智慧井盖监测系统解决方案

一、 方案概述

1. 方案背景

近年来随着我国城镇化进程不断加快，城市基础设施建设事业的持续高速发展，城市中给排水、燃气、热力、电力、通讯等各类市政公用地下管线设施日益增加，城市路面上相应各类检查井相应地不断增多，城市道路井盖的管理也愈发重要。由于城市井盖管理不善，造成全国范围内各类伤人、损车事件频发。井盖管理的不到位严重影响了市民的人身安全，造成了不良的社会影响，如何改善和加强城市井盖管理已成为困扰全国各地市政设施管理部门的一个难点、热点问题。为了加强城市道路管理，保障城市道路完好，充分发挥城市道路功能，促进城市经济和社会发展，国务院早在1996年就颁布施行了《城市道路管理条例》，对市政设施的管理养护做出了明确规定。我市也于2010年公布了《邢台市市政基础设施规划管理办法》，为市政设施的制度化、规范化管理提供了法律依据，政府出台各种相关法律、法规是加强市政设施管理的一方面，除此之外还应客观、公正、全面的分析现实中的各种因素，才能更好的推进市政设施管理水平，为人民提供更加安全的道路环境。

2. 存在主要问题

数量庞大，缺乏统一的管理

随着城市建设步伐的不断加快，城市道路改建、新建、扩建、大修的工程数量及规模不断扩大，伴随每条道路工程的是相应的地下管网工程以及地面检查井的不断增多，各种不同类型的井盖也相应的增多。以我市为例，仅在市管街道上的各种雨污水井、收水井就有2万余座，再加上区管街道上的雨污管道检查井以及主次干道上的通信、电力、供水、热力、煤气等部门的各种检查井，检查井数量达到了惊人的地步。目前各部门的井盖管理各自为政，谁的井，谁管理维护，虽然现在我市的数字化城市管理技术正在日趋成熟，基本各类损坏井盖可以在短时间内找到责任单位并及时维修，但是仍存在不少管理盲区。有些无主井、废弃井无法确认产权单位，有些井产权不明，造成这些井一旦损坏无法及时维修，这些井的维修往往要比维修那些产权责任明确的井更费周章，维修成本更高。在这期间就对市民的人身安全构成了威胁，事故一旦发生必会造成无可挽回的损失。

二、 方案总体设计

1. 设计原则

本项目建设必须针对用户实际业务需求，建立起一个先进、实用的系统。同时尽量节约用户投资，保证近、远期的工程成本优化。因此在进行本系统建设时，我们将遵循以下原则：

先进性与实用性相结合原则

本次方案推荐的系统充分了利用现今主流的尖端科技水平和设计思想，利用当今最先进的物联网技术，结合其他成熟的技术成果，具有较高水平，能保持若干年不落后，同时兼顾技术的发展趋势。

安全性和可靠性原则

系统在设计和建设时，操作系统、软件系统等各个方面都考虑了安全措施的完善。对硬件设备、软件权限都有相应的保护措施。并结合系统日志，对系统每一步操作进行了有效性和安全性检验，可做到回溯查询。

持续、稳定、高效正常运作是整个系统正常工作的基础。系统外场设备工作在野外，且环境恶劣，高温、湿度大、甚至水浸，都是对系统设备的巨大考验。因此，系统必须具有高可靠性的软硬件配置，满足24小时不间断在恶劣的户外环境工作的要求。

开放性与可扩展性原则

系统提供原始数据，采用开放性的通讯协议和数据结构，当功能扩充时和数据应用系统升级时系统可以方便地扩展。系统的关键模块都保持相对的独立性和灵活性，单个模块扩充时对其他模块的影响减到最小。系统在存储量和处理速度方面充分考虑未来覆盖规模扩展和用户需求容量，做到用户近远期利益整体优化，保证系统可以在一定时期内方便扩展。

可维护性

系统设计要能够满足用户不断变化的实际需求和规模要求，保证用户方便维护并尽量减少维护工作量。一方面系统采取模块化的硬件结构，具有快速修复的能力，另一方面建立相应的系统管理和维护机制，保障系统的正常运行。

2. 设计特点

（1）安装维护方便，系统成本低，不产生较大的后期费用。

（2）报警及时，报警时间设计小于30秒。

（3）系统电池备用时间长，设计大于8年。

（4）系统使用简单，无需专人长时值守。

（5）井盖系统监控中心可以远离井盖现场，不受距离限制。

三、 系统功能参数

1. 智能井盖系统

1.1研发背景

随着城市化进程的进一步加快，市政公用设施建设发展迅速。市政、电力、通信等部门有大量市政设备、资产需要管理。其中窨井盖成为了不可忽视的一项。大量在外井盖由于缺乏有效的实时监控管理手段，给不法分子提供了可乘之机，移动、偷盗井盖等违法行为时有发生，同时，破损、损坏、丢失的井盖也因无法及时获知而得不到及时修复，这样不仅影响了相关设备的正常工作，造成巨大的直接或间接经济损失，而且丢失井盖的井口也会对道路上的车辆、行人造成极大的危害，对社会安定、安全造成了极大负面影响。

住建部于2013年4月提出了关于进一步加强城市窨井盖安全管理的通知，要求包括城市供水、排水、燃气、热力、房产（物业）、电力、电信、广播电视等部门，实行井盖的数字化管理，实现社会资源有效的监管，确保人民群众人身安全。虽然市政井盖的管理需求是非常明确的，但是，由于城市窨井盖数量庞大，管理部门即使是安排维护人员加强巡视，也无法完全保障窨井盖安全，无法实时有效的获得设备的信息，面对异常情况无法实现实时监控和快速高效的管理。为更好地保障公共设施安全，迫切需要采用新技术、新模式加强针对窨井盖的安全的管理。

1.2系统整体特点

1、基于轨迹分析和倾角检测井盖传感器，实时监控井盖运动状态，当井盖发生翻转或移动会启动报警系统。

2、建立唯一的井盖识别码，便于井盖统一管理。

3、基于GPRS/NB-IOT技术传输，实现低功耗的工作，超长的传输距离及较好的穿透力。

4、基于物联网智能井盖管理云平台可以对城市的井盖进行统一的管理，提供管控效率。

5、手机APP可以实现井盖状态的实时监控，实时报警，权限查看等，实现移动化办公。

1.3系统功能简介

（1）井盖资产管理：对井盖的基本信息进行管理，包括井盖编号、经纬度、所在道路等。

（2）实时定位监控：可实时监测市政井盖的各种状态信息，通过结合系统直观的市政平面图，可实时查看井盖在所辖区内的位置和基本属性信息，并对各辖区内所属的井盖防盗进行统一指挥调度出警和工程维护。

采用GIS地理信息技术实现地理地图展示：在电子地图上显示井盖位置、基本信息、实时状态等，也可以通过文本形式展示井盖位置、基本信息、实时状态、历史状态记录等信息。

（3）防盗监管：根据预先设定报警规则，对市政井盖的异常情况进行防盗监管。安装在市政井盖的智能井盖无线传感器，当井盖状态正常时，处于休眠状态，当井盖异常开启时，立即发出报警信号，通知相关负责部门采取措施。

（4）报警联动：产生报警信息向报警中心报警后，同时还会向相关责任人和管理人员的手机等客户端发送报警信息。

（5）鉴权设置：当工程人员需要对井盖和线路进行维护时，由控制中心经过判断合法性进行解防，或是经授权的工程人员手持终端设备或者监管中心可进行匹配解防，可以灵活设置井盖的维修时间。

（6）数据分析：通过对系统中大量的数据进行深度挖掘，从不同角度、不同维度、不同需要等对各种数据进行重组、汇总及对比分析，挖掘出更有利于提升市政管理水平和效率的有价值数据。