智能井盖 智能井盖:井盖监控管理系统解决方案

由于城市井盖数量庞大，即使管理部门安排维修人员加强检查，也不能完全保证井盖的安全，不能实时有效地获取设备信息，面对异常情况也不能实现实时监控和快速高效的管理。为了更好地保证公共设施的安全，保护主要地下资源，迫切需要采用新技术、新模式加强井盖的安全管理。

1. 系统概述

1.1.项目背景

2013年4月，住房和城乡建设部发布《关于进一步加强城市井盖安全管理的通知》，要求城市供水、排水、燃气、热力、房产(物业)、电力、电信、广播电视等部门。，对井盖实行数字化管理，实现对社会资源的有效监管，确保人民群众的人身安全。

随着城市化进程的进一步加快，市政公共设施建设发展迅速。市政、电力和通信部门有大量市政设备和资产需要管理。其中，井盖已经成为不可忽视的一项。由于缺乏有效的实时监控和管理手段，大量井盖为不法分子提供了机会，移动、盗窃井盖等违法活动时有发生。同时，损坏、破损、丢失的井盖因无法及时获知而无法及时修复，不仅影响相关设备的正常工作，造成巨大的直接或间接经济损失，而且对道路上的车辆和行人造成极大的危害，造成极大的社会稳定和安全。

同时，对于三大运营商来说，宽带资源是极其重要的战略资源。但由于监管难度大等各种原因，宽带资源流失极其严重，其他各种小公司跨线情况屡禁不止。其结果是，市场份额的增长逐年下降，有些地区甚至出现负增长。

虽然井盖的管理要求非常明确，但由于城市井盖数量庞大，即使管理部门安排维修人员加强检查，也不能完全保证井盖的安全，不能实时有效地获取设备信息，面对异常情况也不能实现实时监控和快速高效的管理。为了更好地保证公共设施的安全，保护主要地下资源，迫切需要采用新技术、新模式加强井盖的安全管理。

1.2.井盖管理模式的变革过程

井盖管理模式已经从原来没有任何防盗功能的普通井盖发展到利用技术手段防盗井盖。

2009年左右开始出现城管通信的管理模式，即通过在井盖上安装无源RFID标签，城管人员定期到现场，手持手持设备读取井盖信息，查找井盖是否缺失。随着物联网技术的快速发展，井盖管理将进入第四阶段，即通过物联网技术在控制中心实现对井盖的实时管理。管理模式的变更过程如下图所示:

1.3.建筑理念

基于上述井盖管理的问题和挑战，结合井盖管理模式的发展趋势，创新性地提出了新一代“智能井盖监控管理系统”，使每个井盖都有一个智能大脑，成为“智能井盖”。

该系统采用了传感器技术、GIS导航技术、计算机网络技术等物联网相关技术，实现了城市井盖的智能化、网络化、空可视化和事件管理，创新了井盖管理新模式，完善了井盖管理流程，建立了一套科学完善的监管评估体系，实现了现有相关资源的共享，从而提高了城市综合管理的效率和水平。该系统是多种技术结合的产物，超越了“防盗井盖”、“城管通讯”等旧的管理方式，实现了真正意义上的井盖智能管理。

2. 设计需求分析

2.1.需求分析

2.2.设计原则

本项目的建设必须针对用户的实际业务需求，建立先进实用的系统。同时，尽可能节省用户的投资，保证短期和长期的工程造价优化。因此，在构建该系统时，我们将遵循以下原则:

2.2.1.先进性与实用性相结合的原则

本方案推荐的系统充分利用了当前主流前沿科技水平和设计思路，采用了最先进的物联网技术，并结合了其他成熟的技术成果。它水平很高，能保持几年不落后，同时兼顾技术的发展趋势。

2.2.2.安全和可靠性原则

在系统的设计和建设中，从操作系统和软件系统等各个方面考虑了安全措施的改进。硬件设备和软件权利都有相应的保护措施。结合系统日志，测试系统各项操作的有效性和安全性，实现追溯查询。

持续、稳定、高效、正常的运行是整个系统正常运行的基础。系统的外场设备在野外工作，环境恶劣，高温高湿，甚至有水淹现象，对系统设备是一个很大的考验。因此，系统必须具有高度可靠的软硬件配置，以满足24小时在恶劣的室外环境中工作的要求。

2.2.3.开放性和可扩展性原则

该系统提供原始数据，采用开放的通信协议和数据结构，在功能扩展和数据应用系统升级时易于扩展。系统关键模块保持相对独立性和灵活性，单模块扩展对其他模块的影响最小。在存储容量和处理速度上，系统充分考虑了未来的覆盖规模扩展和用户需求容量，以优化用户的整体短期和长期利益，保证系统在一定时间内可以轻松扩展。

2.2.4.可维护性。

系统设计应能满足用户不断变化的实际需求和规模要求，保证用户的便利性，尽量减少维护工作量。一方面，系统采用模块化硬件结构，具有快速修复能力；另一方面，建立相应的系统管理和维护机制，保证系统的正常运行。

3. 系统设计方案

3.1.系统的工作原理

智能井盖监控管理系统是根据浙江李闯公司市政管理等相关部门的要求，实现井盖的信息化、智能化管理。该系统采用了传感器技术、GIS导航技术、计算机网络技术等物联网相关技术，实现了城市井盖的智能化、网络化、空可视化和事件管理，创新了井盖管理新模式，完善了井盖管理流程，建立了一套科学完善的监管评估体系，实现了现有相关资源的共享，从而提高了城市综合管理的效率和水平。

1.当人孔盖打开15度或人孔盖移动速度不均匀时，发出预警信号

2.预警信号通过码分多址、GPRS或基站传输到中心机房的井盖管理和操作平台

3.运维系统进行大数据分析，确认告警情况后，实时预警，并将告警信息发送至运维管理人员的移动APP

4.运维管理人员收到移动APP的预警信息后，根据邻近原则赶赴现场进行检查，并通过移动APP将处理情况反馈给中心机房，运维中心管理员进行相应处理。

3.2.系统网络图

在井盖展开的过程中，我们利用定位系统对井盖展开的位置进行精确定位，使得井盖的位置清晰直观，方便我们后期的操作和维护管理。当我们的井盖异常打开时，传感器通过CDMA、GPRS或基站上传到我们的后台井盖监控子系统，并向相关运维人员的app发送报警信息，然后运维人员进行现场检查，确认报警信息并进行相应的维护，通过移动app上传维护内容并保存在后台，方便溯源。

3.3.系统拓扑图

3.4.产品硬件介绍

3.4.1.产品多样性

根据长期的井环境和施工过程经验，设计了多种不同形状和原理的智能井盖传感器，可以满足不同环境的不同需求。此外，可以为项目中的井盖定制传感器，以达到最佳的实施和管理效果。根据报警原理不同，可分为以下几类。

3.4.1.1 .倾角和加速度传感器

报警原理:当井盖打开(倾角15°以上)移位(有加速度)时，可以及时向平台和责任人手机APP发送报警信息。

3.4.1.2 .行程开关传感器

报警原理:安装展开完成后，行程开关被人孔盖压住，造成弯曲。当井盖打开，行程开关状态发生变化时，报警信息可以及时发送到平台和负责人的移动APP

3.4.2.硬件产品的功能和优势

外观设计:专业的外观设计，符合动力学原理的半椭圆形结构，能有效防止设备在剧烈施工时损坏。安装在井盖下后，可反复拖拽挤压100次以上，确保设备功能完好。而且设计风格很普通。与其他厂家的传感器相比，不会影响井盖的外观，不显眼，具有独特的防盗效果。

安装的实现:安装过程简单，可以由一个人独立完成。

防水设计:防水等级达到IP67。可以长时间浸泡在10米以上的水中。

防盐雾设计:通过GB/T10125-2012标准的AASS酸盐雾试验，可轻松抵御井内各种恶劣环境。

通信方式:可支持CDMA、GPRS、基站等通信方式，针对不同情况提供多种解决方案。

电子标签:可以记录厂家、安装施工单位、安装时间、编码、业主单位、监理单位、维修记录、二维码标签等信息，方便运维管理。

设备检测:24小时健康安全监控，及时排除设备故障。(每天24小时内在设定时间发送健康报告，确保设备正常运行)。

低功耗设计:配20000毫安大容量电池，低功耗设计，设备平时处于深度睡眠状态，每天定时醒来发送一次心跳数据。电池可保守使用2年以上。

优化的天线设计:优化了天线设计和信号传输功率，可以保证信号在球墨铸铁井盖下的完美传输。

3.5.产品软件介绍

3.5.1.网络平台功能介绍

设备状态监控:设备后台可以24小时监控和显示前端设备的状态信息，当前端设备检测到的状态值超过预设阈值时，提示预警信息并上报中央平台。同时，该设备具有我公司开发的心跳功能，可以每24小时向后台报告状态信息，包括电池电量信息和设备信号强度。判断设备运行是否正常。

施工授权:在实际运行维护过程中，员工施工时会出现智能井盖传感器误报警。针对这种现象，我们可以在后台进行授权，对授权的井盖不报警，但是会生成施工记录，方便以后记录施工情况和查询数据，更好的管理我们的井盖。

远程监控:系统后台可以实时监控全市所有网点的状态信息，通过PC弹出窗口或移动APP信息对数据异常的点进行预警。

地理信息系统地图:系统支持以地理信息系统地图的形式呈现设备网点信息，并以不同颜色显示异常数据点。地图可以按设备类型、设备状态、设备基本信息等选项进行过滤，也可以支持地图缩略图、放大、缩小、平移。

报警处理:系统将监控异常数据信息(井盖异常打开、设备信息丢失、电压过低等)。)的设备安装网络，及时生成异常数据情况的报警信息，并通过PC弹出、移动APP**、短信等方式发送给相应的责任人。

报警技术指标如下表所示:

参数名

参数值

报警模式

PC弹出，APP信息* *，短信，电话等

警报响应时间

30秒(设备向负责人发送报警信息* *报警，运营商网络拥塞除外)

权限管理:系统可以定义不同的用户和用户组，分配和监督权限，创建或删除用户和用户组。用户数量不限。

系统数据分析:通过系统收集的信息，后台还可以做大数据分析处理，可以根据客户需求开发数据分析系统。例如，它可以分析某个地区某段时间地下管道中可燃气体的浓度，或者地下水位的高低，并生成图形供调查、分析和判断。

3.5.2.应用程序端功能介绍

该系统的APP支持安卓和IOS终端，也支持WEB后台管理。主要用于设备安装登记、报警信息的文件处理、设备网点地理位置显示和导航跟踪。

主要功能有:

设备安装报告单:安装设备插座时，报分登记。在某一点安装好设备后，施工人员可以通过移动APP上传地理位置(GPS定位)、设备安装信息、井盖所属单位等基本信息。

点状态显示:显示设备网点的数据状态、地理位置、所属单位等基本信息。界面如下图所示:

报警跟踪:APP可以根据WEB后台生成的报警信息生成报警通知，并将生成的报警字段的情况以文字和照片的形式上报给后台。

精准导航:APP兼具点定位和导航功能，在输入距离时提供短距离精准定位，降低巡逻人员的搜索难度。

通知的具体形式如下: