CN107798401B - 一种基于物联网的综合管廊智慧管理方法 - Google Patents

一种基于物联网的综合管廊智慧管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的综合管廊智慧管理方法，属于管廊技术领域，包括感知层、网络层和应用层，应用层包括云平台和WEB页面，感知层包括管廊中的设备和运维人员GPS定位设备，网络层包括物联网的接入网络和通讯网络，在云平台中建立用户账号数据库、设备管理数据库、智慧监测模块、巡检管理模块、应急管理模块、运维知识数据库和运维报表数据库，解决了综合管廊中设备资材精细化统计的技术问题，实时对运维人员进行定位，为统计运维工作提供了便利；本发明将管廊中的安防、通风、供电、排水、照明和消防的设备与云服务器平台建立物联网通信构架，并将运维人员佩戴GPS定位设备加入到物联网通信构架中，极大方便了运维和设备的管理。

Description

一种基于物联网的综合管廊智慧管理方法
技术领域
本发明属于管廊技术领域，特别涉及一种基于物联网的综合管廊智慧管理方法。
背景技术
综合管廊是一种建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施，是城市地下管道综合走廊，即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和生命线。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于物联网的综合管廊智慧管理方法，解决了综合管廊中设备资材精细化统计的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于物联网的综合管廊智慧管理方法，包括以下步骤：
步骤1：建立物联网构架，物联网构架包括感知层、网络层和应用层，应用层包括云平台和WEB页面，在云平台中创建管廊的虚拟立体模型；
感知层包括管廊中的设备和运维人员GPS定位设备，所述管廊中的设备包括安防设备、通风设备、供电设备、排水设备、照明设备和消防设备；
网络层包括物联网的接入网络和通讯网络，用于安防设备、通风设备、供电设备、排水设备、照明设备和消防设备之间的数据接入与通讯，并且使安防设备、通风设备、供电设备、排水设备、照明设备、消防设备和云平台之间实现数据交互；
步骤2：在云平台中创建用户账号数据库，用于管理人员基本信息，并在WEB页面上提供登陆界面；
步骤3：在云平台中创建设备管理数据库，其步骤如下：
步骤S1：建立设备资产数据库，记录近几年资金预算、出入库统计、各系统资金占比、管线故障率、保养计划完成率、附属设备数量统计、设备故障统计和设备报废统计；
步骤S2：为管廊中的所有设备建立属性信息，并创建索引；所述属性信息包括设备编号、设备类型、设备名称、设备型号、参数、计量单位、支持区域和支持时间；
步骤S3：在WEB页面上提供设备添加界面，用户通过设备添加界面输入新增设备的必要信息，用户输入完新增设备的必要信息后，云平台在设备管理数据库中添加新增的设备的数据；必要信息包括设备编号、设备类型、设备名称、设备型号、参数、计量单位和支持区域；
步骤4：创建智慧监测模块，智慧监测模块包括智慧监测数据库和智慧监测WEB页面，在智慧监测数据库记录消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统和安防系统的工作状态；在WEB页面中以图表的方式展示消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统或安防系统的工作状态数据；
步骤5：创建巡检管理模块，巡检管理模块包括巡检管理数据库和巡检管理WEB页面，巡检管理数据库记录日常巡检信息、工单管理数据和巡检人员定位信息，并在巡检管理WEB页面以图表的形式展示日常巡检信息、工单管理数据和巡检人员定位信息；
步骤6：创建应急管理模块，应急管理模块包括应急管理数据库和应急管理WEB页面，应急管理数据库记录所有应急预案，应急管理WEB页面展示所有应急预案；
步骤7：创建运维知识数据库，记录管廊运维的相关知识和经验，并通过WEB页面展示管廊运维的相关知识和经验；
步骤8：在创建运维报表数据库，记录每一月或年的运维报告，并通过WEB页面展示每一月或年的运维报告。
所述出入库统计包括安防、通风、供电、排水、照明和消防设备的入库、出库和库存的设备数量；各系统资金占比包括安防、通风、供电、排水、照明和消防子系统在管廊所有设备投入的资金占比；管线故障率包括安防、通风、供电、排水、照明和消防子系统在管廊所有管线故障中的故障率占比；保养计划完成率包括安防、通风、供电、排水、照明和消防子系统在管廊所有完成的保养计划中的占比；附属设备数量统计包括安防、通风、供电、排水、照明、消防子系统下属设备的数量统计；设备故障统计包括安防、通风、供电、排水、照明、消防子系统下属设备当前工作状态正常和故障统计；设备报废统计包括安防、通风、供电、排水、照明、消防子系统下属设备截至目前的报废数量统计。
在执行步骤4时，所述智慧监测模块还包括环境监测数据库，环境监测数据库中记录消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统和安防系统所采集到的各项环境数据。
所述环境数据包括当前廊内温度、湿度、积水深度、氧气浓度、H2S浓度和CH4浓度数据。
所述支持区域为设备的安装区域，所述支持时间为设备的安装时间。
所述的通讯网络为2G网络、3G网络、4G网络、GPRS网络；接入网络为Lora网络、NB-IoT网络、蓝牙网络、WiFi网络或ZigBee网络。
本发明所述的一种基于物联网的综合管廊智慧管理方法，解决了综合管廊中设备资材精细化统计的技术问题；本发明实时采集和监控管廊中的环境数据，为维护工作提供了便捷；本发明实时对运维人员进行定位，为统计运维工作提供了便利；本发明将管廊中的安防、通风、供电、排水、照明和消防的设备与云服务器平台建立物联网通信构架，并将运维人员佩戴GPS定位设备加入到系统管廊管理中，利用了物联网技术，极大方便了运维和设备的管理。
附图说明
图1为本发明的网络构架示意图。
具体实施方式
如图1所示的一种基于物联网的综合管廊智慧管理方法，包括以下步骤：
步骤1：建立物联网构架，物联网构架包括感知层、网络层和应用层，应用层包括云平台和WEB页面，在云平台中创建管廊的虚拟立体模型；
感知层包括管廊中的设备和运维人员GPS定位设备，所述管廊中的设备包括安防设备、通风设备、供电设备、排水设备、照明设备和消防设备；
网络层包括物联网的接入网络和通讯网络，用于安防设备、通风设备、供电设备、排水设备、照明设备和消防设备之间的数据接入与通讯，并且使安防设备、通风设备、供电设备、排水设备、照明设备、消防设备和云平台之间实现数据交互；
所述的通讯网络为2G网络、3G网络、4G网络、GPRS网络；接入网络为Lora网络、NB-IoT网络、蓝牙网络、WiFi网络或ZigBee网络。
安防设备、通风设备、供电设备、排水设备、照明设备和消防设备通过通讯网络与云平台通信的技术为现有技术，故不详细叙述；
例如，供电设备通过GPRS模块上网与云平台通信(所述GPRS模块为现有技术，故不详细叙述)，GPRS模块连接的是3G网络或4G网络。
安防设备、通风设备、供电设备、排水设备、照明设备和消防设备通过接入网络和通讯网络与云平台通信的技术为现有技术，故不详细叙述；
例如，供电设备通过蓝牙模块连接接入网络中的网络连接设备，再由所述网络连接设备通过GPRS网络将数据发送给云平台，网络连接设备包括主控芯片、蓝牙芯片、GPRS模块和电源模块，蓝牙芯片和GPRS模块均与主控芯片连接，GPRS模块通过GPRS网络上网与云平台通信，蓝牙芯片通过蓝牙网络与供电设备通信，所述GPRS模块、所述蓝牙模块和所述蓝牙芯片均为现有技术，故不详细叙述，所述主控芯片为ARM单片机(所述ARM单片机为现有技术，故不详细叙述)。
虚拟立体模型中记录有管廊基本信息，管廊基本信息包括当前管廊区段、区段负责人、区段起止点、管廊所在路名、管廊长度、道路宽度等信息；
步骤2：在云平台中创建用户账号数据库，用于管理人员基本信息，并在WEB页面上提供登陆界面；
步骤3：在云平台中创建设备管理数据库，其步骤如下：
步骤S1：建立设备资产数据库，记录近几年资金预算、出入库统计、各系统资金占比、管线故障率、保养计划完成率、附属设备数量统计、设备故障统计和设备报废统计；
步骤S2：为管廊中的所有设备建立属性信息，并创建索引；所述属性信息包括设备编号、设备类型、设备名称、设备型号、参数、计量单位、支持区域和支持时间；
步骤S3：在WEB页面上提供设备添加界面，用户通过设备添加界面输入新增设备的必要信息，用户输入完新增设备的必要信息后，云平台在设备管理数据库中添加新增的设备的数据；必要信息包括设备编号、设备类型、设备名称、设备型号、参数、计量单位和支持区域；
步骤4：创建智慧监测模块，智慧监测模块包括智慧监测数据库和智慧监测WEB页面，在智慧监测数据库记录消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统和安防系统的工作状态；在WEB页面中以图表的方式展示消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统或安防系统的工作状态数据；
消防系统的工作状态包括PLC连续工作时长、设备管理信息、设备参数信息、本月报警信息统计、设备报警、设备故障统计、PLC单元运行状态和本月消防系统得分。
步骤5：创建巡检管理模块，巡检管理模块包括巡检管理数据库和巡检管理WEB页面，巡检管理数据库记录日常巡检信息、工单管理数据和巡检人员定位信息，并在巡检管理WEB页面以图表的形式展示日常巡检信息、工单管理数据和巡检人员定位信息；
日常巡检信息包括最新一次巡检结果状态、本月巡检次数、巡检列表和巡检日历；
工单管理数据包括本月未处理、进行中、已完成/故障工单的数量和工单统计/所有工单列表；通过在WEB页面上输入工单编号、工单类型或时间段可以进行工单筛选，选择自己想要查找的工单；
巡检管理模块还包括电子地图，运维人员佩戴GPS定位设备，GPS定位设备将人员位置信息发送给云平台，云平台在电子地图上展示人员定位信息；
巡检管理模块通过物联网与云平台通信。
步骤6：创建应急管理模块，应急管理模块包括应急管理数据库和应急管理WEB页面，应急管理数据库记录所有应急预案，应急管理WEB页面展示所有应急预案；所述应急预案为PDF格式的报告文件；
步骤7：创建运维知识数据库，记录管廊运维的相关知识和经验，并通过WEB页面展示管廊运维的相关知识和经验；
步骤8：在创建运维报表数据库，记录每一月或年的运维报告，并通过WEB页面展示每一月或年的运维报告。
所述出入库统计包括安防、通风、供电、排水、照明和消防设备的入库、出库和库存的设备数量；各系统资金占比包括安防、通风、供电、排水、照明和消防子系统在管廊所有设备投入的资金占比；管线故障率包括安防、通风、供电、排水、照明和消防子系统在管廊所有管线故障中的故障率占比；保养计划完成率包括安防、通风、供电、排水、照明和消防子系统在管廊所有完成的保养计划中的占比；附属设备数量统计包括安防、通风、供电、排水、照明、消防子系统下属设备的数量统计；设备故障统计包括安防、通风、供电、排水、照明、消防子系统下属设备当前工作状态正常和故障统计；设备报废统计包括安防、通风、供电、排水、照明、消防子系统下属设备截至目前的报废数量统计。
在执行步骤4时，所述智慧监测模块还包括环境监测数据库，环境监测数据库中记录消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统和安防系统所采集到的各项环境数据。
所述环境数据包括当前廊内温度、湿度、积水深度、氧气浓度、H2S浓度和CH4浓度数据。
本发明将管廊中的安防、通风、供电、排水、照明和消防的设备与云服务器平台建立物联网通信构架，并将运维人员佩戴GPS定位设备加入到系统管廊管理中，利用了物联网技术，极大方便了运维和设备的管理。
本发明还设有本月管廊综合得分模块，用于显示了本月管廊的综合得分和管廊下属各子监测系统分别的得分；
所述支持区域为设备的安装区域，所述支持时间为设备的安装时间。
本发明所述的一种基于物联网的综合管廊智慧管理方法，解决了综合管廊中设备资材精细化统计的技术问题；本发明实时采集和监控管廊中的环境数据，为维护工作提供了便捷；本发明实时对运维人员进行定位，为统计运维工作提供了便利。

Claims (1)

1.一种基于物联网的综合管廊智慧管理方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：建立物联网构架，物联网构架包括感知层、网络层和应用层，应用层包括云平台和WEB页面，在云平台中创建管廊的虚拟立体模型；
感知层包括管廊中的设备和运维人员GPS定位设备，所述管廊中的设备包括安防设备、通风设备、供电设备、排水设备、照明设备和消防设备；
网络层包括物联网的接入网络和通讯网络，用于安防设备、通风设备、供电设备、排水设备、照明设备和消防设备之间的数据接入与通讯，并且使安防设备、通风设备、供电设备、排水设备、照明设备、消防设备和云平台之间实现数据交互；
所述的通讯网络为2G网络、3G网络、4G网络、GPRS网络；接入网络为Lora网络、NBIoT网络、蓝牙网络、WiFi网络或ZigBee网络；
所述供电设备通过蓝牙模块连接接入网络中的网络连接设备，再由所述网络连接设备通过GPRS网络将数据发送给云平台，网络连接设备包括主控芯片、蓝牙芯片、GPRS模块和电源模块，蓝牙芯片和GPRS模块均与主控芯片连接，GPRS模块通过GPRS网络与云平台通信，蓝牙芯片通过蓝牙网络与供电设备通信；
虚拟立体模型中记录有管廊基本信息，管廊基本信息包括当前管廊区段、区段负责人、区段起止点、管廊所在路名、管廊长度、道路宽度；
步骤2：在云平台中创建用户账号数据库，用于管理人员基本信息，并在WEB页面上提供登陆界面；
步骤3：在云平台中创建设备管理数据库，其步骤如下：
步骤S1：建立设备资产数据库，记录近几年资金预算、出入库统计、各系统资金占比、管线故障率、保养计划完成率、附属设备数量统计、设备故障统计和设备报废统计；
步骤S2：为管廊中的所有设备建立属性信息，并创建索引；所述属性信息包括设备编号、设备类型、设备名称、设备型号、参数、计量单位、支持区域和支持时间；
步骤S3：在WEB页面上提供设备添加界面，用户通过设备添加界面输入新增设备的必要信息，用户输入完新增设备的必要信息后，云平台在设备管理数据库中添加新增的设备的数据；必要信息包括设备编号、设备类型、设备名称、设备型号、参数、计量单位和支持区域；
步骤4：创建智慧监测模块，智慧监测模块包括智慧监测数据库和智慧监测WEB页面，在智慧监测数据库记录消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统和安防系统的工作状态；在WEB页面中以图表的方式展示消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统或安防系统的工作状态数据；
消 防系统的工作状态包括PLC连续工作时长、设备管理信息、设备参数信息、本月报警信息统计、设备报警、设备故障统计、PLC单元运行状态和本月消防系统得分；
步骤5：创建巡检管理模块，巡检管理模块包括巡检管理数据库和巡检管理WEB页面，巡检管理数据库记录日常巡检信息、工单管理数据和巡检人员定位信息，并在巡检管理WEB页面以图表的形式展示日常巡检信息、工单管理数据和巡检人员定位信息；
日常巡检信息包括最新一次巡检结果状态、本月巡检次数、巡检列表和巡检日历；
工单管理数据包括本月未处理、进行中、已完成故障工单的数量和工单统计所有工单列表；通过在WEB页面上输入工单编号、工单类型或时间段可以进行工单筛选，选择自己想要查找的工单；
巡检管理模块还包括电子地图，运维人员佩戴GPS定位设备，GPS定位设备将人员位置信息发送给云平台，云平台在电子地图上展示人员定位信息；巡检管理模块通过物联网与云平台通信；
步骤6：创建应急管理模块，应急管理模块包括应急管理数据库和应急管理WEB页面，应急管理数据库记录所有应急预案，应急管理WEB页面展示所有应急预案；所述应急预案为PDF格式的报告文件；
步骤7：创建运维知识数据库，记录管廊运维的相关知识和经验，并通过WEB页面展示管廊运维的相关知识和经验；
步骤8：创建运维报表数据库，记录每一月或年的运维报告，并通过WEB页面展示每一月或年的运维报告；
所述出入库统计包括安防、通风、供电、排水、照明和消防设备的入库、出库和库存的设备数量；各系统资金占比包括安防、通风、供电、排水、照明和消防子系统在管廊所有设备投入的资金占比；管线故障率包括安防、通风、供电、排水、照明和消防子系统在管廊所有管线故障中的故障率占比；保养计划完成率包括安防、通风、供电、排水、照明和消防子系统在管廊所有完成的保养计划中的占比；附属设备数量统计包括安防、通风、供电、排水、照明、消防子系统下属设备的数量统计；设备故障统计包括安防、通风、供电、排水、照明、消防子系统下属设备当前工作状态正常和故障统计；设备报废统计包括安防、通风、供电、排水、照明、消防子系统下属设备截至目前的报废数量统计；
其中，在执行步骤4时，所述智慧监测模块还包括环境监测数据库，环境监测数据库中记录消防系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统和安防系统所采集到的各项环境数据；所述环境数据包括当前廊内温度、湿度、积水深度、氧气浓度、H2S浓度和CH4浓度数据。
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