窨井盖智能监控管理系统解决方案06.docx

窨井盖智能监控管理系统解决方案06.docx

《窨井盖智能监控管理系统解决方案06.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《窨井盖智能监控管理系统解决方案06.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

窨井盖智能监控管理系统解决方案06

窨井盖智能监控管理系统

解决方案

上海申腾信息技术

2021年7月

1.系统概述

1.1.工程背景

随着城市化进程的进一步加快，市政公用设施建设开展迅速。

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无视的一项。

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、丧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，而且丧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、平安造成了极大负面影响。

住建部于2021年4月提出了关于进一步加强城市窨井盖平安管理的通知，要求包括城市供水、排水、燃气、热力、房产〔物业〕、电力、电信、播送电视等部门，实行井盖的数字化管理，实现社会资源有效的监管，确保人民群众人身平安。

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平安，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平安，迫切需要采用新技术、新模式加强针对窨井盖的平安的管理。

1.2.窨井盖管理模式变迁过程

窨井盖管理模式从最初的没有任何防盗功能的普通井盖开展到利用技术手段对窨井盖进行防盗的防盗井盖。

在2021年左右开始出现了城管通的管理模式，即通过在井盖上安装无源RFID标签，城管人员定时去现场，通过手持掌机去读井盖信息来发现窨井盖有无缺失。

随着物联网技术的飞速开展，窨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窨井盖的实时管理。

管理模式的变迁过程下列图所示：

窨井盖管理模式变迁过程

1.3.建设思路

上海申腾信息技术基于上述窨井盖管理所存在的问题和挑战，结合窨井盖管理模式的开展变迁趋势，创新性地提出了新一代“窨井盖智能监控管理系统〞，使每一个窨井盖都具有智慧的大脑，成为“智慧井盖〞。

系统采用基于RFID无线射频识别技术、传感器技术、地理信息技术、计算机网络技术及其他无线通信技术等物联网相关技术，实现城市井盖和事件管理的智慧化、网络化和空间可视化，创新窨井盖管理新模式，完善窨井盖管理流程，建立一套科学完善的监督评价体系，并实现现有相关资源的共享，提高城市综合管理的效率和水平。

该系统是多项技术结合的产物，超越了老式的“防盗井盖〞、“城管通〞等管理方式，真正意义上实现了窨井盖的智能化管理。

智慧窨井盖管理模式示意图

1.4.工程建设意义

法国作家雨果说过，下水道是一个城市的智慧与良心。

同样,窨井盖也关乎一个城市的智慧与良心。

城市部件信息化是城市信息化的重要组成局部，是智慧城市的重要内容，是城市管理及和谐社区建设的根底环节。

在推进和谐社区建设中，应积极探索，充分运用现代技术手段管理社区、效劳居民，提升为人民效劳的水平。

1〕通过对包含本系统在内的智慧物业的建设，使小区业主能够感受到科技的开展，有信息化与智能化的生活体验，拥有一个平安、舒适、温馨和便利的生活环境。

2〕系统使物业管理更加高效、便捷，节省人力。

提高了小区的生活档次与开发商的知名度，间接地产生一定的经济回报。

3〕目前我国改革开放进入深水区，社会神经敏感，社会矛盾多发，政府相关部门和企事业单位的工作出发点都应“以人为本〞，主动创新管理模式，积极构建和谐社会，早日实现“中国梦〞。

建设窨井盖智能监控管理系统，就是最“接地气〞的具体举措，是实实在在为民解难，为民办实事！

2.系统技术方案

2.1.设计原那么

本工程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、远期的工程本钱优化。

因此在进行本系统建设时，我们将遵循以下原那么：

2.1.1.先进性与实用性相结合原那么

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，能保持假设干年不落后，同时兼顾技术的开展趋势。

2.1.2.平安性和可靠性原那么

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平安措施的完善。

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平安性检验，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根底。

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。

2.1.3.开放性与可扩展性原那么

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。

2.1.4.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。

2.2.系统功能

2.2.1.窨井盖盘点

系统可实时上传统计各区域窨井盖具体信息包括井盖产权单位、联系人、等信息，实现井盖的及时主动盘点，方便管理部门的信息采集及情况处理。

2.2.2.监控管理

系统可实时监测窨井盖的各种状态信息，通过结合系统直观的市政平面图，可实时查看窨井盖在所辖区内的位置和根本属性信息，并对各辖区内所属的窨井盖防盗进行统一指挥调度处置和工程维护。

2.2.3.轨迹跟踪

系统可显示绑定智能电子标签的井盖在地图上的位置。

如果窨井盖发生了移动，还可以显示该市政设施的历史位置及历史移动轨迹。

2.2.4.防盗报警

系统可预先设定报警规那么，对窨井盖的异常情况进行紧急报警。

安装在窨井盖的电子标签内置倾斜及振动感应，当窨井盖状态正常时，电子标签处于休眠状态，当窨井盖异常开启时，电子标签立即发出报警信号，通知相关负责部门采取措施。

2.2.5.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持终端或发送报警信息。

2.2.6.鉴权分配

当工程人员需要对窨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进行匹配解防。

2.2.7.系统管理

Ø标签管理；

Ø信息管理；

Ø区域地图管理；

Ø设备管理；

Ø系统用户管理；

Ø统计报表。

2.3.工作原理

窨井盖智能监控管理系统是申腾公司基于市政管理等相关部门对市政窨井盖管理的需求，实现对窨井盖进行信息化、智能化管理。

系统采用了射频识别〔RadioFrequencyIdentification，RFID〕技术，这一技术是目前最先进的物联网核心技术之一。

射频识别〔RadioFrequencyIdentification，RFID〕技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术〔以下通称RFID技术〕。

射频卡实现了免接触操作，应用便利，无机械磨损，寿命长，无需可见光源，穿透性好，抗污染能力和耐久性强，而且可在恶劣环境下工作，对环境要求低，读取距离远，无需与目标接触就可以得到数据，支持写入数据，无需重新制作新的标签，可以重复使用，可工作于各种恶劣环境。

采用RFID技术的窨井盖智能监控管理系统，整体由感知层、网络层和应用层三个局部组成。

感知层网络平台建立后，为窨井盖安装内嵌有各种传感器的电子标签，井盖状态正常时，电子标签处于休眠状态，当井盖异常开启时，其姿态、位置或状态必然发生异常变化，这时窨井盖上的电子标签通过传感器立即感知，并向附近的根底效劳网络智能网关〔基站〕发送报警信息，该报警信息通过智能网关上传到监控中心，经过Ethernet或GPRS、CDMA等通信方式，将信息传送至监控中心，将前端感应装置编码、编号和位置信息与GIS地图结合，迅速判断被监控对象的位置与状态并进行报警，报警将通知市政部门管理中心及相关人员手持终端，可及时迅速地调动相关工作人员，及时进行处置，消除平安隐患。

系统原理示意图

2.4.系统优势

Ø系统工作在433公共频段；

Ø系统兼容性强，兼容无线传感器国际标准；

Ø系统采用直序列扩频技术，抗干扰能力强，对同频段内其他设备干扰小；

Ø系统采用AES加密技术对传输数据进行加密，保证数据传输的可靠和平安；

Ø基站体积小、带有无线通信模块和蓄电池，因此便于安装，也可尽量减少对现有市政设施的外观影响，必要时基站可采用太阳能取电，实现完全独立安装；

Ø基站扩展性强，可集成电力线载波、CDMA，也可依需求与视频、烟感、有害气体监控等现有安防体系结合；

Ø电子标签体积小、支持多频点应用〔有源/无源结合〕、使用寿命长、本钱低廉，便于大规模推广；

Ø基站、电子标签发射功率极低，对人体平安。

2.5.系统组成

系统整体由感知层、网络层和应用层三个局部组成。

感知层包括有源RFID电子标签、传感器、布置在社区内的基站等；网络传输层主要使用运营商网络作为物联网信息的主要传输通道；应用层通过对采集到的数据进行处理，并通过各种业务软件和操作终端实现对目标对象的管理。

2.5.1.系统硬件核心设备介绍

系统硬件局部主要由RFID基站、有源RFID电子标签、计算机系统、GPRS通讯传输网络、信息展示终端等组成。

2.5.1.1.室外基站

该款室外基站设备是一款长距离有源RFID读写设备，是物联网的神经末梢，具有识别距离进、灵敏度高、识别速度快、抗干扰能力强等特点，其用于户外，通过支架牢固安装，其不间断采集周围电子标签的发出的射频标志信息，并通过通讯网络〔例如GPRS网络〕上传到监控中心数据采集效劳器。

基站根本功能：

ØRFID信号接收功能。

接受周围电子标签发出的身份信息和工作状态信息；

Ø无线通信功能。

RFID基站能与数据采集效劳器进行双向无线通信，其一方面将接收到的电子标签信息上传到数据采集效劳器，另一方面接收数据采集效劳器下发的控制指令，并根据指令做相应操作；

Ø电池电压检测功能。

RFID基站内置后备电池。

具有电池电压检测功能，防止电池过充过放；

Ø基站工作参数上传和修改功能。

管理平台能够显示基站的工作状态，并根据需要实时修改基站的工作参数；

ØRFID基站具有射频干扰检测功能。

当其收到射频干扰时，能够自动通知系统；

Ø远程更新。

RFID基站具有远程更新程序的功能。

基站特点：

Ø安装灵活方便，不影响周围环境。

基站与采集效劳器之间使用移动通信技术进行双向通信，不需要铺设电缆或者光缆，最大程度保护周围环境不受破坏；

Ø基站与采集效劳器之间具有双向移动数据通信功能，支持CDMA接口；

Ø基站实现了RFID技术和移动通信技术的融合；

Ø基站支持后备电池供电；

Ø独特的防冲撞技术使基站在同一区域一次能接收200张定位卡。

即使定位卡快速移动时，数据也可以准确的传输。

2.5.1.2.专用电子标签

该电子标签是公司自主开发的一款可换电池标识卡。

标识卡外壳巩固耐用，不易被破坏，防潮防水，防护等级高于IP67，内置状态传感器，同时支持现场更新程序，主要应用在井盖上或者其他可应用场合。

电子标签根本功能：

Ø射频识别信息发送功能；

Ø支持数据的远程读写；

Ø电池电压检测，低电压报警；

Ø可集成不同传感器，对管理对象状态进行监控。

电子标签特点：

Ø射频发射功率小，只有-10dBm，对人体无伤害；

Ø超长工作时间。

电路采用低功耗设计，降低电路功耗，一节纽扣电池可以维持定位卡正常工作3年；

Ø采用有源RFID技术，数据自动发送；

Ø定位卡支持激活和休眠模式；

ØRFID和传感技术的完美结合相结合。

标识卡采用加速度传感器、光敏传感器实现倾角、震动和光线强弱的检测；

Ø支持双频工作，具有低频唤醒功能；

Ø具有防撕报警功能；

Ø采用高性能锂氩电池适应在户外上下温环境下工作。

2.5.2.系统软件平台介绍

2.5.2.1.软件系统架构

系统平台软件采用B/S架构设计，采用轻量级的J2EE框架SSH进行开发。

软件系统架构图如下：

软件系统架构图

2.5.2.2.软件系统部署

系统采用Tomcat作为web效劳器，采用Oracle作为数据库效劳器。

为了提高性能，web效劳器和数据库效劳器都采用集群的方式，同时数据库还有备份效劳器用于灾难恢复。

采集效劳器也采用集群的方式，用于缓解采集压力。

短信效劳器目前采用的短信猫的方式。

软件系统部署示意图

2.5.2.3.软件系统功能及优势

系统软件功能模块主要包括定位显示功能、报警管理功能、地图显示、用户管理和统计报表管理等，具体功能介绍及显示界面如下所示：

系统平台软件主界面1

系统平台软件主界面2

软件功能如下：

定位显示：

实时显示绑定着电子标签的市政设施在地图上的位置。

如果市政设施发生了移动，可以显示该市政设置的历史位置及历史移动轨迹。

报警管理：

显示当前发生的各种报警，包括窨井盖非法移动。

发生报警时会给相关负责人发送报警短信。

地图：

该地图有缩放、鹰眼、测距等功能，地图的中心点是市政设施管理区域的中心点。

用户管理：

显示用户的根本资料，可以修改密码。

进行电子标签的管理。

进行窨井盖市政设施的管理。

进行市政人员、车辆等市政维护资源的管理。

统计报表：

包含市政设施统计情况、移动统计情况、报警统计情况等报表。

3.施工组织设计

3.1.关键设备的设计、安装

3.1.1.基站的设计、安装

基站安装优先利用社区摄像机、路灯等现有设施的杆件，每个基站可以覆盖直径500米的范围。

假设一个长、宽各500米，面积约0.25平方公里的小区，预计安装基站3-4个。

具体布点方案，我公司将经过实地现场勘察后，采用如下“信号覆盖图〞的形式根据实际环境进行设计。

基站设计示意图

基站的安装方式如下：

1〕基站的电气连接

基站供电由摄像头或路灯等就近设施内的供电电路取电，由24V直流电源适配器统一提供，通过独立的电缆相连接。

电源适配器与设备箱内220V交流电源连接。

电气连接示意图

2〕基站的网络连接

基站通过CDMA传输数据，将获取的信息传输给后台数据采集效劳器。

3〕基站安装

基站安装在立杆之上，通过支架和抱箍的结合，将基站固定在立杆之上，如下列图：

基站安装示意图

基站安装现场照片

3.1.2.电子标签的安装

目前市场上，有的产品电子标签安装十分复杂，对每个窨井盖安装需要1个小时甚至更久，本公司采用的专用电子标签经过独特设计，安装十分简单、方便，只要用特殊胶水涂抹窨井盖底部，然后将电子标签对准涂胶部位粘牢即可，整个过程几分钟即可完成。

电子标签位置示意图

3.2.工程组织管理体系

申腾公司对该工程采用严格的工程组织管理体系，保证工程质量。

为此我公司将调集公司各方的力量，建立精干高效的工程管理组织，加强工程设计、设备制造、现场施工和安装调试各方面的协调组织，实现公司内部统一指挥。

建立强有力的工程组织机构，合理配置管理和技术力量，明确各个岗位责权关系、技术保障和稳定的联系，并在实施过程中确保正常运行，是实现工程管理目标的根本条件。

工程组内部通过清晰的分工与协作关系，落实横向技术上分系统责任制和工程工序责任的同时，由领导者推动，保证能够适应多变的客观条件，协调各方面关系，排除障碍，使得工程工程按照预定目标进展。

工程管理组织结构图见下列图：

工程管理组织结构图

3.3.工程进度管理

工程实行工程进度例行检查制度。

由工程经理或专人按照工程任务书和工程施工进度方案内容，定期对各系统工程施工的实际进度进行检查和记录。

以实时了解和分析进度情况，有效制定解决方案，提供决策依据。

为保证工程进度方案的正常实施，随时掌握工程进度的有关资料和事项，随时掌握承包人工程施工安装过程中存在的问题，并及时向工程管理中心及业主进行汇报，以便及时请求协调和解决影响进度的各种矛盾和不利因素。

做好如下工作：

Ø工程经理向工程管理中心及业主汇报影响进度的有关内容以便调控；

Ø工程经理按各系统工程对实际进度进行定期检查并作记录，以作为掌握工程进度和进行决策的依据并形成工作日志文档。

根据总体目标和施工进度、环境等特点，充分利用以往工程的施工经验，提前预测有可能发生的工序间交叉配合不到位的现象，采取有效措施，合理调配劳动力及机械设备；加强同相关方面的联系和协调，谋求工程施工良好的外部环境，增进同业主、相关施工单位的联系与汇报；精心组织、周密安排，保证材料设备提前到位，防止施工待料。

保证施工机具完好率，并设专人对机械设备进行维修保养，防止因机械设备材料原因造成窝工及工期延误。

工程施工进度方案表

工程阶段

1～10天

11～20天

21～30天

现场勘察

功能需求确认

指挥中心方案确认

详细设计

土建施工（假设有）

杆件吊装/线缆敷设

现场设备安装

现场设备调试

中心设备安装

软件二次开发

中心设备调试

系统联调

系统试运行

培训

竣工资料准备

工程竣工验收〔时间与用户协商确定〕

3.4.工程质量管理

工程质量管理是工程能否到达立项初衷的一个重要的保证，我方将继续秉承一贯的传统，以ISO9001质量保证体系的要求对工程技术设计、制造、采购、物流管理、现场安装调试和工程售后效劳的全过程进行严格控制，将整个系统工程的各个层次、各个阶段实现质量上的无缝联接，最终满足工程质量目标的需要。

工程经理是工程质量工作的第一责任者，技术主管对工程实施过程开展全面的质量管理；

开展工程过程质量根底教育，不断提高我方工程实施人员和其他工程参与人员的质量意识，以高质量对业主负责；

认真落实岗位责任制和工程实施过程的技术交底制；

严格公司质量管理规章，严把设备材料采购、运输、检查验收关，确保设备质量；

设计变更、材料替代必须经过技术审核，征得业主同意后办理变更登记手续；

建立各个层次的质量检查制度，实行过程控制质量否决制；

按照ISO9001体系要求，建立完备的质量记录，确保工程软硬件设备的质量可追溯；

所有的施工工程除了遵守国家和公安部的有关技术规程要求之外，严格实施?

市政工程施工规程?

。

针对本工程建立有组织结构的质量过程控制体系，是保证工程从设计到现场安装调试全过程质量得到可靠控制的重要保证。

工程质量管理组将有责任确保工程通过质量考核。

工程质量管理图

3.5.文明施工及环境保护措施

严格按业主对施工现场、环保、市容、市政和交通等有关规定的要求组织施工建设。

服从业主、监理的统一管理。

对工地文明施工管理做到统一布置，统一安排。

实行全封闭管理。

确保工地到达省级?

建筑施工文明工地?

标准。

做好对施工人员文明现场、文明施工的宣传教育，定期检查，认真记录。

严格限制灰尘和噪声，防止噪声和灰尘污染。

搞好施工现场的场容场貌，场前三包，做到场内道路畅通、整洁、排水畅通。

现场材料堆放合理，摆放整齐，插标持牌，各种材料不乱堆乱放，任意抛散，不污染周围环境，不影响景观和平安。

施工现场，做到干活脚下清，工完料尽，建筑垃圾集中堆放，及时外运。

施工前，注意弄清并掌握现场周围水管、通讯及电气等管线的位置及走向，设置明显标志，采取相应之保护措施。

所有临进输电线路的配置均必须符合规定要求，电缆穿越建筑物、道路等易受机械损伤场所加保护套管。

4.工程建设投资测算