【摘 要】
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综合管廊是集电力、通信、燃气、给排水等各种管线于一体的地下空间,是保障城市安全可靠运行的重要基础设施,监测综合管廊的环境并通过智能控制确保安全意义重大。综合管廊位于城市的地下,常规的监控系统很难完全满足要求,设计出可靠的监控系统用于保障管廊本体、管廊工作人员安全以及确保管廊中设备的安全运行势在必行。本文针对综合管廊的监控需求、监控系统的软硬件设计与实现开展研究工作,具体内容如下:（1）在对综合管廊
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综合管廊是集电力、通信、燃气、给排水等各种管线于一体的地下空间,是保障城市安全可靠运行的重要基础设施,监测综合管廊的环境并通过智能控制确保安全意义重大。综合管廊位于城市的地下,常规的监控系统很难完全满足要求,设计出可靠的监控系统用于保障管廊本体、管廊工作人员安全以及确保管廊中设备的安全运行势在必行。本文针对综合管廊的监控需求、监控系统的软硬件设计与实现开展研究工作,具体内容如下:（1）在对综合管廊环境监控系统功能需求分析的基础上,确定了监控系统的监测与控制对象和系统的总体架构。根据对综合管廊所容纳设备的分析,确定了电缆接头温度、环境温湿度、CO、H2S、CH4等有害气体、氧含量以及集水坑水位等监测对象和细水雾降温设备、机械排风机以及潜污泵等控制对象,为了确保监测与控制的有效性和可靠性,借鉴边缘计算思想,采用分区监测与控制、综合数据与设备状态集中监管的总体架构方案。（2）为确保管廊的环境安全,借鉴大气环境评价体系,以监测数据为参考建立了控制管廊环境安全水平的评价方法。综合管廊中有各种检修和维护的需求,环境安全水平对检修维护人员的身体健康至关重要,采用层次分析法与模糊综合评价法对管廊空气环境进行综合评价。确定了管廊中各个控制量的参考值和各个控制对象的控制策略,为管廊环境安全水平的控制目标实现奠定了基础。（3）以管廊监控对象和监控系统总体架构为基础,管廊环境安全水平为控制目标,对管廊环境监控系统进行了软、硬件设计与实现。硬件方面,监控系统的现场硬件部分以Nano Pi Fire3作为行使边缘计算功能的主控制器,采用分布式理念无线接收监测量,GPIO输出控制量,HDMI展示现场量,采用TCP/IP协议接口与光纤连接,实现综合数据与设备状态的集中上传。软件方面,现场Nano Pi Fire3以Friendly Core为操作系统进行编程和控制,上位机服务器采用My SQL数据库存储综合数据,Python语言设计C/S模式下的用户管理程序。对设计完成的监控系统主要功能进行的测试与验证表明,各项功能满足设计要求。
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