地下综合管廊行业发展应用

行业背景

综合地下管廊,就是地下城市管道综合走廊。即在城市地下建造一个隧道空间,将电力、通讯,燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。它是实施统一规划、设计、施工和维护,建于城市地下用于铺设市政公用管线的市政公用设施。目前国内的综合地下管廊建设还处于初期发展阶段。

目前国家高度重视推进城市地下综合管廊建设,早在2015年,国务院就下发了推进城市地下综合管廊建设的指导意见,目标是到2020年,建成一批具有国际先进水平并投入运营的地下综合管廊,同时设立了第一批试点城市(10个):包头、沈阳、哈尔滨、苏州、十堰、长沙、海口、六盘水、白银。2016年第二批试点城市(15个)有:郑州、广州、石家庄、四平、青岛、威海、杭州、保山、南宁、银川、景德镇、成都、合肥、海东,并予以专项资金支持,其他未试点城市也有相关规划和建设。
综合管廊因其特殊的环境结构,对其智慧化的运营管理也提出了更高的要求。因此需要部署一系列的传感器用于实时监测,以及巡检、消防机器人和手持PAD的移动巡检等等,为此需要一套稳定可靠的无线传输系统用于多业务数据的承载。

需求

管廊信息化管理:因为地下管廊结构复杂,长度较长,所以需要对地下综合管廊进行全面信息化管理,为此部署了大量监测传感器,通过无线实时获取传感器数据,全面监测市政隧道内各类能源设施设备状态,防患设备故障隐患,提高管廊管理效率。
无线通讯 快速稳定:因为需要对管廊内设备的运行状况进行实时监测,第一时间发现隐患,所以亟需一个快速稳定的无线网络。
巡检机器人和巡检员的控制和定位:为了全方位地监测管廊内设施的运行运行状态,所以利用各类功能性机器人技术能对地下管廊进行动态巡检与在线监测,并且需要实时地通过无线将监测数据回传。为了第一时间获取故障点的位置还需要对机器人进行在线定位,进行可视化的管理。
人工巡检手持终端的定位和数据回传:在机器人巡检的同时也定期进行人工巡检,巡检人员手持PAD移动巡检需要实时回传数据,同时也需要对该人员进行定位管理,方便及时排查解决故障点所在的防火区位置。
无缝漫游:为了保证监测数据的稳定回传和机器人控制数据的实时下发,需要管廊内的无线覆盖实现快速无缝漫游,防止因切换时网络丢包过多而造成的业务中断。
高抗干扰性:由于管廊长度较长,且内部管线类型多样,在和通讯管道、电力管道内按照时要考虑电磁干扰和设备之间的临频、同频干扰,保证覆盖网络稳定、可靠。
终端类型的识别与准入:为了防止非相关工作的终端接入,进行终端类型的识别与准入、非法接入报警,保证网络安全。
网络管理需求:减小网络管理难度,提供IT运维人员工作效率,提供可视化、综合性的网络管理。
后期建设扩容:为了能够应对今后行业对于无线网络的更多的需求,例如增加传感器、巡检终端、机器人等等,这需要我们保证在当前实际以及可见的未来发展的基础上建设高性价比的WLAN,为了保证无线网络的可扩展性,避免将来的二次建设,需要在方案构架,这样不仅能充分保护原有资源,而且具有较高的性价比。
易于安装维护:鉴于管廊内部施工难度较大,管廊内所部署的无线硬件设备要求一体化集成设计,组网时满足即插即用,使整个无线网络易搭建、易维护。

解决方案 solution

前端:一体化地下管廊定制化无线覆盖设备对各类移动终端进行远距离覆盖接入;
管廊内部网络:无线设备就近接入每个防火区内的信息箱,融入管廊内部环形汇聚、核心网络;
中心平台:中心机房服务器集群各自对应不同的功能业务,分别负责不同数据的采集、分析和终端控制。

单个防火区距离约为200米,只需要安装一台epotel亿波普天工业级一体化智能无线AP,即可完成对地下管廊无线机器人巡检、无线语音对讲、无线人员定位等系统的数据接入、实时回传。

机器人无线子系统:
因为管廊内空间狭长,所以采用室外智能AP自带定向天线进行无线覆盖。
在机器人上加装定制化无线移动终端设备,能够保障机器人监测数据回传的稳定性和控制信号实时传输。
单防火区距离200米左右,使用一台智能无线AP覆盖即可,在管廊长度超过200米的情况,可利用同频组网将所有室外智能AP通过RF虚拟化技术,将所有智能AP逻辑为一个虚拟无线网络,所有无线智能AP部署在同一个信道、同一个BSSID,这样机器人无线终端在AP间切换时就不存在漫游问题,可达到无缝漫游的效果。并且因为所有无线智能AP已实现虚拟化,在信号空白区域加装AP时不需要调节其它AP的信号功率大小,只需要直接加装一个设备即可,就像装灯泡一样简单,有效减轻运维工作量。 

人工巡检无线子系统:
同样采用室外智能AP自带向天线进行无线覆盖,采用同频组网方案进行部署,对管廊内巡检人员的移动手持终端设备覆盖接入,将业务数据实时回传到中心。

机器人和巡检人员定位解决方案:
前度智能无线AP配合中心综合网管平台,可以基于WiFi覆盖网络,实时监测到每个巡检机器人、巡检人员所在的防火区位置,便于登记巡检上报的故障点位置,同时也能对巡检人员进行调度和管理。
终端类型的识别与准入解决方案:
利用MAC地址白名单,只允许工作相关的终端接入,保障网络畅通;
利用综合管理平台,对未经录入的终端登陆进行报警提示,便于管理员进行甄别准入或者拒绝接入;
通过物联网动态密码认证,每个终端通过算法生成一个唯一的密码接入同一个SSID,形成终端 MAC 与密码一一对应,从而保证网络接入的安全性,防止密码被破解。

 

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