CN106097637B - 地上地下空间设施安防管理信息化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地上地下空间设施安防管理信息化系统，属于城市公共安全技术领域。其解决了现有技术存在的基础设施和地质，以及地下管线和设备的安全管理问题。本发明包括地上空间设施安防管理信息化系统、地下空间设施安防管理信息化系统和一体化融合应用管理平台，地上空间设施安防管理信息化系统包括楼宇内运行管道监测预警系统、危险气体监测系统和排气管理系统；地下空间设施安防管理信息化系统包括基础设施和地质的安全管理系统，以及地下管线和设备的安全管理系统，本发明通过建立地上地下一体化融合应用管理平台，实现以数据为核心的安全运营服务模式，实现单项与整体的有机结合，成为国家及地方新型智慧城市不可缺的公共安全应急信息化系统。

Description

地上地下空间设施安防管理信息化系统

技术领域

本发明涉及地上地下空间设施安防管理信息化系统，属于城市公共安全技术领域。

背景技术

地上地下空间设施安防管理信息化系统主要包括两个部分，一个是地上空间设施安防管理信息化系统，另一个是地下空间设施安防管理信息化系统。

地上空间设施安防管理信息化系统主要包括楼宇内运行管道的监测预警及排气的监测预警及排气管理系统。目前，市面上已经出现了一些家用煤制气天然气泄漏检测及报警装置产品，可以检测厨房天然气泄漏，在天然气浓度到达一定值后，气体检测器件将会技术做出反应，发出报警信号，提醒用户尽快处理；科技工作者对楼宇外煤制气、天燃气等输气管道在长输和短输管网监测方面的单项研究，也取得了一定的进展。然而，从进入楼宇开始的输气管道至进入各楼层用户以外的管道冒漏监测管理，却鲜有人研究，由于这段管网为了居民使用气体而铺设，从技术层面难以区分住户用气和管道漏气的关系，这段管道与居住用户交替在一起，稍有问题发生，后果将不堪设想。这个问题的解决将从跟上解决输气管网安防智能化全流程无缝衔接。

地下空间设施安防管理信息化系统牵扯两个方面，一方面是对基础设施和地质的安全管理；另一方面是对地下管线和设备的安全管理。对地下管线和设备的安全管理又分两部分，一部分是对直埋式地下管线的安全管理；另一部分是对在管廊、管沟或地铁、隧道、防空洞和深井开采中管线与设备的安全管理。

目前，地下空间设施安防管理所存在的问题。城市地下隧道、地铁、防空洞、停车场；燃气、废气、供热、供水、排水、电缆、光缆、电力等地下管线；野外深井开采、输油管道和输气管道的长输与短输、高压输电、太阳能利用等设施是城市赖以生存和发展的物质基础，是城市的“生命线”，关系到国家经济发展、社会的安全与城乡居民生活质量。而我国的地下管线系统铺设之初就无标识、更没有统一规划；还有行政的分割，使各单位信息不共享，形成地下空间与地上输送各行业部门的信息孤岛化，城市信息资源碎片化，城市安全的脆弱化。造成事故不断发生，仅靠行业人力疲劳应对。

如何将上述各项纳入统一的安全防控系统管理，解决当前城市地下空间设施安防管理所存在的相互孤立不协调状况，需要建立地下空间设施安全运行管理体系，结合地上空间设施安全运行技术，对地质灾情、设施进行整体预警管理。地下空间设施管理还包括：对人体热力识别、气体流动识别、机器人电能识别、爆炸物药物识别的防暴反恐内容。对地质与设施的运行状态管理，是通过信息采集，通过局域网覆盖将信息纳入实时动态监控，对出现问题的具体点由专网或者租用通道，实现局部和全国的信息共享与联动指挥。达到既能对地质、设施运维安全通过一体化融合应用管理平台，又能对各单项进行单独梳理管理。通过建立地上地下一体化融合应用管理平台，实现以数据为核心的安全运营服务模式，实现单项与整体的有机结合，成为国家及地方新型智慧城市不可缺的公共安全应急信息化系统，而系统体系还能融合城市管理已经建立的信息化内容，比如已经建立的信息化系统和所有在线的公安、交通、城管、环保、海洋监测等视频监控信息。

发明内容

本发明的目的在于克服现有存在的只能单一解决地下管线破损冒漏的问题且无法解决人为破损的问题，本发明通过多种监测手段以及相关传感器，网络物联，系统集成，数据支撑，既保证管线破损时实现自动预警以及应急处理，又防止了人为破损，在防暴反恐领域发挥作用。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种地上地下空间设施安防管理信息化系统，包括地上空间设施安防管理信息化系统、地下空间设施安防管理信息化系统和一体化融合应用管理平台，其中，

地上空间设施安防管理信息化系统包括楼宇内运行管道监测预警系统、危险气体监测系统和排气管理系统；地下空间设施安防管理信息化系统包括基础设施和地质的安全管理系统，以及地下管线和设备的安全管理系统，其中，地下管线和设备的安全管理系统包括直埋式地下管道预警管理系统、管廊管沟预警管理系统、采用介入式处理方式的管廊管沟与直埋式的结合式预警管理系统、解决地下管线的反恐防爆预警管理系统；

一体化融合应用管理平台包括数据处理模块、显示模块、数据接口和采集模块,其中：数据处理模块，用于处理地下空间设施安防管理信息化系统探测的各类地下设施数据，并控制处理地下设施综合预警管理系统的动作；显示模块，用于显示当前地下设施实时情况以及是否有管线破损冒漏点及管线破损冒漏点位置；采集模块用于采集地上空间设施安防管理信息化系统和地下空间设施安防管理信息化系统采集到的数据；

地上空间设施安防管理信息化系统和地下空间设施安防管理信息化系统分别通过一体化融合应用管理平台的数据接口形成整体。

进一步地，楼宇内运行管道监测预警系统、危险气体监测系统和排气管理系统均设置有次声波传感器、红外线气体传感器、关断装置、排气装置、电磁阀、蜂鸣器或声光报警器、通信模块、显示模块和数据处理单元。

进一步地，次声波传感器安装于楼宇内管道底端和顶端，对管道内次声波信号进行检测；红外气体传感器安装于管道底端，用于检测泄漏的天然气；电磁阀安装通往楼宇的总管路上，检测到天然气泄漏时，直接切断总管路。

进一步地，包括基础设施和地质的安全管理系统包括一体化融合应用管理平台、地下空间设施综合预警管理系统、地下设施水浸自动排水装置、消防预警管理系统、视频监控系统、地质监测系统和配电照明系统。

进一步地，地下设施及地质的运行状态信息通过地下空间设施安防管理信息化系统传至一体化融合应用管理平台，通过局域网建设对地下信息实施区域化实时动态管理，对出现问题的具体位置信息通过专网传输通道，实现局部和全国的信息共享与联动指挥。

进一步地，直埋式地下管道预警管理系统包括次声波传感器、气体传感器和摄像头。

进一步地，管廊管沟预警管理系统包括动态压力传感器、射频传感器、空气流量传感器和防爆压力传感器。

进一步地，采用介入式处理方式的管廊管沟与直埋式的结合式预警管理系统包括动态压力传感器、射频传感器、空气流量传感器、防爆压力传感器、光栅传感器、湿度传感器、排气扇和排水泵。

进一步地，解决地下管线的反恐防爆预警管理系统包括动态压力传感器、空气流量传感器和防爆压力传感器。

进一步地，一体化融合应用管理平台的采集模块采集的信息包括直埋式管线和管廊管沟内运行管线的实时运行状况信息、破损冒漏点位置信息、地下空间的防暴反恐信息、地质变化信息、地质灾情信息和地上城市管理信息化内容，地上城市管理信息化内容包括已经建立的部分仍有价值的信息化系统，及所有在线的公安、交通、城管、环保、海洋监测视频探头信息。

本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的地上地下空间设施安防管理信息化系统，解决了当前城市地下空间设施安防管理所存在的相互孤立不协调状况；

(2)本发明所述的地上地下空间设施安防管理信息化系统，采用多种监测手段对地下管线进行实时监控，同时解决管线破损和人为破损的问题；

(3)本发明所述的综合预警管理系统融合了地上和地下管线的安防管理，将地下管线的信息采集之后的传输管理部分统一起来，实现全国范围的互通互联共享。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一：

地上地下空间设施安防管理信息化系统包括两部分：地上空间设施安防管理信息化系统和地下空间设施安防管理信息化系统。

地上空间设施安防管理信息化系统包括楼宇内运行管道的监测预警及排气系统，其中包括：次声波传感器、红外线气体传感器、关断装置、排气装置、电磁阀、蜂鸣器或声光报警器、通信模块显示模块和数据处理单元。

地下空间设施安防管理信息化系统包括：一体化融合应用管理平台、地下空间设施综合预警管理系统、地下空间防暴反恐系统、危险气体监测系统、地下设施水浸自动排水装置、消防预警管理系统、视频监控系统、地质监测系统、配电照明系统，通过介入式管理使管廊管沟与直埋式统一的综合预警管理系统，城市地下空间设施所有信号采集进入一体化融合应用管理平台后，与地上城市管理信息化预警管理系统连接，形成城市公共管理融合应用综合预警管理系统。

一体化融合应用管理平台包括数据处理模块、显示模块和通信模块,其中：数据处理模块，用于处理地下空间设施安防管理信息化系统探测的各类地下设施数据，并控制处理地下设施综合预警管理系统的动作；显示模块，用于显示当前地下设施实时情况以及是否有管线破损冒漏点及管线破损冒漏点位置；通信模块，用于跟一体化融合应用管理平台通信，传送数据或接受指令；数据处理单元分别与显示模块和通信模块相连。

一体化融合应用管理平台采集的信息包括直埋式管线和管廊管沟内运行管线的实时运行状况信息、破损冒漏点位置信息及地下空间的防暴反恐信息；包括地质变化信息以及地质灾情信息；还包括地上城市管理信息化内容，比如已经建立的信息化系统，及所有在线的公安、交通、城管、环保、海洋监测的视频信息。

地下设施及地质的运行状态等信息通过信息采集传至一体化融合应用管理平台，通过局域网建设对地下信息实施区域化实时动态管理，对出现问题的具体位置信息通过专网传输通道，实现局部和全国的信息共享与联动指挥。

实施例二：

地上空间设施安防管理信息化系统，包括楼宇内运行管道的监测预警及排气系统。

次声波传感器安装于楼宇内管道底端和顶端，对管道内次声波信号进行检测；红外气体传感器安装于管道底端，用于检测泄漏的天然气；电磁阀安装通往楼宇的总管路上，检测到天然气泄漏时，直接切断总管路。

使用时，首先预设一个时间阈值，次声波传感器监测漏气信号及泄漏位置信息。当某个点的漏气时间超过预设时间后，可将其判定为是泄漏点。天然气泄漏后，由于比重较大，会在管井内下沉，此时，通过红外气体传感器检测其浓度，当检测到浓度超过一定阈值后，数据处理单元的主控芯片发出信号，控制启动排气装置，排出危险气体，同时切断电磁阀，避免危险气体继续集聚。

实施例三：

地上空间设施安防管理信息化系统，电磁阀安装在通往住户的管道上，判定泄漏点位置后，切断该处以及相关位置的用户管道通路。其余同实施例二。

实施例四：

地上空间设施安防管理信息化系统还包括蜂鸣器或声光报警器，当出现泄漏时，发出鸣响或声光报警信号。用以提醒用户，发出报警信号分钟后，切断电磁阀，以给用户留出足够的反应及处理时间。其余同实施例二。

实施例五：

地下空间设施安防管理信息化系统，包括地下空间设施综合预警管理系统。

地下空间设施综合预警管理系统包括直埋式管线综合预警管理系统和管廊管沟运行管线综合预警管理系统；

地下空间设施综合预警管理系统包括次声波传感器、压力传感器、温湿度传感器、红外线气体传感器/激光气体传感器、分布式光纤传感器和视频监控系统；破损冒漏点位置信息通过红外线气体传感器、次声波传感器、分布式光纤传感器、温度传感器、压力传感器等多种传感器进行地下设施实时运行信息采集，采用交叉技术，反复确认地下管线的破损冒漏信息，减少误报率；地下设施内设置有对于光栅传感器和湿度传感器，对检测到的渗漏点进行应变的排气扇和排水泵；一体化融合应用管理平台采集的数据采用区域管理的决策方式。

实施例六：

地下空间设施安防管理信息化系统，包括地下空间防暴反恐系统。

地下空间防暴反恐系统包括红外线热成像装置、动态压力传感器、射频传感器、空气流量传感器和防爆压力传感器；当人工操控的机器人或者人员入侵地下设施时，红外线热成像装置、动态压力传感器、射频传感器、空气流量传感器和防爆压力传感器等传感器将采集到的信息传输到一体化融合应用管理平台，以便进行预警管理以及应急处理。

实施例七：

地下空间设施安防管理信息化系统，还包括危险气体监测系统和地下设施积水自动排水装置；

其中，危险气体监测系统包括红外线气体传感器、激光气体传感器、温湿度传感器和排气扇。红外线气体传感器和激光气体传感器用于检测地下设施内的CO、CH₄、H₂S等危险气体的浓度；温湿度传感器，用于检测地下设施内的温湿度状况；

地下设施积水自动排水装置包括液位传感器和排水泵：液位传感器，用于检测集水坑中积水的水位；排水泵，用于处理集水坑中积水。

实施例八：

地下空间设施安防管理信息化系统，包括消防系统，解决地下设施中发生的消防问题，其中包括烟雾传感器、温度传感器、火焰传感器、声光报警系统、灭火系统。

实施例九：

地下空间设施安防管理信息化系统，包括视频监控系统，可以对地下设施进行实时监控管理，当出现管线破损冒漏、人为破坏和地质灾情时，一体化融合应用管理平台可以切换到相应监控设备，实现真正的实时动态监控。

实施例十：

地下空间设施安防管理信息化系统，包括地质监测系统，对地质变化及地质灾情进行综合预警管理。

其中包括振动传感器、位移传感器、压力传感器、温度传感器和湿度传感器。

实施例十一：

地下空间设施安防管理信息化系统还包括配电照明系统，对地下设施内的供电和照明进行管控。

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种地上地下空间设施安防管理信息化系统，包括地上空间设施安防管理信息化系统、地下空间设施安防管理信息化系统和一体化融合应用管理平台，其中，

地上空间设施安防管理信息化系统包括楼宇内运行管道监测预警系统、危险气体监测系统和排气管理系统；地下空间设施安防管理信息化系统包括基础设施和地质的安全管理系统，以及地下管线和设备的安全管理系统，其中，地下管线和设备的安全管理系统包括直埋式地下管道预警管理系统、管廊管沟预警管理系统、采用介入式处理方式的管廊管沟与直埋式的结合式预警管理系统、解决地下管线的反恐防爆预警管理系统；

一体化融合应用管理平台包括数据处理模块、显示模块、数据接口和采集模块,其中：数据处理模块，用于处理地下空间设施安防管理信息化系统探测的各类地下设施数据，并控制处理地下设施综合预警管理系统的动作；显示模块，用于显示当前地下设施实时情况以及是否有管线破损冒漏点及管线破损冒漏点位置；采集模块用于采集地上空间设施安防管理信息化系统和地下空间设施安防管理信息化系统采集到的数据；

地上空间设施安防管理信息化系统和地下空间设施安防管理信息化系统分别通过一体化融合应用管理平台的数据接口形成整体。

2.根据权利要求1所述的地上地下空间设施安防管理信息化系统，其特征在于：楼宇内运行管道监测预警系统、危险气体监测系统和排气管理系统均设置有次声波传感器、红外线气体传感器、关断装置、排气装置、电磁阀、蜂鸣器、声光报警器、通信模块、显示模块和数据处理单元。

3.根据权利要求2所述的地上地下空间设施安防管理信息化系统，其特征在于：次声波传感器安装于楼宇内管道底端和顶端，对管道内次声波信号进行检测；红外气体传感器安装于管道底端，用于检测泄漏的天然气；电磁阀安装通往楼宇的总管路上，检测到天然气泄漏时，直接切断总管路。

4.根据权利要求1所述的地上地下空间设施安防管理信息化系统，其特征在于：包括基础设施和地质的安全管理系统包括一体化融合应用管理平台、地下空间设施综合预警管理系统、地下设施水浸自动排水装置、消防预警管理系统、视频监控系统、地质监测系统和配电照明系统。

5.根据权利要求4所述的地上地下空间设施安防管理信息化系统，其特征在于：地下设施及地质的运行状态信息通过地下空间设施安防管理信息化系统传至一体化融合应用管理平台，通过局域网建设对地下信息实施区域化实时动态管理，对出现问题的具体位置信息通过专网传输通道，实现局部和全国的信息共享与联动指挥。

6.根据权利要求1所述的地上地下空间设施安防管理信息化系统，其特征在于：直埋式地下管道预警管理系统包括次声波传感器、气体传感器和摄像头。

7.根据权利要求1所述的地上地下空间设施安防管理信息化系统，其特征在于：管廊管沟预警管理系统包括动态压力传感器、射频传感器、空气流量传感器和防爆压力传感器。

8.根据权利要求1所述的地上地下空间设施安防管理信息化系统，其特征在于：采用介入式处理方式的管廊管沟与直埋式的结合式预警管理系统包括动态压力传感器、射频传感器、空气流量传感器、防爆压力传感器、光栅传感器、湿度传感器、排气扇和排水泵。

9.根据权利要求1所述的地上地下空间设施安防管理信息化系统，其特征在于：解决地下管线的反恐防爆预警管理系统包括动态压力传感器、空气流量传感器和防爆压力传感器。

10.根据权利要求1所述的地上地下空间设施安防管理信息化系统，其特征在于：一体化融合应用管理平台的采集模块采集的信息包括直埋式管线和管廊管沟内运行管线的实时运行状况信息、破损冒漏点位置信息、地下空间的防暴反恐信息、地质变化信息、地质灾情信息和地上城市管理信息化内容，地上城市管理信息化内容包括已经建立的部分仍有价值的信息化系统，及所有在线的公安、交通、城管、环保、海洋监测视频探头信息。