基于邊緣計算技術的安科瑞綜合管廊能效管理平臺

一、平臺背景

綜合管廊一般是建于城市地下用于容納兩類及以上城市工程管線的構筑物及附屬設施，將電力、自來水、熱力、煤氣、電信、網絡等市政公用管線根據規劃要求集中敷設在同一個構建物內，實施統一設計、施工、管理的市政公用隧道空間，并且還具備排水、通風、照明、通信和監控等功能。主要的作用就是為了避免城市道路被反復開挖，減少城市污染，為城市運轉提供各種能源和通信，保證城市運轉的高效。無論承載的管線出現故障，還是自身附屬設備出現故障，都可能造成部分功能的癱瘓，因此建設綜合管廊時需要設置各類現場傳感器用于監測和控制管廊內部設施運行情況。通常包括：管廊附屬地面及內部供電系統、照明系統、消防系統、排水排煙系統、環境溫、濕度，可燃氣體探測、門禁、入侵檢測、視頻、巡更等。

二、平臺目標

針對綜合管廊建設和管理存在的問題，建立一個全新的包含供電系統、消防系統、照明系統、環境系統等，采用成熟的邊緣計算技術，通過ANet邊緣計算網關進行邏輯判斷和異常分析，充分利用工業總線或物聯網對管廊電力、環境、消防等多方面的監測，同時也是為智慧管廊平臺和應急指揮部提供智能、高效、穩定的信息服務平臺。

 三、平臺優勢

1. 數據采集

秒級響應時間，保證采集數據實時響應，支持超大數據量運算，單個邊緣計算節點最大可以擴展支持4萬點以上數據處理能力，同時還支持4G數據采集功能；

2. 數據對接

l 設備側支持：ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、IEC103/104、OPC UA、BACNET等；

l 平臺側支持：ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、華為云、阿里云、騰訊云、華云104協議、SNMP、MQTT協議、OPC UA、IEC 61850、Q/GDW 376.1等；

3. 數據處理

l 邊緣計算設備最大支持32G本地數據存儲，當網絡中斷或服務器維護時，可將數據緩存到本地，網絡恢復后補傳數據；

l 支持通過繪制梯形圖實現本地邏輯控制，支持數據聯動，如根據水位啟動水泵，根據氣體濃度啟動風機等；

l 支持外部供電中斷后向平臺發送報警信息；

l 支持對采集的數據進行虛擬數據求和，支持數據二次計算（加減乘除）；

4. 數據上傳

l 支持多級遙測越限報警和遙信變位報警信息上傳；

l 支持根據設置的數據變化絕對值或百分比主動上傳；

l 支持遠程更新升級、配置、數據實時監控，減少現場維護工作；

l 支持數據壓縮上傳；

l 支持對上傳數據硬件加密(國密算法SM1,SM4)、軟件加密(AES)；

l 支持同時往3個以上平臺上傳數據；

四、AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

1. 平臺概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監控、能源管理、電氣安全、照明控制、環境監測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網絡、系統架構、聯動控制和綜合數據服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協調復雜的根本問題，大大提高了系統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環境和設備的使用和恢復效率。

            AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

2. 平臺組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所環境監控系統、智能馬達監控系統、電氣火災監控系統、消防設備電源系統、防火門監控系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散指示系統。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可全、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監控、統一管理、統一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。

3. 平臺拓撲圖

4. 電力監控

電力監控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監控高低壓供配電系統開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。

5. 環境監測

環境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統完成管廊環境綜合監控。

6. 馬達監控

馬達監控實現對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監測和報警。在需要的情況下可以設置聯動控制。

7. 電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監視，發生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

8. 智能照明控制

①　防火分區單獨控制，分區內設置智能控制面板就地驅動器；開關驅動器連接消防報警系統，接收消防報警信息，強制打開驅動器回路。

②　廊內上方安裝智能照明傳感器，使人員進入管廊內自動開啟燈具，在管廊內停留燈具保持常亮，離開后燈具關閉。

③　除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監控當前區域的照明情況，必要時可遠程控制該區域的照明。

④　考慮現場模塊分布較廣，距離過長，除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監控當前區域的照明情況，必要時可遠程控制該區域的照明。

⑤　系統支持單控、區域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式，支持延時控制，避免同時亮燈負荷對配電系統造成沖擊。模塊不依賴系統，可獨立工作，每個模塊均自帶時間模塊，可根據經緯度自動識別日出日落時間實現自動控制功能。

參考文獻：

[1] 百科：城市地下綜合管廊.

[2] 安科瑞電氣股份有限公司.

[3] 安科瑞企業微電網設計應用手冊.2020.06版.

[4] 安科瑞綜合管廊能效管理系統解決方案.2020.06版.

作者介紹：

安躍強，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為為智能電網供配電。