CN103985008A - 一种城市地下管道智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市地下管道智能监控系统，主要包括管道信息管理子系统，以及分别与所述管道信息管理子系统连接的PDA数据采集与巡检子系统和管井监测子系统。本发明所述城市地下管道智能监控系统，可以克服现有技术中及时性差、易漏检和安全隐患大等缺陷，以实现及时性好、不易漏检和安全性好的优点。

Description

一种城市地下管道智能监控系统

技术领域

本发明涉及智能监控技术领域，具体地，涉及一种城市地下管道智能监控系统。

背景技术

任何城市的地下都埋有通信、供水、供气和排水等各类管道，宛如人体的“神经”和“血管”，是城市生产生活不可或缺的重要基础设施。目前地下管道的管理多以人工管理为主，而近年来城市的快速扩大与建设使管道的扩建改建频繁，存在着图挡信息不完全、更新滞后、与实际不符等问题。

另外，井盖破损被盗造成人员车辆事故的现象时有发生；下井施工时发现井内积水或高温无法施工而耽误工期；管井可随意进出也存在人为破坏的安全隐患；井盖状况巡视存在遗漏现象。因此相关单位需要可行的技术手段帮助解决上述问题。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在及时性差、易漏检和安全隐患大等缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种城市地下管道智能监控系统，以实现及时性好、不易漏检和安全性好的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种城市地下管道智能监控系统，主要包括管道信息管理子系统，以及分别与所述管道信息管理子系统连接的PDA数据采集与巡检子系统和管井监测子系统；其中：

所述管道信息管理子系统，用于进行管网的数字化管理、管井实时监控报警管理和巡检管理；

所述PDA数据采集与巡检子系统，用于在现场读写管井的FRID标签取得或设定管井编号；用GPS取得管井的坐标；采集或输入各管道中的通信光缆穿线数据或初始数据或日常施工数据；通过GPRS通信与管道信息管理子系统交换数据；

所述管井监测子系统，用于为其他节点供电并与管道信息管理子系统实现节点链的传感数据上报和控制指令的下达。

进一步地，所述管道信息管理子系统，包括地下管网信息管理系统，分别与所述地下管网信息管理系统连接的GIS管网监控子系统和数据服务器，以及与所述GIS管网监控子系统连接的监控中心。

这里，地下管网信息管理系统，进行管网的数字化管理、管井实时监控报警管理和巡检管理，是整个系统的控制管理中心。GIS管网监控子系统，实现管井的远程监测与实时报警管理。数据服务器，实现管井的远程监测与实时报警管理，实现管网日常施工管理数字化和巡检管理自动化。监控中心，接收关键节点发出的报警信息，开启或关闭报警。

进一步地，所述数据服务器，包括系统基础数据服务器，以及分别与所述系统基础数据服务器连接的基础地理数据服务器、管网部件数据服务器、监测数据服务器、巡检数据服务器和监测部件数据服务器。

这里，基础地理数据服务器是处理地理信息的服务器，管网部件数据服务器是处理地下管道网络信息的服务器，监测数据服务器是监控处理数据的服务器，巡检数据服务器是处理巡检得到的信息的服务器，监测部件数据服务器是监测各个部件实时数据的服务器，确保各个部件能够正常工作。基础地理数据服务器、管网部件数据服务器、监测数据服务器、巡检数据服务器和监测部件数据服务器。

进一步地，所述PDA数据采集与巡检子系统，包括分别与所述地下管网信息管理系统连接的监测数据采集子系统、管网数据采集子系统、巡检维护子系统和数据交换子系统，与所述监测数据采集子系统连接的传感器节点，与所述管网数据采集子系统连接的第一PDA，与所述巡检维护子系统连接的第二PDA，以及与所述数据交换子系统连接的外部系统。

这里，监测数据采集子系统，对采集到的数据进行监测。管网数据采集子系统，对管道网络的数据进行采集和分析。巡检维护子系统，对巡检收集的信息和维护收集的信息进行分析。数据交换子系统，负责外部数据的交换和分析。外部系统，外部处理数据windows操作系统。

进一步地，所述管井监测子系统，包括分别与所述地下管网信息管理系统连接的系统管理子系统、监测部件管理子系统、管网部件管理子系统和地理数据管理子系统，与所述系统管理子系统连接的第一系统管理员客户端，与所述监测部件管理子系统连接的第一数据管理员客户端，与所述管网部件管理子系统连接的第二系统管理员客户端，以及与所述地理数据管理子系统连接的第二数据管理员客户端。

这里，系统管理子系统，系统管理员进行系统管理的windows操作系统。监测部件管理子系统，数据管理员管理监测部件的windows操作系统。管网部件管理子系统，数据管理员管理管道网络部件的windows操作系统。地理数据管理子系统，数据管理员管理地理数据的windows操作系统。

本发明各实施例的城市地下管道智能监控系统，由于主要包括管道信息管理子系统，以及分别与管道信息管理子系统连接的PDA数据采集与巡检子系统和管井监测子系统；可以针对实际的通信管道需求进行设计开发的，但稍加修改既可用于供水供气供暖和排水管道；从而可以克服现有技术中及时性差、易漏检和安全隐患大的缺陷，以实现及时性好、不易漏检和安全性好的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明城市地下管道智能监控系统的工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，如图1所示，提供了一种城市地下管道智能监控系统，针对实际的通信管道需求进行设计开发的，但稍加修改既可用于供水供气供暖和排水管道。

本实施例的城市地下管道智能监控系统，主要包括管道信息管理子系统，以及分别与管道信息管理子系统连接的PDA数据采集与巡检子系统和管井监测子系统；其中：管道信息管理子系统，用于进行管网的数字化管理、管井实时监控报警管理和巡检管理；PDA数据采集与巡检子系统，用于在现场读写管井的FRID标签取得或设定管井编号；用GPS取得管井的坐标；采集或输入各管道中的通信光缆穿线数据或初始数据或日常施工数据；通过GPRS通信与管道信息管理子系统交换数据；管井监测子系统，用于为其他节点供电并与管道信息管理子系统实现节点链的传感数据上报和控制指令的下达。

具体地，上述管道信息管理子系统，包括地下管网信息管理系统，分别与地下管网信息管理系统连接的GIS管网监控子系统和数据服务器，以及与GIS管网监控子系统连接的监控中心。数据服务器，包括系统基础数据服务器，以及分别与系统基础数据服务器连接的基础地理数据服务器、管网部件数据服务器、监测数据服务器、巡检数据服务器和监测部件数据服务器。

上述PDA数据采集与巡检子系统，包括分别与地下管网信息管理系统连接的监测数据采集子系统、管网数据采集子系统、巡检维护子系统和数据交换子系统，与监测数据采集子系统连接的传感器节点，与管网数据采集子系统连接的第一PDA，与巡检维护子系统连接的第二PDA，以及与数据交换子系统连接的外部系统。

上述管井监测子系统，包括分别与地下管网信息管理系统连接的系统管理子系统、监测部件管理子系统、管网部件管理子系统和地理数据管理子系统，与系统管理子系统连接的第一系统管理员客户端，与监测部件管理子系统连接的第一数据管理员客户端，与管网部件管理子系统连接的第二系统管理员客户端，以及与地理数据管理子系统连接的第二数据管理员客户端。

上述实施例的城市地下管道智能监控系统，在采用管网数字化管理系统的基础上，利用开发的PDA手持设备可以实现管井数据的快速采集、日常管理的信息维护和巡检的自动考核管理，在各类管井里安装传感控制器采集井盖信息（破损、开启或丢失）、水位、温度和人员入侵信息，通过GPRS与管理中心实时通信，在GIS界面上实现实时监测、快速报警和远程控制报警开关的功能，达到远程实时监控与管理的目的。

上述实施例的城市地下管道智能监控系统，主要由管井监测控制、PDA数据采集与巡检、管道信息管理三个子系统组成。在硬件配置方面，主要包括：普通服务器一台、PC终端多台、PDA终端多台（加装GPS定位、高频RFID读写器和GPRS通信等模块），专用传感控制器多台，GPRS通信模块1个，电源（蓄电池和变压器）1台，RFID无源标签多个。

这里，普通服务器一台是外部系统，PC终端多台对应系统管理子系统、监测部件管理子系统、管网部件管理子系统、地理数据管理子系统。PDA终端对应第一PDA和第二PDA，专用传感器控制器多台对应传感器节点，GPRS通信模块对应GIS管道监控子系统。电源为各传感器节点供电。RFID无源标签对应管网数据采集子系统。

在上述实施例的城市地下管道智能监控系统中，管井监测子系统是由多套传感节点链组成，每套节点链由一个关键节点作为控制节点，安装有电源系统和GPRS通信系统，为其他节点供电并与控制中心实现节点链的传感数据上报和控制指令的下达。关键节点用有线的方式为链上的其他节点供电，用总线方式与各节点控制器通信。各管井传感控制器链接各类传感器，监测井盖的破损与开启、井内温度与水位、人员进入等数据。当数据达到报警水平时立即通过关键节点向控制中心发出报警信息。另外可以根据接受到的控制中心指令开启或关闭报警。

在上述实施例的城市地下管道智能监控系统中，PDA数据采集与巡检子系统由专用的PDA设备和软件组成。在现场可以读写管井的FRID标签取得或设定管井编号；用GPS取得管井的坐标；采集（输入）各管道中的通信光缆穿线数据（初始数据或日常施工数据）；通过GPRS通信与控制中心交换数据。启动巡检功能后可以根据GPS的动态位置获取巡检路线考核巡检人员，避免发生遗漏。当发现问题时可以输入相应数据发送到控制中心，以便及时采取应对措施。

在上述实施例的城市地下管道智能监控系统中，管道信息管理子系统进行管网的数字化管理、管井实时监控报警管理和巡检管理，是整个系统的控制管理中心。在系统建立时可以把已有的管网CAD图经简单修正后实现管网拓扑结构数字化；利用PDA采集各管井及管道的穿线数据实现官网业务信息数字化。利用管井监测子系统实现管井的远程监测与实时报警管理；利用PDA数据采集与巡检子系统实现管网日常施工管理数字化和巡检管理自动化。

上述实施例的城市地下管道智能监控系统，针对江苏省某市公共同喜管道公司的需求进行了研究开发，完成了验证系统的开发试验和示范，到达了预期的效果：管井感知监测装置反应快速灵敏，各项传感数据上传及时。PDA数据采集和巡检功能正常，数据上传和下载及时准确。管理软件功能完善，达到了预定目的。

上述实施例城市地下管道智能监控系统的预期社会效益：以通信管道应用为实例，但基本思想和技术稍加修正同样适用于供水供电供气供暖和排水等城市地下管道应用，至少能取得如下的社会效益：

⑴快速实现地下管网数字化管理，解决目前多数城市地下管网数据人工管理效率低不准确的问题；

⑵解决现场管井相关数据快速采集和巡检考核的问题；

⑶实现管井远程实时监控，防止井盖丢失及可能造成的二次事故；

⑷防止非法入侵及可能的人为破坏，保护重要管道的安全；随时掌握管井的环境状况，保障施工的正常进行。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种城市地下管道智能监控系统，其特征在于，主要包括管道信息管理子系统，以及分别与所述管道信息管理子系统连接的PDA数据采集与巡检子系统和管井监测子系统；其中：

所述管道信息管理子系统，用于进行管网的数字化管理、管井实时监控报警管理和巡检管理；

所述PDA数据采集与巡检子系统，用于在现场读写管井的FRID标签取得或设定管井编号；用GPS取得管井的坐标；采集或输入各管道中的通信光缆穿线数据或初始数据或日常施工数据；通过GPRS通信与管道信息管理子系统交换数据；

所述管井监测子系统，用于为其他节点供电并与管道信息管理子系统实现节点链的传感数据上报和控制指令的下达。

2.根据权利要求1所述的城市地下管道智能监控系统，其特征在于，所述管道信息管理子系统，包括地下管网信息管理系统，分别与所述地下管网信息管理系统连接的GIS管网监控子系统和数据服务器，以及与所述GIS管网监控子系统连接的监控中心。

3.根据权利要求2所述的城市地下管道智能监控系统，其特征在于，所述数据服务器，包括系统基础数据服务器，以及分别与所述系统基础数据服务器连接的基础地理数据服务器、管网部件数据服务器、监测数据服务器、巡检数据服务器和监测部件数据服务器。

4.根据权利要求2或3所述的城市地下管道智能监控系统，其特征在于，所述PDA数据采集与巡检子系统，包括分别与所述地下管网信息管理系统连接的监测数据采集子系统、管网数据采集子系统、巡检维护子系统和数据交换子系统，与所述监测数据采集子系统连接的传感器节点，与所述管网数据采集子系统连接的第一PDA，与所述巡检维护子系统连接的第二PDA，以及与所述数据交换子系统连接的外部系统。

5.根据权利要求2或3所述的城市地下管道智能监控系统，其特征在于，所述管井监测子系统，包括分别与所述地下管网信息管理系统连接的系统管理子系统、监测部件管理子系统、管网部件管理子系统和地理数据管理子系统，与所述系统管理子系统连接的第一系统管理员客户端，与所述监测部件管理子系统连接的第一数据管理员客户端，与所述管网部件管理子系统连接的第二系统管理员客户端，以及与所述地理数据管理子系统连接的第二数据管理员客户端。