況。通常包括：管廊附屬地面及內(nèi)部供電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、排水排煙系統(tǒng)、環(huán)境溫、濕度，可燃?xì)怏w探測(cè)、門(mén)禁、入侵檢測(cè)、視頻、巡更等。

二、平臺(tái)目標(biāo)

針對(duì)綜合管廊建設(shè)和管理存在的問(wèn)題，建立一個(gè)全新的包含供電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)等，采用成熟的邊緣計(jì)算技術(shù)，通過(guò)ANet邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)進(jìn)行邏輯判斷和異常分析，充分利用工業(yè)總線或物聯(lián)網(wǎng)對(duì)管廊電力、環(huán)境、消防等多方面的監(jiān)測(cè)，同時(shí)也是為智慧管廊平臺(tái)和應(yīng)急指揮部提供智能、高效、穩(wěn)定的信息服務(wù)平臺(tái)。

三、平臺(tái)優(yōu)勢(shì)

1. 數(shù)據(jù)采集

秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間，保證采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)響應(yīng)，支持超大數(shù)據(jù)量運(yùn)算，單個(gè)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)大可以擴(kuò)展支持4萬(wàn)點(diǎn)以上數(shù)據(jù)處理能力，同時(shí)還支持4G數(shù)據(jù)采集功能；

2. 數(shù)據(jù)對(duì)接

l 設(shè)備側(cè)支持：ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、IEC103/104、OPC UA、BACNET等；

l 平臺(tái)側(cè)支持：ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、華為云、阿里云、騰訊云、華云104協(xié)議、SNMP、MQTT協(xié)議、OPC UA、IEC 61850、Q/GDW 376.1等；

3. 數(shù)據(jù)處理

l 邊緣計(jì)算設(shè)備大支持32G本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中斷或服務(wù)器維護(hù)時(shí)，可將數(shù)據(jù)緩存到本地，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后補(bǔ)傳數(shù)據(jù)；

l 支持通過(guò)繪制梯形圖實(shí)現(xiàn)本地邏輯控制，支持?jǐn)?shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，如根據(jù)水位啟動(dòng)水泵，根據(jù)氣體濃度啟動(dòng)風(fēng)機(jī)等；

l 支持外部供電中斷后向平臺(tái)發(fā)送報(bào)警信息；

l 支持對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行虛擬數(shù)據(jù)求和，支持?jǐn)?shù)據(jù)二次計(jì)算（加減乘除）；

4. 數(shù)據(jù)上傳

l 支持多級(jí)遙測(cè)越限報(bào)警和遙信變位報(bào)警信息上傳；

l 支持根據(jù)設(shè)置的數(shù)據(jù)變化絕對(duì)值或百分比主動(dòng)上傳；

l 支持遠(yuǎn)程更新升級(jí)、配置、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作；

l 支持?jǐn)?shù)據(jù)壓縮上傳；

l 支持對(duì)上傳數(shù)據(jù)硬件加密(國(guó)密算法SM1,SM4)、軟件加密(AES)；

l 支持同時(shí)往3個(gè)以上平臺(tái)上傳數(shù)據(jù)；

四、AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)

1. 平臺(tái)概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計(jì)，解決了綜合管廊在管理過(guò)程中存在內(nèi)部干擾性強(qiáng)、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率。

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)

2. 平臺(tái)組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái)，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過(guò)瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過(guò)一個(gè)平臺(tái)即可全局、整體的對(duì)管廊用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時(shí)滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

3. 平臺(tái)拓?fù)鋱D

4. 電力監(jiān)控

電力監(jiān)控主要針對(duì)10/0.4kV地面或地下變電所，對(duì)變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，對(duì)0.4kV出線配置多功能計(jì)量?jī)x表，用于測(cè)控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄等。

5. 環(huán)境監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃?xì)怏w濃度、門(mén)禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預(yù)警，同時(shí)也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

6. 馬達(dá)監(jiān)控

馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)管廊電機(jī)的保護(hù)、遙測(cè)、遙信、遙控功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護(hù)、監(jiān)測(cè)和報(bào)警。在需要的情況下可以設(shè)置聯(lián)動(dòng)控制。

7. 電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對(duì)配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器、防火門(mén)狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，并且對(duì)UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，發(fā)生異常時(shí)通過(guò)聲光、短信、APP及時(shí)預(yù)警。

8. 智能照明控制

①　防火分區(qū)單獨(dú)控制，分區(qū)內(nèi)設(shè)置智能控制面板就地驅(qū)動(dòng)器；開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器連接消防報(bào)警系統(tǒng)，接收消防報(bào)警信息，強(qiáng)制打開(kāi)驅(qū)動(dòng)器回路。

②　廊內(nèi)上方安裝智能照明傳感器，使人員進(jìn)入管廊內(nèi)自動(dòng)開(kāi)啟燈具，在管廊內(nèi)停留燈具保持常亮，離開(kāi)后燈具關(guān)閉。

③　除了現(xiàn)場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時(shí)可遠(yuǎn)程控制該區(qū)域的照明。

④　考慮現(xiàn)場(chǎng)模塊分布較廣，距離過(guò)長(zhǎng)，除了現(xiàn)場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時(shí)可遠(yuǎn)程控制該區(qū)域的照明。

⑤　系統(tǒng)支持單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，支持延時(shí)控制，避免同時(shí)亮燈負(fù)荷對(duì)配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨(dú)立工作，每個(gè)模塊均自帶時(shí)間模塊，可根據(jù)經(jīng)緯度自動(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 百科：城市地下綜合管廊.

[2] 安科瑞電氣股份有限公司.

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè).2020.06版.

安科瑞綜合管廊能效管理系統(tǒng)解決方案.2020.06版.