智慧井蓋監測系統解決方案

一、方案概述

1. 方案背景

近年來隨著我國城鎮化進程不斷加快，城市基礎設施建設事業的持續高速發展，城市中給排水、燃氣、熱力、電力、通訊等各類市政公用地下管線設施日益增加，城市路面上相應各類檢查井相應地不斷增多，城市道路井蓋的管理也愈發重要。由于城市井蓋管理不善，造成全國范圍內各類傷人、損車事件頻發。井蓋管理的不到位嚴重影響了市民的人身安全，造成了不良的社會影響，如何改善和加強城市井蓋管理已成為困擾全國各地市政設施管理部門的一個難點、熱點問題。為了加強城市道路管理，保障城市道路完好，充分發揮城市道路功能，促進城市經濟和社會發展，國務院早在1996年就頒布施行了《城市道路管理條例》，對市政設施的管理養護做出了明確規定。我市也于2010年公布了《邢臺市市政基礎設施規劃管理辦法》，為市政設施的制度化、規范化管理提供了法律依據，政府出臺各種相關法律、法規是加強市政設施管理的一方面，除此之外還應客觀、公正、全面的分析現實中的各種因素，才能更好的推進市政設施管理水平，為人民提供更加安全的道路環境。

2. 存在主要問題

數量龐大，缺乏統一的管理

隨著城市建設步伐的不斷加快，城市道路改建、新建、擴建、大修的工程數量及規模不斷擴大，伴隨每條道路工程的是相應的地下管網工程以及地面檢查井的不斷增多，各種不同類型的井蓋也相應的增多。以我市為例，僅在市管街道上的各種雨污水井、收水井就有2萬余座，再加上區管街道上的雨污管道檢查井以及主次干道上的通信、電力、供水、熱力、煤氣等部門的各種檢查井，檢查井數量達到了驚人的地步。目前各部門的井蓋管理各自為政，誰的井，誰管理維護，雖然現在我市的數字化城市管理技術正在日趨成熟，基本各類損壞井蓋可以在短時間內找到責任單位并及時維修，但是仍存在不少管理盲區。有些無主井、廢棄井無法確認產權單位，有些井產權不明，造成這些井一旦損壞無法及時維修，這些井的維修往往要比維修那些產權責任明確的井更費周章，維修成本更高。在這期間就對市民的人身安全構成了威脅，事故一旦發生必會造成無可挽回的損失。

二、方案總體設計

1. 設計原則

本項目建設必須針對用戶實際業務需求，建立起一個先進、實用的系統。同時盡量節約用戶投資，保證近、遠期的工程成本優化。因此在進行本系統建設時，我們將遵循以下原則：

先進性與實用性相結合原則

本次方案推薦的系統充分了利用現今主流的尖端科技水平和設計思想，利用當今最先進的物聯網技術，結合其他成熟的技術成果，具有較高水平，能保持若干年不落后，同時兼顧技術的發展趨勢。

安全性和可靠性原則

系統在設計和建設時，操作系統、軟件系統等各個方面都考慮了安全措施的完善。對硬件設備、軟件權限都有相應的保護措施。并結合系統日志，對系統每一步操作進行了有效性和安全性檢驗，可做到回溯查詢。

持續、穩定、高效正常運作是整個系統正常工作的基礎。系統外場設備工作在野外，且環境惡劣，高溫、濕度大、甚至水浸，都是對系統設備的巨大考驗。因此，系統必須具有高可靠性的軟硬件配置，滿足24小時不間斷在惡劣的戶外環境工作的要求。

開放性與可擴展性原則

系統提供原始數據，采用開放性的通訊協議和數據結構，當功能擴充時和數據應用系統升級時系統可以方便地擴展。系統的關鍵模塊都保持相對的獨立性和靈活性，單個模塊擴充時對其他模塊的影響減到最小。系統在存儲量和處理速度方面充分考慮未來覆蓋規模擴展和用戶需求容量，做到用戶近遠期利益整體優化，保證系統可以在一定時期內方便擴展。

可維護性

系統設計要能夠滿足用戶不斷變化的實際需求和規模要求，保證用戶方便維護并盡量減少維護工作量。一方面系統采取模塊化的硬件結構，具有快速修復的能力，另一方面建立相應的系統管理和維護機制，保障系統的正常運行。

2. 設計特點

（1）安裝維護方便，系統成本低，不產生較大的后期費用。

（2）報警及時，報警時間設計小于30秒。

（3）系統電池備用時間長，設計大于8年。

（4）系統使用簡單，無需專人長時值守。

（5）井蓋系統監控中心可以遠離井蓋現場，不受距離限制。

三、系統功能參數

1. 智能井蓋系統

1.1研發背景

隨著城市化進程的進一步加快，市政公用設施建設發展迅速。市政、電力、通信等部門有大量市政設備、資產需要管理。其中窨井蓋成為了不可忽視的一項。大量在外井蓋由于缺乏有效的實時監控管理手段，給不法分子提供了可乘之機，移動、偷盜井蓋等違法行為時有發生，同時，破損、損壞、丟失的井蓋也因無法及時獲知而得不到及時修復，這樣不僅影響了相關設備的正常工作，造成巨大的直接或間接經濟損失，而且丟失井蓋的井口也會對道路上的車輛、行人造成極大的危害，對社會安定、安全造成了極大負面影響。

住建部于2013年4月提出了關于進一步加強城市窨井蓋安全管理的通知，要求包括城市供水、排水、燃氣、熱力、房產（物業）、電力、電信、廣播電視等部門，實行井蓋的數字化管理，實現社會資源有效的監管，確保人民群眾人身安全。雖然市政井蓋的管理需求是非常明確的，但是，由于城市窨井蓋數量龐大，管理部門即使是安排維護人員加強巡視，也無法完全保障窨井蓋安全，無法實時有效的獲得設備的信息，面對異常情況無法實現實時監控和快速高效的管理。為更好地保障公共設施安全，迫切需要采用新技術、新模式加強針對窨井蓋的安全的管理。

1.2系統整體特點

1、基于軌跡分析和傾角檢測井蓋傳感器，實時監控井蓋運動狀態，當井蓋發生翻轉或移動會啟動報警系統。

2、建立唯一的井蓋識別碼，便于井蓋統一管理。

3、基于GPRS/NB-IOT技術傳輸，實現低功耗的工作，超長的傳輸距離及較好的穿透力。

4、基于物聯網智能井蓋管理云平臺可以對城市的井蓋進行統一的管理，提供管控效率。

5、手機APP可以實現井蓋狀態的實時監控，實時報警，權限查看等，實現移動化辦公。

1.3系統功能簡介

（1）井蓋資產管理：對井蓋的基本信息進行管理，包括井蓋編號、經緯度、所在道路等。

（2）實時定位監控：可實時監測市政井蓋的各種狀態信息，通過結合系統直觀的市政平面圖，可實時查看井蓋在所轄區內的位置和基本屬性信息，并對各轄區內所屬的井蓋防盜進行統一指揮調度出警和工程維護。

采用GIS地理信息技術實現地理地圖展示：在電子地圖上顯示井蓋位置、基本信息、實時狀態等，也可以通過文本形式展示井蓋位置、基本信息、實時狀態、歷史狀態記錄等信息。

（3）防盜監管：根據預先設定報警規則，對市政井蓋的異常情況進行防盜監管。安裝在市政井蓋的智能井蓋無線傳感器，當井蓋狀態正常時，處于休眠狀態，當井蓋異常開啟時，立即發出報警信號，通知相關負責部門采取措施。

（4）報警聯動：產生報警信息向報警中心報警后，同時還會向相關責任人和管理人員的手機等客戶端發送報警信息。