隧道消防管道防漏防冻远程安全监测预警系统及安装方法.doc

隧道消防管道防漏防冻远程安全监测预警系统及安装方法提名者：山西交通控股集团有限公司提名意见：隧道消防管道渗漏水和冻裂情况时有发生，目前公路隧道消防管 道主要靠人工巡检，随机性大，并在运营中存在以下问题：隧道消防 系统在运营中，隧道内消防管道渗漏时，确定其渗漏点位置过程中资 源浪费严重、安全风险大、效率低、维护成本高，严重影响了隧道交 通秩序，同时也带来了隧道交通安全隐患和环境污染等问题； 目前隧道消防管道防冻主要采用电伴热系统， 当电伴热出现异常，加热电缆 不工作或电伴热自带的温度检测失灵时， 无法正常通过加热系统对消 防管道进行防冻处理，且隧道管理站无法及时发现电伴热异常的问 题针对当前隧道消防系统存在的问题，山西交通建设监理咨询集团 有限公司开展了科技项目“隧道消防管道防漏防冻远程安全监测预警 系统及安装方法”，本系统能替代传统的消防管道人工巡检，远程自 动监测管道温湿度及漏水信息，对低温和渗水自动预警，对冰冻点和 漏水点自动报警，并可自动记录、实时查询点位温湿度及漏水信息； 本系统安装方法的应用，极大的简化了施工工艺，系统可在管道保温 层施工结束以后进行安装，无需与管道安装作业交叉施工，极大的提 升了施工效率和系统安装稳定度。

系统报警信息可引导工作人员快速 到达故障点进行抢修，大幅提升抢修效率，降低资源浪费和二次事故 的风险提名该项目为山西省科学技术进步三等奖项目简介项目属于交通工程领域，主要应用于隧道消防管道防漏防冻远程 监测管理领域，也可用于市政给排水、供暖等长管线存在渗漏防冻管 理需求的领域针对当前隧道消防系统存在的管理难题， 本系统采用在消防管道 的接口处、支管处、闸门处设置温湿度、漏水检测传感器并与隧道桩 号位置对应编码的技术路线传感器与分站连接，采用一线协议技术 结构；分站与主站连接，采用总线技术结构；主站利用高速公路通信 系统，采用MODBUS议上传到隧管站的技术方案在隧管站通过“消 防管道防漏防冻远程监测安全预警系统” 进行处理， 对隧道消防管道 存在的渗漏和温度异常问题及时预、 报警，使管理人员做到对异常的 准确定位、及时处理通过改善优化施工工艺，进一步提升了施工效 率和系统安装稳定度 本系统解决了物联网通讯技术问题、 温湿度漏 水检测传感器一线通讯接口和协议技术问题、 检测系统抗干扰能力技 术问题、对防漏防冻采集信息进行智能判断预、 报警技术问题和对隧 道环境湿度高漏水检测技术问题本项目的应用可以快速准确的定位故障点， 及时抢修， 降低巡检 维修浪费。

经测算， 本项目应用可使消防管道巡检和抢修成本直接降 低至传统方式的 5%左右本系统及安装方法实现了对隧道消防管道防漏防冻的智能远程 检测预警，保证隧道消防管道正常使用的同时有效降低安全隐患和风 险，能够以较低的费用取得较高的效益， 有效提升了企业创新能力和 市场竞争力， 促进了行业技术进步， 对隧道安全环保运营有较大的促 进作用，对相关产业也具有积极的引领作用隧道消防管道防漏防冻安全预警设备自 2016 年开始在多条隧道 进行点状实验，并在过程中结合实际情况不断优化， 2018 年底已达 到理想的安装施工效率与预警监测效果， 之后本系统及安装方法应用 于长平高速虹梯关隧道、长临高速良马 1 号隧道、黄花岭隧道、盘秀 山隧道等项目均取得了更为理想的效果，并于 2019 年被列入山西省 隧道提质升级专项行动“四新应用”项目，取得了理想的管理效果， 技术逐步完善成熟客观评价1. 验收意见山西省住房和城乡建设厅聘请有关专家组成鉴定委员会， “隧道 消防管道防漏防冻安全预警设备施工工法” 进行了鉴定， 经过听取汇 报、审查资料、 认真讨论后形成如下鉴定意见：课题组提供的技术资 料齐全，内容完整， 数据翔实， 符合鉴定评审要求； 该技术工艺简单、 操作简便、施工难度小、投入成本低、劳动强度小、施工周期短，易 于掌握、推广、普及，有效避免了传统方法带来的重复劳动、路面污 染、阻断交通和存在安全隐患的社会问题， 具有良好的行业技术进步 促进作用；该技术经多条隧道施工验证，均取得理想应用效果，创新性和实用性强， 经济效益和社会效益显著， 具有很高的应用价值和良 好的推广前景；该项施工技术达到国内领先水平。

2. 科技查新意见本项目所述隧道消防管道防漏防冻安全监测预警系统 , 由传感 器、分站、主站和管理工作站的硬件系统结构组成； 传感器与分站连 , 采用一线协议技术结构；分站与主站连接采用总线技术结构 , 主站利 用高速公路通信系统，采用MODBU协议上传到隧道管理站管理工作 站的技术方案，在所检文献以及时限范围内，除本项目外，国内外未 见其他文献报道本项目所述通过将自主研发的温度、湿度、漏水综 合检测传感器植入到消防管道保温层内的接口处、支管处、阀门处 , 并将每个传感器唯一的 ID 号与隧道桩号位置对应 , 进行湿度、温度漏 水检测的技术特征 , 通过自主研发的“隧道消防管道防漏防冻监测预 警软件”, 实现对隧道消防管道渗水点和低温点准确位置的预警提示 管理功能, 实现对隧道消防管道漏水点和冰冻点准确位置的报警提醒 管理功能, 在所检文献以及时限范围内 ,除本项目外, 国内外未见其他 文献报道自主研发的温度、湿度、漏水综合检测传感器 , 采用了梳 状触头漏水检测技术特征方案， 提高漏水检测的灵敏度和可靠性； 传 感器将温湿度和漏水检测进行综合集成的硬件构成 , 完成对消防管道 的防漏防冻预警和报警管理功能 , 在所检文献以及时限范围内 , 除本 项目外 , 国内外未见其他文献报道。

3. 地方标准本项目中《隧道消防管道防漏防冻远程安全预警主站设备》 、《隧 道消防管道防漏防冻远程安全预警分站设备》 及《隧道消防管道防漏 防冻远程安全预警系统》等成果均为企业标准，对以上成果，并利用 本企业标准， 按相关规范和标准， 经具有国家检测资质的机构进行了 检测，取得了产品检测合格的检测报告一、 推广应用情况本系统实现了对隧道管道防漏防冻的智能远程检测预警管理， 节 省维护费用， 提高维护效率的同时有效降低安全隐患和安全风险， 以 较低的投入取得更高的效率和效益， 具有良好的推广前景和极其广泛 的应用前景， 具有良好的行业技术进步促进作用， 对隧道低碳环保运 营、智慧交通的实现，具有较大的促进作用，对相关产业也具有积极的促进和引领作用隧道消防管道防漏防冻安全预警设备自 2016年开始在多条隧道进行点状实验，并在过程中结合实际情况不断优化， 到2018年底已达到理想的安装施工效率与预警监测效果点状实验 期间，发现一般温湿度检测传感器无法在隧道这种低温、 高湿环境下正常工作，时常触发系统报警，因此我们研发了拥有自主知识产权的 温湿度一体化漏水综合检测传感器2017年首次在榆和高速公路云 山隧道上全系统测试，即实现了对隧道内消防管道所处的内外部温湿 度环境进行远程监控，及时准确的定位故障点，指导检修安装施工， 极大地缩短了工期，安全预警也初显成效。

但在系统安装过程中，发 现检测点选取困难，现场接线作业量大，调试困难，安装施工周期长， 破坏保温层，传感器布设效率较低的问题通过分析总结，利用分组 预连接预调试方式，并研发了拥有自主知识产权的消防管道保温层内 接口无损检测定位装置和传感器快速植入装置， 将大量的隧道现场接 线调试作业转变为车间标准化作业，提高了现场安装施工的质量效 率，接线的一次合格率得到大大提升，消除了现场安装施工的安全隐 患，极大的缩短了工期，简化了安装施工程序，保证了系统的可靠性 和稳定性之后本系统及安装方法应用于长平高速虹梯关隧道、长临 高速良马1号隧道、黄花岭隧道、盘秀山隧道等项目均取得了更为理 想的效果，并于2019年被列入山西省隧道提质升级专项行动“四新 应用”项目，取得了理想的管理效果技术逐步完善成熟主要知识产权证明目录知识产权证明目录授权项目名称知识产权类别国（区）别申请号授权号隧道口消防管道防冻远程监控 预警装置实用新型专利中国ZL201721793043.5证书号第7981873 号隧道消防管道防漏防冻监测主实用新型专利中国ZL2017217证书号第站93041.67855129 号隧道消防管道防漏防冻监测控实用新型专利中国ZL2017217证书号第制分站93024.27632009 号隧道消防管道漏水检测传感器实用新型专利中国ZL201822174478.2证书号第9419258 号隧道消防管道温湿度及漏水检实用新型专利中国ZL2018221证书号第测传感器分装模具74532.39419952 号隧道消防管道温湿度及漏水智 能检测传感器实用新型专利中国ZL201822175735.4证书号第9420687 号消防管道防漏远程监测预警装实用新型专利中国ZL2017217证书号第置93025.77849258 号消防管道远程防漏防冻监测预实用新型专利中国ZL2017217证书号第警置93044.X7841197 号一种保温层内管道接口无损检 测装置实用新型专利中国ZL201820197492.1证书号第7747730 号一种消防管道传感器植入工具实用新型专利中国ZL201820192574.7证书号第8199908 号手杖隧道消防管道渗漏温度便 携检测装置实用新型专利中国ZL201820422966.8证书号第8019012 号隧道消防管道温湿度及漏水检外观设计专利中国ZL2018307证书号第测传感器分装模具50990.X5174647 号隧道消防管道温湿度及漏水智 能检测传感器外观设计专利中国ZL201830751001.9证书号第5204385 号隧道消防管道防漏防冻远程安计算机软件著作权中国2018SR638软著登字第全预警系统检测分站软件 V1.13342967429 号隧道消防管道防漏防冻远程安计算机软件著作权中国2018SR639软著登字第全预警检测系统软件 V1.12272968322 号隧道消防管道防漏防冻远程安计算机软件著作权中国2018SR700软著登字第全预警系统检测主站软件 V1.11343029229 号隧道消防管道防漏防冻远程安计算机软件著作权中国2019SR016软著登字第全预警检测系统软件 V1.278093588566 号隧道消防管道防漏防冻远程安计算机软件著作权中国2019SR016软著登字第全预警系统检测主站软件 V1.277043588461 号隧道消防管道防漏防冻远程安 全预警系统检测分站软件 V1.2计算机软件著作权中国2019SR0167796软著登字第3588553 号消防管道渗漏水及温湿度智能检测传感软件V1.5计算机软件著作权中国2019SR0333462软著登字第3754219 号隧道安全远程监测预警管理系统 V1.0计算机软件著作权中国2019SR0494567软著登字第3915324 号三、主要完成人情况排名姓名工作单位完成单位行政职务技术职称主要贝献1张跃峰。