20160830地下综合管廊监测技术方案

1、地下综合管廊监测技术方案（内部资料，严谨外传） 11.1 用途 11.2 分类 11.3 经济成本 11.4 国内外发展状况 2 3 33.1 层次架构 33.2 逻辑架构 4 74.1 基础设施结构健康监测 74.1.1 监测内容 74.1.2 监测技术手段 74.2 环境监测 114.2.1 监测内容 114.2.2 监测技术手段 114.3 火灾监测 124.3.1 监测内容 124.3.2 监测技术手段 134.4 视频监测 144.4.1 监测内容 144.4.2 监测技术手段 154.5 入侵防盗监测 154.5.1 监测内容 154.5.2 监测技术手段 154.6 电力监测 2

2、04.6.1 监测内容 204.6.2 监测技术手段 214.7 通信监测 234.7.1 监测内容 234.7.2 监测技术手段 234.8 管道监测 244.8.1 监测内容 244.8.2 监测技术手段 244.9 照明系统 254.9.1 自然光照明系统 254.9.2 激光远距离照明系统 264.10 通讯系统 264.10.1 电子巡查 264.10.2 语音监听 284.10.3 应急通讯 28五、系统综合管理平台 30六、系统辅助设备 32七、施工管理措施 327.1 质量控制 327.2 安全控制 337.3 环保控制 34#1.1 用途综合管廊主要用于：电力线缆、通讯线缆、

3、有线电视线缆、给水管线、中水管线、供冷管线、供热管线、燃气管线、排水管渠、路灯线缆、垃圾真空系统、输油管线等市政民生工程项目。1.2 分类综合管廊宜分为干线综合管廊、支线综合管廊及缆线管廊。干线综合管廊：用于容纳城市主干工程管线采用独立分舱方式建设的综合管廊；支线综合管廊：用于容纳城市配给工程管线采用单舱或双舱方式建设的综合管廊；缆线管廊：采用浅埋沟道方式建设，设有可开启盖板但其内部空间不能满足人员正常通行要求，用于容纳电力电缆和通信线缆的管廊。3.1 综合管廊分类示意图531.3 经济成本综合管廊盾构成本最高，一般为1 亿元/公里；普通施工0.5 亿元/公里。综合管廊内基本都是市政民生工程，

4、不利于提高收费，否则会影响老百姓基础生活成本， 影响物价稳定；同时综合管廊建成后只是方便市政管线和线缆的综合管理，消除公路拉链现象，不会有其它盈利途径。综合管廊建设的一次性投资常常高于管线独立铺设的成本。据统计，日本、台北、上海的综合管廊平均造价（按人民币计算）分别是50 万元/米、13 万元 /米和 10 万元/米，较之普通的管线方式的确要高出很多。但综合节省出的道路地下空间、 每次的开挖成本、对道路通行效率的影响以及环境的破坏，综合管廊的成本效益比显然不能只看投入多少。台湾曾以信义线6.5公里的综合管廊为例进行过测算，建综合管廊比不建只需多投资五亿元新台币，但75 年后产生的效益却有233

5、7 亿元新台币。1.4 国内外发展状况在国外， 地下综合管廊是综合利用地下空间的一种手段，一些发达国家已实现了将市政设施的地下供、排水管网发展到地下大型供水系统、地下大型能源供应系统、 地下大型排水及污水处理系统，与地下轨道交通和地下街相结合，构成完整的地下空间综合利用系统。欧美是地下综合管廊的发源地。世界上第一条管廊在巴黎建成，随之该理念推广到欧美各国。日本是当今管廊技术最成熟的国家，这个和日本地域有很大关系，规划建设一致沿用1964 年制定的相关措施条例，各在野党执政期间一致延续该条例不断完善。由于日本是多地震国家，一旦遇到地震破坏，恢复期大部分经历及费用都要放在开挖及回填过程中，如果将综

6、合管线放置在管廊内，管道与管廊侧壁变为柔性连接，管道抗震补偿措施可以更大范围的使用，基本不受地震时土体的位移影响，如果维修的话也是区域更换及系统性能检查，对管廊上交通无影响。中国仅有北京、上海、深圳、苏州、沈阳等少数几个城市建有综合管廊，据不完全统计，全国建设里程约800 公里， 综合管廊未能大面积推广的原因不是资金问题，也不是技术问题，而是意识、法律以及利益纠葛造成的。住建部会同财政部开展中央财政支持地下综合管廊试点工作，确定包头等10个城市为试点城市，计划到 2018年建设地下综合管廊389公里 （ 2015年开工190 公里） ，总投资351 亿元。根据测算，未来地下综合管廊需建8000

7、公里，若按每公里1.2亿元测算，投资规模将达1 万亿。试点的 10 个城市总投资351 亿元，其中中央财政投入102 亿元，地方政府投入 56 亿元， 拉动社会投资约193 亿元。 “我们的思路是以试点示范带动全国建设地下综合管廊的积极性。全国共有69 个城市在建地下综合管廊约1000 公里，总投资约880 亿元。 ”二、本方案依据标准GB50838-2015城市综合管廊工程技术规范CECS333-2012结构健康监测系统设计标准GA_T 1217-2015光纤振动入侵探测器技术要求GB 50394-2007 入侵报警系统工程设计规范GB 50116-2013 火灾自动报警系统设计规范三、系统

8、总体架构3.1 层次架构地下综合管廊监测主要分为应用层、传输层和展示层。其中应用层包括管廊监控单元、管道监测单元、线缆监测单元、通讯单元和照明单元，每个单元由前端传感器或探头、以及监控单元组成单个智能前端设备，前端传感器负责采集现场基础设备的状态信息，探头用于管廊内的照明、通讯、警报等， 监控单元对采集的设备状态信息进行预处理、上传服务器和对联动设备下达命令；传输层主要包括服务器、传输网络，服务器用于前端设备状态信息的多信息融合处理、数据存储和输出、报警信息发布、前端探头联动命令下达、现场设备状态上传至监控子站和监控中心，传输网络可以是现场无源的光网络、也可以是工业级无线网络；展示层主要包括监

9、控子站区域设备状态信息展示、监控中心全局设备状态信息展示、声光报警、短信报警和打印输出等。监控子站监控单元管廊监控结构健康 火灾监测 环境监测 气体监测 入侵报警 视频监控管道监测线缆监测通讯照明3.1 综合管廊运行监控系统总体架构图结构健康 温度监测 压力监测 腐蚀监测 泄漏监测防盗监测 火灾监测 局部放电 温度监测 载流量监测电源品质应急通讯 电子巡查 语音监听日光照明激光照明3.2 逻辑架构综合管廊运行监控系统从逻辑上讲包括五大部分：综合管廊运行监控管理平台、地理信息系统、信息管理系统、安全监控系统、通讯照明系统（如图3.2所示） 。其中综合管廊运行监控管理平台是用于面向用户的最终界面，

10、将人性化展示综合管廊状态信息，根据客户需求可以是平面展示，也可以是三维立体360全景展示（线缆、管道、仪表、管廊），实现更直观简洁的综合管廊运行状态的虚拟巡检。 并设有监控子站和监控中心两个级别展示，监控子站主要是展示该管控区域内的综合管廊状况，监控中心用于全局综合管廊状态展示。地理信息系统是一种专门用于采集、存储、 管理、 分析和表达空间数据的信息系统，它既是表达、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的“工具 ”，也可看作是人们用于解决空间问题的“资源 ”， 同时还是一门关于空间信息处理分析的 “科学技术 ”。 它将直观展示出综合管廊空间三维的信息，还可以立体展示管廊内部设施的布设，结合监

11、测单元的传感器和探头，显示管廊内部设备的状态信息。信息管理系统涉及经济学、管理学、运筹学、统计学、计算机科学等很多学科，它除了具备信息系统的基本功能外，还具备预测、计划、控制和辅助决策特有功能。（1）数据处理功能。包括数据收集和输入、数据传输、数据存储、数据加工和输出，用于安全监控系统和通讯照明系统上传的数据管理、上传显示和打印报警；（2）预测功能。运用现代数学方法、统计方法和模拟方法，根据过去的数据预测未来的情况，用于将管廊内部的状态信息（多传感器信息）融合，预测管道寿命、管道腐蚀速率、电缆载流量、结构健康寿命等；（3）计划功能。根据企业提供的约束条件，合理地安排各职能部门的计划，按照不同的

12、管理层，提供不同的管理，提供相应的计划报告；（4） 控制功能。根据各监测单元提供的数据，对综合管廊基础安防设备进行联动控制，查明并消除危险源，例如灭火装置联动、视频联动等；（5）辅助决策功能。采用各种数学模型和所存储的大量传感数据，及时推导出有关问题的最优解或满意解，辅助各级管理人员进行决策，以期合理利用人财物和信息资源，取得较大的经济效益。安全监控系统主要功能是监测并保护综合管廊内部设备财产安全，包括管廊本身的监控、各种油气管道和水管的监控、各种线缆的监控。通讯照明系统主要是用于有人员（巡检人员、偷盗人员）在综合管廊内部时，方便巡检人员正常工作的门禁、照明、通讯、在岗巡查等，同时对于偷盗人员

13、进行监听、警示。综合管廊运行监控管理平台地理信息系统信息管理系统管廊监控结构健康 火灾监测 环境监测 气体监测 入侵报警 视频监控安全监控系统通讯照明系统管道监测线缆监测结构健康温度监测压力监测腐蚀监测泄漏监测防盗监测 火灾监测 局部放电 温度监测 载流量监测电源品质应急通讯 电子巡查 语音监听通讯照明日光照明激光照明3.2 综合管廊运行监控系统模块图综合管廊运行监控系统根据现场情况，有可能采取多种不同技术手段的融合，为确保各技术信息相容性，必须考虑该系统的通信组网能力。如图3.3所示，我们采用开放式接口将各底层监控单元数据汇合，然后经过协议判定器进行通信协议判断， 之后用协议转换器进行通信协

14、议的统一化，然后按照行业标准通讯模型将数据上传。该功能还可方便客户自行增加监测设备，不至于产生不兼容问题。配置工具映射规则编辑器协议库终端显示电脑通讯服务器数据处理器协议转换器协议判定器监控器信息输出监测单元动作装置通讯模型库状态显示器开放接口监控单元2图 3.3 综合管廊运行监控系统通讯逻辑示意图4.1 基础设施结构健康监测4.1.1 监测内容基础设施结构健康监测主要包括综合管廊本身的位移沉降、裂缝、 倾斜、 渗漏、振动、表面应力应变、土体压力压强等监测，还有管道水泥墩、线缆支架的应力应变、压力压强、振动、倾斜等监测。4.1.2 监测技术手段名称技术原理关键技术指标厂家位移沉降计光纤光栅量程

15、：100mm、 200mm、 400mm分辨率：0.1mm精度： 1mm北京希卓、北京达卡、上海波汇温度范围：-80+150表面应变计光纤光栅量程： 2000分辨率： 1 精度： 1 F.S.工作温度范围：-80150北京希卓、北京达卡、上海波汇埋入式应变计光纤光栅标准量程： 2000精度：0.3 F.S.灵敏度：0.1 F.S.工作温度范围：-80150北京希卓、北京达卡、上海波汇渗压计光纤光栅标准量程（MPa） ： 0.35， 0.7， 1， 2， 5， 7，10， 15， 30， 60分辨率：0.03%F?S灵敏度：0.05 F.S.工作温度范围：-3080北京希卓、北京达卡、上海波汇加

16、速度传感器光纤光栅量程：（ 1 ， 5， 10） g 可选频响范围：0.5-100hz分辨率：0.1 F.S测量精度：0.3F.S.上海铂珏、深圳太辰、北京达卡土压力计光纤光栅量程（kPa） ： 50 34500准确度：15%F.S工作温度：-40 120北京希卓、北京达卡、上海波汇裂缝计光纤光栅量程：15、 30、 60、 100mm分辨率：0.1 F.S.精度：0.5 F.S.工作温度范围：-50 80上海拜安、北京达卡、上海波汇索力计光纤光栅承载力（KN ） ： 223 4450北京希卓、北京达卡、上海波汇静力水准仪光纤光栅量程：50mm、 100mm、 200mm、 400mm分辨率：

17、0.01mm精度： 1mm温度范围：-80+150北京希卓、北京达卡、上海波汇压力传感器光纤光栅标准量程（MPa） 0.5， 1， 1.6， 2.5， 10，25， 50， 60精度：0.5%F S灵敏度：0.2% F.S.工作温度范围：-3080北京希卓、北京达卡、上海波汇钢筋计光纤光栅标准量程：拉伸：0 400Mpa；压缩：0320Mpa测量精度：0.3% F?S分辨率：0.1%F.S工作温度范围：-2080北京希卓、北京达卡、上海波汇倾角传感器电子类量程：0 180（可选）分辨率：0.002 精度：0.01 无锡迈科传感、无锡慧联信息、北微传感光纤陀螺光纤传感方位测量范围量程：0 360

18、精度： 1.5北微传感、陕西航天长城测控BOTDA布里渊散射测量距离：5-100km温度范围：-190 700温度精度： 1 应变测量范围：-4000 6000 微应变应变精度： 20 微应变浙江中欣动力、上海拜安、威海北洋、宁波诺驰光电、江西旭锋光电、加拿大OZ、无锡亚天4.1.3 技术原理简介1） 光纤光栅光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，

19、其余的波长透过光纤光栅继续传输。4.1 光纤光栅传感原理示意图由于光栅光纤具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等并且其谐振波长对温度、应变、 折射率、 浓度等外界环境的变化比较敏感，2） 光纤陀螺光纤陀螺的工作原理是基于萨格纳克（Sagnac）效应。萨格纳克效应是相对即在同一闭合光路以相反的方向进行传播，最后汇合到同4.2 光纤陀螺仪原理图若绕垂直于闭合光路所在平面的轴线，相对惯性空间存在着转动角速度，则正、 反方向传播的光束走过的光程不同，就产生光程差，其光程差与旋转的角速度成正比。因而只要知道了光程差及与之相应的相位差的信息，即可得到旋转角 速度。3） BOTDA光在光纤中

20、传输时，由于光纤材料的密度、折射率等存在不均匀性，入射光会产生散射现象。布里渊散射是光波和声波在光纤中传播时相互作用而产生的光散射过程。当环境温度变化或光纤产生形变时，光纤中声速和光的折射率都会随之变化， 从而使布里渊频移发生变化，并且布里渊频移变化量与温度和应变成线性关系。BOTDA 基于受激布里渊散射效应，利用泵浦光pump、探测光和声波的相互作用，使得后向布里渊散射信号不断放大。对泵浦光probepump 和探测光 probe的频率差进行连续扫描，可确定光纤不同位置的布里渊频移，从而获得整根光纤的温度、应变分布信息。4.3 BOTDA 原理示意图4） 倾角传感器倾角传感器经常用于系统的水

21、平测量，从工作原理上可分为“固体摆 ”式、 “液体摆 ”式、 “气体摆 ”三种倾角传感器，倾角传感器还可以用来测量相对于水平面的倾角变化量。工作原理：理论基础就是牛顿第二定律，根据基本的物理原理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但却可以测量其加速度。如果初速度已知，就可以通过积分计算出线速度，进而可以计算出直线位移。所以它其实是运用惯性原理的一种加速度传感器。当倾角传感器静止时也就是侧面和垂直方向没有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角了。4.2 环境监测4.2.1 监测内容环境监测主要有三方面功能，一方面是综合管廊内部的温度、湿度

22、、 风速风向、 PM2.5 监测，另一方面是保证巡检人员安全的氧气含量、有毒气体、易燃气体和淹积水监测，第三方面是监测天然气管道是否泄漏。最终形成综合管廊内部环境状况的实时报告系统，对综合评估管廊内部问题，并指导管廊基础设施的检修工作，确保管廊内部设备和进入管廊的人员的安全。4.2.2监测技术手段名称技术原理关键技术指标厂家温度计光纤光栅量程：-50 +120测量精度： 0.3北京希卓、北京 达卡、上海波汇湿度计电子类湿度精度：典型值 4.5% RH温度精度(BFSL) ： 0.5(典型值)工作温度范围：-40至100响应时间：6s长期稳定性： 1.2% RH 保持5年工作湿度范围：0% RH

23、 至 100% RH霍尼韦尔、广州奥松电子、河南驰诚电气温湿度变送器电子类准确度： 0，.5 3%RH 20%-80%RH ， 25温度范围：-20 +70北京九纯健科技、北京达卡、北京昆仑海岸传感、广州奥松电子风速风向仪电子类启动风速： 0.4m/s分辨率：风速：0.1m/s 风向：线性度0.1%量程：风速：0 70m/s 风向：0 360 度武汉中科能慧、北京达卡、清胜电子PM2.5 监测 仪电子类量程：0- 80 g/m3误差： 2%预热时间：1 分钟北京浩开科技、北京聚道合盛、康姆德润达（无锡）测量技术氧气电子、化 学、光学量程选择：0-10/100/1000/10000ppm ；0-

24、5/10/25/30/100%VOL准确度： 2%FS安帕尔、北京达卡、河南驰诚电气硫化氢电子类量程：50、 200、 1000ppm分辨率：1 ppm响应时间： 30 秒河南驰诚电气、深圳市鑫海瑞、安帕尔甲烷红外测量范围：0-2000ppm、 5000ppm、 10000ppm、5%VOL 、 10%VOL 、 20%VOL 、 50%VOL 、100%VOL （可选，未列出量程可订制）分辨率：1ppm（ 10000ppm 以内）、 0.01%VOL（ 5%VOL-100%VOL ）精度： 1%山东中煤工矿、北京达卡、深圳市鑫海瑞、河南驰诚电气天然气气敏元件报警浓度：8%LEL工作环境：0-

25、55；相对湿度95%RH北京九纯健科技、安帕尔、深圳市吉顺安二氧化碳红外量程选择：0-2000/5000ppm;0-1%/2%/5%10%20%50%100%VOL北京达卡、安帕尔、深圳市矢量联合、武汉中科能慧淹积水电子类工作环境：-10 50，10%RH 90%RH北京九纯健科 技、北京赛斯尔 自控、深圳市宏电技术、基康4.3 火灾监测4.3.1 监测内容综合管廊内部布设有很多线缆，它们都属于易燃物品，并且电缆的局部放电、人为点火破坏及各种意外都会引起管廊内部发生火灾，因此监测管廊内部火灾，并与消防设备联动进行自动灭火的技术显得很有必要。火灾监测技术主要从管廊内部温度异常、红外线和紫外线强度

26、异常、烟雾浓度异常等角度来监测，同时将监测结果送至服务器处理，若有异常现象发生，服务器会给灭火设备下达指令，启动起火位置处的灭火设备进行灭火，视频也会集中关注起火位置。综合调研着火的方方面面特征，我们针对各种火灾着火的初期、中期进行实时监测， 采用温度异常、烟雾异常、红外线和紫外线辐射异常的情况综合判断火灾发生发展过程，预判火势发展趋势，综合调动现场视频和灭火设备，对现场火灾进行实时监控，并有的放矢的进行灭火程序，以期将火灾破坏降到最低。4.3.2 监测技术手段名称技术原理关键技术指标厂家温度传感器光纤光栅量程：-50 +120 测量精度： 0.3北京希卓、北京达卡、上海波汇、深圳太辰、武汉理

27、工光科温度传感器DTS探测距离：最长10km响应时间：10s测温精度：1 2km定位精度：1m测温范围可高达350700同方威视、浙江中欣动力、 北京诺可电子、威海北洋、上海华魏、宁波诺驰光电、江西旭锋光电、无锡亚天烟雾报警器光电式工作温度：-10+50相对湿度： 95%RH（40 2 ）监测面积：20 平方米灵敏度等级：1 级深圳市宏达瑞斯烟感器红外光电管工作温度：-10 50环境温度： 95%RH北京九纯健科技红外火焰探测器红外感应视角范围：90探测距离：燃烧物火源大小探测距离正庚烷0.3m 0.3m50 米汽油0.3m 0.3m50米柴油0.3m 0.3m45米煤油0.3m 0.3m45

28、米酒精0.3m 0.3m45米甲烷0.5m 0.2m30米纸张0.3m 0.3m30 米响应特性：燃烧物火源大小响应时间汽油0.3m 0.3m 10s汽油0.7m 0.7m 5s灵敏度等级：5 级灵敏度（通过磁棒设定）工作温度：-4070工作湿度： 95%RH （不结露）济南东山仪器、西安众安电子、北京翼捷世纪紫外火焰探测器紫外感应响应的光谱范围：185nm260nm响应时间：5s灵敏度：1-5 级可调视角范围：90 最大探测距离：50m（条件：1100cm2，高 5cm 的正庚烷火）环境温度：-1055济南东山仪器、西安众安电子、北京翼捷世纪灭火设备首安工业消防、北京京盾消防设备、浙安消防科

29、技有限公司4.3.3技术原理简介DTS 简介：DTS 技术同时用单根光缆实现温度监测和信号传输，综合利用光纤拉曼散射效应(Raman scattering) 和光时域反射 测量技术(Optical Time-DomainReflectometry，简称OTDR)来获取空间温度分布信息。其中光纤拉曼散射效应( Raman scattering)用于实现温度测量，光时域反射测量技术(Optical TimeDomain Reflectometer)用于实现温度定位，DTS 技术是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高科技技术，它能够连续测量光纤沿线的温度分布情况，测量距离在可达30 公

30、里，空间定位精度达到米的数量级，能够进行不间断的自动测量，特别适宜于需要长距离、大范围多点测量的应用场合。4.4 视频监测4.4.1 监测内容综合管廊智能监控系统具备视频监视与控制功能，视频监控系统管理软件能够对管廊内部环境、管廊出入口等重要位置处实时全方位的图像监控，使监控中心值班人员清楚了解管廊现场实际情况，并及时获得以外情况的图像信息。监控中心可随时调取网络摄像机的实时视频信号和历史回放图像，并投放到显示大屏上。综合管廊内设备集中安装地点、人员出入口、变配电间和监控中心等场所应设置摄像机。管廊每个防火分区中间设置带红外的网络像机实时采集图像信息。投料口、 通风口和转弯等处根据实际情况设置

31、。采集到的视频信号通过工业以太网交换机、通讯光纤上传至监控中心视频监控系统服务器经数据处理，视频监控画面都实现全范围实时显示，并且可在监视器上切换显示各分区的监视画面。现场由于摄像机与接入层交换机之间距离较长，所以可采用光电结合的方式进行信号传输。视频监控系统架构图如图所示。图 4.4 视频监控系统架构图注：当综合管廊线路过长，含大量视频数据时，对交换机要进行VLAN 划分，控制数据与视频数据要隔离开来。防止视频数据影响正常系统采集与监控，从而增加系统安全性，减少广播风暴，缩小冲突域的功能。4.4.2 监测技术手段综合管廊内设备集中安装地点、人员出入口、变配电间、监控中心可根据需要设置多套彩色

32、转黑白一体化低照度高清网络固定摄像机。视频信号通过超五类线与千兆以太网交换机连接。在每个防火分区内每个仓设置2 套彩色转黑白一体化低照度红外高清网络摄像球机，视频信号通过超五类线传输至区域控制单元ACU ， 区域控制单元ACU 可利用监控系统光缆环网将信号送至硬盘录像机NVR4.5 入侵防盗监测4.5.1 监测内容综合管廊入侵防盗监测分两步三步实施，首先在入口（如通风口、检修口）安装入侵报警系统，在第一时间探测到入侵人员时间和地点；然后在关键设备上安装防盗报警系统，探知入侵人员入侵目的和位置；最后对管廊壁进行监测，事实探知管廊壁的振动情况，以防破坏分子凿壁入侵，以及挖掘机无意破坏而侵入管廊。

33、该系统并与视频监控联动，从而在最短时间捕捉入侵人员的样貌和行为的图像，同时启动声光报警设备进行警告入侵人员。4.5.2 监测技术手段名称技术原理关键技术指标厂家防区型周界安防报警系统迈克尔逊干涉仪单防区最大长度2km，防区数量可定制同方威视长距离定位型 入侵监测报警 系统 -OTDR监测距离：40Km定位精度：10m同方威视脉冲电子围栏脉冲高压输出电压：约3000-8000V脉冲间隔：1.28s脉冲持续时间：3.12ms环境温度：-10 +55北京国林创安、杭州锐盾、 成都海德克、深圳市安通瑞达、深圳市宏安科智能科技、深圳市华俊信科技红外对射红外感应监测距离：室外：50 250m室内：150

34、750m深圳市艾礼安安防设 备、北京亿安和科技、 宁波恒博通讯设备、张力围栏张力感应触发力度：施加15 30kg 力并持续2 秒，即可触发报警误报率：每公里每3 个月最多1 次温度范围：-40 72Magal、杭州锐盾、深 圳市安通瑞达埋地泄漏电缆磁场感应每台处理器可防护长达800 米的周界可将入侵者的位置精确在1 米内，置信度 95%Magal、杭州锐盾、成都海德克、深圳市宏安科智能科技、北京国林创安振动电缆振动感应处理器可连接两根感应电缆，每根电缆最长 305 米。定位精度3 米环境温度：-40C +70Magal、杭州锐盾、成都海德克、北京国林创安静电感应周界报警探测器静电感应单个防区周

35、界为300 米以内环境温度：-40+55工作相对湿度：93%成都海德克、杭州锐 盾、深圳市宏安科智 能、深圳市安通瑞达微波入侵探测系统微波感应探测范围：3 150m爬行探测：最小5cm/s工作温度：-40 +66Magal、北京聚速微波技术视频入侵报警图像热成像仪性能：车辆目标：( 2.3 m x 2.3 m ) ，探测距离- 6900 m T=2 ， 识别距离- 大于 2300 m T=2；人员目标：( 1.7 m x 0.5 m ) ， 探测距离- 大于 2766 m T=2， 识别距离- 大于922mT=2；工作温度：-40 +60Magal、深圳市宏安科 智能科技、海康威视、激光雷达红

36、外漫反射视场角度：190扫描频率：25Hz/35Hz/50Hz/75Hz/100Hz范围：0m 65m角分辨率：0.167，0.25，0.33，0.5，0.67，1Magal系统误差：小于50mm温度：-30 C 60 C4.5.3技术原理简介1） 防区型光纤周界安防报警系统本系统采用迈克尔逊干涉仪方案。如图所示，由激光器发出的窄带激光，经过反射端面反射，与参考臂反射的光在探测器上干涉，如果有入侵事件，则在敏感臂上处受扰动信号的调制而发生相位改变，引起干涉条纹变化，从而使探测器探测光强发生变化。通过测量该变化则可以判定入侵事件的发生。图 4.5 防区型光纤周界系统原理示意图2) 长距离定位型光

37、纤入侵监测报警系统 -OTDR 技术从原理上讲是基于OTDR（光时域反射仪）技术的，其不同之处在于 -OTDR 需要采用线宽极窄和频率漂移极小的激光光源，从而进入传感光纤中的光脉冲在其脉冲宽度内的瑞利背向散射光能够进行干涉，进而加强散射光的强度和传感的灵敏度，其原理如图所示。当有入侵行为发生时，光纤线路上发生扰动，由于光纤的弹光效应，光纤扰动位置的折射率发生变化，从而导致该处的光相位发生变化。由于光纤中的光干涉作用，相位的变化会引起后向瑞利散射光的光强发生变化。通过探测后向瑞利散射光受扰动前后的光强大小（如图中的时刻1 与时刻2） ，两时刻数值相减，就会得到扰动信号，并根据光在光纤中的传播速度

38、与扰动信号传递时间的关系，能够对扰动信号的距离进行准确定位。4.6 基于 原理的长距离定位型入侵报警系统原理示意图3) 主动式红外周界入侵报警技术主动式红外对射周界入侵报警系统由发射机和接收机成对组成，其主要原理是发射机向接收机发射红外光束，当有入侵事件发生时，红外光束被遮断，接收机没有探测到红外光信号，触发报警。这类报警系统监测距离短，只有100m 左右，且容易受到地形条件的高低、曲折、转弯、折弯等的限制，容易受强光的影响，在空气中有大量灰尘或者恶劣的气候条件如雨、雪、霜、雾的情况下容易出现误报，地面振动、强风可能会使发射机和接收机失准，导致误报，而采用 ATC(自动跟踪装置)的代价又比较昂

39、贵。4) 被动红外探测周界入侵报警技术被动红外探测技术主要是利用人体自发辐射的红外射线来探测入侵事件，当有人接近探测报警区域时，探测装置接收到人体辐射的红外射线，触发报警。这类报警系统监测距离一般在10m 左右，且误报率比较高，一旦有和人体温度接近的物体接近探测装置时，就会引起误报，另外， 一旦探测装置被遮挡而不能接收红外射线时，报警系统将失灵。5) 张力式电子围栏张力式电子围栏是一种防止人体逾越的障碍物和感知攀爬、拉压、 剪断障碍物企图入侵的机电装置的集合体，是一种新型周界防入侵报警设施。张力式电子围栏由机电部件、电子部件和机械部件三部分组成。机电部件有张力探测器、张力模块。张力探测器是根据

40、电子围栏的张力特征，对于攀爬、拉压、剪断电子围栏企图入侵做出响应产生报警信号的装置。张力模块是根据电子围栏的张力特征，感知由于攀爬、拉压、 剪断电子围栏企图入侵所引起的电子围栏的状态变化，并把该状态变化转换成电信号的部件。张力模块和防区控制器配套使用，可产生报警信号。 该设备检测的是张力变化，外界普通环境变化不会引起张力报警阀值的变化，因此可以胜任在恶劣的环境中。但是由于控制各个点张力相对比较复杂，所以在安装和维护方面比较困难。虽然一个防范区域不大于50 米相对以前同类产品有所提高，但是还是希望能增大作用区域。6) 埋地磁场式泄漏电缆入侵围栏埋地式泄漏电缆是一种隐蔽的入侵探测传感器，通过在埋地

41、泄漏电缆周围产生不可见的电磁场。在发射电缆的外层导体开槽，使得电场能量外泄，由另一根并行的接收电缆来探测泄漏出来的电场的能量。当有人干扰该电磁场时，就会触发报警。 埋地式泄漏电缆采用的是一种大的空间场，对移动目标的导电性、体积、移动速度进行探测。人或车通过该电磁场都会被探测到，而小动物或鸟类却不会引起报警。由于检测的传感信号是外界磁场变化，所以外界非入侵物体的磁场变化将对于该检测方法产生很大干扰，所以受磁场影响较大；而且该装置必须泄漏磁场，对于那些要求较少外界磁场干扰的场所环境，是不能符合标准要求的。7) 振动电缆振动电缆探测属于电磁感应式的解决方案。起探测元件为振动电缆，振动电缆由芯线、压敏

42、膜、屏蔽层、外套组成。这种电缆的特性是感测压力和形变。它可铺设在各种铁艺、围栏、围网、甚至嵌入墙体中，与开关量输出型电缆振动输出设备、 一缆式电缆振动报警设备、网络型电缆振动报警设备结合使用对翻越和入侵破坏进行探测报警。8) 脉冲电子围栏脉冲电子围栏主要利用高压电子脉冲来实现对入侵事件的探测，该围栏由脉冲电子围栏主机和脉冲电子围栏前端两个部分组成。主机通电后发射端产生高压脉冲， 脉冲信号通过高压绝缘导线施加于电子围栏的始端，沿着电子围栏的导线由始端传向终端，再通过高压绝缘导线形成回路施加于控制器的接收端，如果有人入侵或破坏前端电子围栏时，就会触发报警。同时， 入侵者在接触带有高压脉冲的围栏时，

43、会产生短暂电击的疼痛感，可以延迟入侵时间。这种报警系统需要将电子围栏安装在有形的周界之上，不适合用于开放式的周界， 有些系统需要恢复时间，不能连续报警，并且这种方式还可能对人体产生伤害。9) 视频周界入侵报警系统视频监控在周界入侵报警系统中应用十分广泛，在周界的关键监测点布置摄像探头， 安保人员在监控室观察监视器，监控入侵状况。这类系统不能预报入侵事件， 也不能在入侵事件发生时报警，只能在事后调用录像观察，完全依靠人力监视来实现报警，而安保人员在长时间观察监视器的过程中极易错过有用的信息。后来出现了利用智能视频分析技术来报警的视频监控周界入侵报警系统，该系统先从监视画面中将监视主体(人或物)解

44、析出来，借助在数据库中建立或自学获得的人或物的各种姿态或状态模型，分析、 比对视频监控图像中的各种活动或物体的状态， 并针对每路摄像机设置各自的活动或状态报告规则，若在监视画面中出现与规则相符的情景，系统即报警。利用视频监控进行周界入侵报警存在很大的缺陷，摄像头的视距有限并且存在死角， 要完全覆盖整个周界需要增设摄像头数目，另外在恶劣天气状况下，如大雾、 大雨和大雪等，视频监控的可见性大大降低，智能视频分析技术虽然对普通的视频监控手段有所改进，但它的算法复杂，计算的时间非常长，不能实时地报警，并需要性能强大的计算机支持。10) 微波入侵系统雷达式微波探测器是一种将微波收、发设备合置的探测器，工

45、作原理基于多普勒效应。微波的波长很短，在1mm 1000mm之间， 因此很容易被物体反射。微波信号遇到移动物体反射后会产生多普勒效应，即经反射后的微波信号与发射波信号的频率会产生微小的偏移。11) 静电感应报警探测器在需要防护的周界区域每隔4 米安装一根支架，在支架上根据安全等级架设多条探测电缆(每两条探测电缆间距通常是20 厘米) ， 支架与探测电缆之间加绝缘子进行隔离，这样便组成了一个周界报警前端。将周界报警前端接入报警处理器， 通电时周界报警前端的探测电缆上产生交变的电磁场，当入侵者接近、触摸、剪断、 翻越探测电缆时，电磁场受到干扰，经报警处理器分析处理，确认其幅度、方向、 速度均满足报

46、警条件时，报警处理器触发一个常开或常闭开关量报警信号。静电感应周界报警探测器采用国际流行安防理念 “阻挡为主、 报警为辅”的新型周界探测器，本质上有别于红外微波、红外对射、振动电缆及高压脉冲电网等周界报警探测器，具有性能稳定、安装方便、性价比高等优点，报警处理器可与各种接受开关量信号的报警主机兼容。其缺点是易受外界电磁场、雷电干扰而产生误报警，监测距离受限，不能定位。4.6 电力监测4.6.1 监测内容传感器是电网电气量、状态量的采集终端，是智能电网的感知神经末梢，是视作电力“三次设备”，在电网安全稳定运行中发挥着基础而广泛的作用。电力监测技术主要难点是抗电磁干扰、耐高压、 绝缘性能优良等，目

47、前成熟的技术包括变压器、电抗器、开关柜和输电线缆的温度、局部放电和振动监测，输电线缆接头测温技术，架空线缆的应力监测技术，埋地电缆的防盗监测技术，变压器铁芯接地电流、线缆载流量、电源品质检测、SF6气体检测技术等。4.6.2 监测技术手段名称技术原理关键技术指标厂家温度传感器（绕组、铁芯、绝缘油、电抗器、开关柜等）FBG量程：-50 +120 测量精度： 0.3北京希卓、深圳太辰、上海波汇、宁波理工环境能源量程：-40 +250 测温分辨率：0.1测温精度： 1 西安和其光电、北京东方锐择、上海昊量光电设备、南京华帅科技荧光光纤分布式测温（线缆）DTS探测距离：最长10km响应时间：10s测温

48、精度：1 2km定位精度：1m测温范围可高达350700同方威视、浙江中欣动力、 北京诺可电子、威海北洋、上海华魏、宁波诺驰光电、宁波东方之光分布式温度应变（线缆）BOTDA测量距离长：5-100km温度范围：-190 700应变测量范围：-4000 6000 微应变测量时间：低至20s测量精度高：1，20 （0.002%）浙江中欣动力、拜安科技、威海北洋、宁波诺驰光电、江西旭锋光电、加拿大OZ、无锡亚天加速度传感器光纤光栅量程：（ 1 ， 5， 10） g 可选频响范围：0.5-100hz分辨率：0.1 F.S测量精度：0.3F.S.深圳太辰、上海波汇、北京达卡、上海铂珏长距离定位型 入侵监

49、测报警 系统 -OTDR监测距离：40Km定位精度：10m同方威视SF6泄漏监测光谱吸收SF6 气体浓度报警范围：50 1500PPM（报警点可自行设置，国家规定1000PPM）SF6 气体检测灵敏度：5%设置值氧气浓度报警点：18%氧气测量精度：0.4%温度显示范围：-50 99湿度显示范围：0 99%RH南京华帅、国电西高、上海欧秒电力监测设备、 宁波理工环境能源局部放电超高频法频率范围：300MHz 2000MHz灵敏度：10pC放大器增益：50dB动态范围：-90 10dBm南京华帅、国电西高、宁波理工环境能源测量范围：50pC 10000pC（内置传感器）脉冲电流局部放电截止频率低：100kHz, 500kHz局部放电截止频率高：500kHz， 1 MHz，10MHz工作温度：0 至 45湿度：10%至 90%上海波汇、国电西高、上海欧秒电力监测设备容性设备绝缘 在线监测系统高导磁超 微晶材料电流：50uA 1A， 1%+0.1mA介质损耗：0.001 0.3， 0.1%等值电容：30pF 0.3uF， 1%南京华帅、上海欧秒电力监测设备变压器油色谱 在线监测系统纳米晶半导体气敏传感器在线检测出变压器油中溶解的H 2 , CO,CH4 , C2H6 , C2H2 , C2H4， CO2等全组分气体