CN113684868B - 城市综合管廊预警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于管廊监控技术领域，具体涉及一种城市综合管廊预警系统，包括后台端、本地端和采集端；后台端包括录入单元、第一存储单元和分析单元；本地端包括第二存储单元和本地控制单元；采集端包括多类采集不同数据的采集单元；录入单元用于录入采集信息及传输要求，采集信息包括需要采集的数据的类型、各类型数据的采集频率及单次采集的数据量；分析单元用于根据采集信息及传输信息进行时序分析，生成数据采集时间表，采集时间表上有各采集数据的采集时间，且各时间点的数据传输量均满足传输要求；第一存储单元及第二存储单元用于存储采集时间表。本申请能够在控制成本的基础上保证管廊的监控效果。

Description

城市综合管廊预警系统
技术领域
本发明属于管廊监控技术领域，具体涉及一种城市综合管廊预警系统。
背景技术
城市综合管廊是解决城市反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题的有效方法，有利于提高城市综合承载能力和城镇化发展质量。综合管廊承载了城市供电、供水、供气、排水、通信等各类基础保障设施和管线，一旦发生灾害将造成难以估量的损失。
目前，综合管廊的监控系统，大都直接沿用其他需要监控场所的技术方案，即，在管廊内设置多种传感器采集管廊内的数据后，将采集的数据实时发送给后台端，再通过后台端对这些数据进行分析，当发现异常时发出提醒。但是，由于管廊通常规模都很大，并且其需要监控的数据类型较多交杂，采用上述技术方案虽然能够对管廊进行监控，但对于网络资源以及后台端的配置要求非常高，成本非常高，如果控制成本选择稍差一点的网络或后台端，又会导致监控的效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种城市综合管廊预警系统，能够在控制成本的基础上，保证管廊的监控效果。
本发明提供的基础方案为：
城市综合管廊预警系统，包括后台端、本地端和采集端；后台端包括录入单元、第一存储单元和分析单元；本地端包括第二存储单元和本地控制单元；采集端包括多类采集不同数据的采集单元；
录入单元用于录入采集信息及传输要求，采集信息包括需要采集的数据的类型、各类型数据的采集频率及单次采集的数据量；分析单元用于根据采集信息及传输信息进行时序分析，生成数据采集时间表，采集时间表上有各采集数据的采集时间，且各时间点的数据传输量均满足传输要求；第一存储单元及第二存储单元用于存储采集时间表；
本地控制单元用于按照采集时间表控制对应的采集单元进行数据采集并实时发送给分析单元；分析单元还用于接收到采集的数据后进行异常分析，并在分析结果为存在异常时生成警报信息。
基础方案工作原理及有益效果：
虽然管廊内需要监测的数据类型有多种，但并非每种数据都需要实时采集传输，从实际应用的角度考虑，大部分数据只要能保证一定的采集频率，已足以进行对应指标进行有效监控，部分数据(如分析管廊隧道收敛用的数据)由于其变化过程及其缓慢，其需要的采集频率更是非常低。
使用本系统时，管理人员可以在分析需要采集的数据的类型以及各数据的具体采集需求后，通过录入单元录入采集信息，同时根据具体的网络情况录入传输要求，如每秒钟的最大传输数据量。之后，分析单元用于根据采集信息及传输信息生成数据采集时间表，采集时间表上有各采集数据的采集时间，且各时间点的数据传输量均满足传输要求。换个说法，分析接单会结合各数据的采集频率及单次数据采集量，对各数据的采集时间进行分配，使各数据均能按照需要的频率进行采集，同时传输数据时对网络的要求还能够满足传输要求。
具体应用时，本地控制单元会根据采集时间表控制对应的采集单元采集数据并发送给分析单元；再由分析单元进行异常分析，判断正分析的采集数据是否存在异常，并在存在异常时生成警报信息，让管理人员了解情况。
与各类数据均实时采集传输分析相比，本方案通过合理的设置各采集数据的采集传输时间，在保证各监测指标得到有效监控的基础上，可以大幅减低网络资源及后台配置的需求，从而节约成本。综上，本申请能够在控制成本的基础上，保证管廊的监控效果。
进一步，分析单元进行时序分析时，若不能得到满足条件的采集时间表，则分析单元生成网络建议信息。
有益效果：如果准备的传输网络太差，则可能出现无论怎样分析安排，始终都会存在某些事件端的数据传输量超过网络传输能力的情况。使用本系统，在正式进行数据采集前，分析模块便能够识别出这种情况，并根据具体的分析结果，生成网络建议信息，管理人员可依据网络建议信息对传输网络进行更换或升级，以保证后续对管廊进行完整且有效的监控。
进一步，第一存储单元内还存储有各类异常情况的等级；警报信息包括异常的类型和等级。
有益效果：当出现异常情况时，管理人员和维修人员可及时了解异常的具体内容及严重程度，便于做出及时、准确的应对。
进一步，第一存储单元内还存储有各类异常的关联异常；分析单元还用于分析结果为存在异常时匹配出该异常对应的关联异常，并生成实时采集该异常及关联异常对应数据的临时采集表，还用于将临时采集表发送给第二存储单元；本地控制单元还用于按照临时采集表控制对应的采集单元进行数据采集并实时发送给分析单元。
名词说明：关联异常，即与当前异常关联性非常强的异常。
有益效果：当出现某个异常时，通常都会伴随着出现其他的关联异常，例如，管廊内温度过高时，可能会存在烟雾浓度过高、通风设备功率过低等关联异常，根据关联异常的类型，可以对异常的后续进行判断，如烟雾浓度过高说明需要紧急防火/灭火，如果通风设备过低则需要进行设备维修。只有再采集关联异常的对应数据后，才能了解该异常的具体发展情况。因此，本申请中，当分析出异常时，分析单元会匹配出该异常对应的关联异常，并生成实时采集该异常及关联异常对应数据的临时采集表，本地控制单元则会按照临时采集表控制对应的采集单元进行数据采集并实时发送给分析单元，从而在存在异常时对其关联异常的对应数据进行实时采集分析，及时了解异常的后续发展和严重程度。
进一步，分析单元还用于根据异常及关联异常对应的实时采集数据，进行异常的成因分析及发展分析并生成异常跟进信息。
有益效果：通过异常跟进信息，管理人员可以了解异常的具体情况和后续的发展趋势，当异常的发展情况出现变动时，也能够及时作出调整。
进一步，还包括维修端，维修端包括接收单元和提醒单元；分析单元还用于生成警报信息时，将警报信息发送给接收单元；提醒单元用于接收单元接收到警报信息时发出提醒。
有益效果：便于维修人员及时了解异常情况，尽快前去处理。
进一步，维修端为装载对应APP的智能手机，提醒单元通过语音加震动的方式进行提醒。
有益效果：保证维修人员可以注意到提醒。
进一步，维修端还包括提取单元，用于接收单元接收到警报信息时提取维修端的当前定位、剩余电量及机型并发送给分析单元；分析单元还用于根据维修端的当前定位分析到达用时，根据警报信息分析维修用时，并基于到达用时、维修用时及维修端的机型分析电量需求，若维修端的剩余电量不满足电量需求，则分析单元给接收单元发送电量补充信号，电量补充信号包括需要补充达到的最低电量。
有益效果：为了保证检修的效果，需要对可能存在的问题进行全面的检修。但即使是经验丰富的维修人员，在管廊这种复杂的环境下，如果缺少指引也很可能会出现检修不全面的情况。因此，维修人员在检修的过程中，是需要通过维修端获取检修指引的。但要想全程获得指引，有一个大前提就是需要维修端的电量能够满足使用需求，如果在路上或者维修的过程中维修端的电量用完，则不能实现全程指引的效果。
因此，本申请中，维修端中的提取单元会在接收单元接收到警报信息时提取维修端的当前定位、剩余电量及机型并发送给分析单元。分析单元会根据维修端的当前定位分析到达用时，根据警报信息分析维修用时，并基于到达用时、维修用时及维修端的机型分析电量需求。具体的，根据到达用时和维修端的机型可以了解路途中需要的电量，根据维修用时及机型则可以了解检修过程需要的电量，进而可以得到最终的需求电量。如果维修端的剩余电量不满足电量需求，则说明维修端不满足接收全程指引的要求，因此，分析人员给接收单元发送电量补充信号，让其做到补充电量的计划，如携带充电宝、在路上充电或者使用备用手机等，以保证其在维修的过程中能够全程接受指引，保证维修的效果。
进一步，维修端还包括反馈单元，用于接收单元接受到电量补充信号后输入人员更换信号，并发送给分析单元。
有意效果：有些时候，维修人员在维修端电量不足时，可能缺少充电的条件，此时，该维修人员如果强行去执行当前的任务，就不能在检修的过程中全程接受指引。为了保证检修的效果，需要更换维修人员。此时，维修人员就可以通过反馈单元输入人员更换信号，由分析单元重新分配维修人员，以保证后续检修的效果。
进一步，还包括管理端，管理端包括查看单元，用于查看后台端中的信息。
有益效果：便于管理人员了解服务器中的信息。
附图说明
图1为本发明实施例一的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
实施例一
如图1所示，城市综合管廊预警系统，包括后台端、本地端、采集端和维修端；后台端包括录入单元、第一存储单元和分析单元；本地端包括第二存储单元和本地控制单元；采集端包括多类采集不同数据的采集单元。本实施例中，后台端为服务器；本地端为工控PLC；采集端中的采集单元包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、压力传感器、红外传感器、应力传感器及摄像头，各种采集单元的具体数量及安装位置，本领域技术人员可依据管廊内部的具体情况具体设置；维修端为装载对应APP的智能手机。
录入单元用于录入采集信息及传输要求，采集信息包括需要采集的数据的类型、各类型数据的采集频率及单次采集的数据量；分析单元用于根据采集信息及传输信息进行时序分析，生成数据采集时间表，采集时间表上有各采集数据的采集时间，且各时间点的数据传输量均满足传输要求；第一存储单元及第二存储单元用于存储采集时间表；第一存储单元内还存储有各类异常情况的等级。
分析单元进行时序分析时，若不能得到满足条件的采集时间表，则分析单元生成网络建议信息。
本地控制单元用于按照采集时间表控制对应的采集单元进行数据采集并实时发送给分析单元；分析单元还用于接收到采集的数据后进行异常分析，并在分析结果为存在异常时生成警报信息，其中，警报信息包括异常的类型和等级。维修端包括接收单元和提醒单元；分析单元还用于生成警报信息时，将警报信息发送给接收单元；提醒单元用于接收单元接收到警报信息时发出提醒，本实施例中，提醒单元通过语音加震动的方式进行提醒。
第一存储单元内还存储有各类异常的关联异常；分析单元还用于分析结果为存在异常时匹配出该异常对应的关联异常，并生成实时采集该异常及关联异常对应数据的临时采集表，还用于将临时采集表发送给第二存储单元；本地控制单元还用于按照临时采集表控制对应的采集单元进行数据采集并实时发送给分析单元。分析单元还用于根据异常及关联异常对应的实时采集数据，进行异常的成因分析及发展分析并生成异常跟进信息。
具体实施过程如下：
虽然管廊内需要监测的数据类型有多种，但并非每种数据都需要实时采集传输，从应用的角度考虑，大部分数据只要能保证一定的采集频率，已足以进行对应指标进行有效监控，部分数据(如分析管廊隧道收敛用的数据)由于其变化过程及其缓慢，其需要的采集频率更是非常低。
使用本系统时，管理人员可以在分析需要采集的数据的类型以及各数据的具体采集需求后，通过录入单元录入采集信息，同时根据具体的网络情况录入传输要求，如每秒钟的最大传输数据量。之后，分析单元用于根据采集信息及传输信息生成数据采集时间表，采集时间表上有各采集数据的采集时间，且各时间点的数据传输量均满足传输要求。换个说法，分析接单会结合各数据的采集频率及单次数据采集量，对各数据的采集时间进行分配，使各数据均能按照需要的频率进行采集，同时传输数据时对网络的要求还能够满足传输要求。
但是，如果准备的传输网络条件太差，则可能出现无论怎样分析安排，始终都会存在某些事件端的数据传输量超过网络传输能力的情况。使用本系统，在正式进行数据采集前，分析模块便能够识别出这种情况，并根据具体的分析结果，生成网络建议信息，管理人员可依据网络建议信息对传输网络进行更换或升级，以保证后续对管廊进行完整且有效的监控。
具体应用时，本地控制单元会根据采集时间表控制对应的采集单元采集数据并发送给分析单元；再由分析单元进行异常分析，判断正分析的采集数据是否存在异常，并在存在异常时生成警报信息，让管理人员了解情况。由于警报信息包括异常的类型和等级。管理人员和维修人员可及时了解异常的具体内容及严重程度，便于做出及时、准确的应对。与各类数据均实时采集传输分析相比，本方案通过合理的设置各采集数据的采集传输时间，在保证各监测指标得到有效监控的基础上，可以大幅减低网络资源及后台配置的需求，从而节约成本。
在出现异常时，分析单元还会将警报信息发送给接收单元；提醒单元用于接收单元接收到警报信息时发出提醒。这样，维修人员可及时了解异常情况，尽快前去处理。
另一方面，当出现某个异常时，通常都会伴随着出现其他的关联异常，例如，管廊内温度过高时，可能会存在烟雾浓度过高、通风设备功率过低等关联异常，根据关联异常的类型，可以对异常的后续进行判断，如烟雾浓度过高说明需要紧急防火/灭火，如果通风设备过低则需要进行设备维修。只有再采集关联异常的对应数据后，才能了解该异常的具体发展情况。因此，本申请中，当分析出异常时，分析单元会匹配出该异常对应的关联异常，并生成实时采集该异常及关联异常对应数据的临时采集表，本地控制单元则会按照临时采集表控制对应的采集单元进行数据采集并实时发送给分析单元，从而在存在异常时对其关联异常的对应数据进行实时采集分析，及时了解异常的后续发展和严重程度。具体的，分析单元会根据异常及关联异常对应的实时采集数据，进行异常的成因分析及发展分析并生成异常跟进信息。通过异常跟进信息，管理人员可以了解异常的具体情况和后续的发展趋势，当异常的发展情况出现变动时，也能够及时作出调整。
实施例二
与实施例一不同的是，本实施例中，维修端还包括提取单元和反馈单元。提取单元用于接收单元接收到警报信息时提取维修端的当前定位、剩余电量及机型并发送给分析单元；分析单元还用于根据维修端的当前定位分析到达用时，根据警报信息分析维修用时，并基于到达用时、维修用时及维修端的机型分析电量需求，若维修端的剩余电量不满足电量需求，则分析单元给接收单元发送电量补充信号，电量补充信号包括需要补充达到的最低电量。反馈单元用于接收单元接受到电量补充信号后输入人员更换信号，并发送给分析单元。
还包括管理端，本实施例中管理端为装载对应APP的智能手机，管理端包括查看单元，用于查看后台端中的信息。通过管理端，管理人员可随时了解服务器中的信息。
具体实施过程如下：
为了保证检修的效果，需要对可能存在的问题进行全面的检修。但即使是经验丰富的维修人员，在管廊这种复杂的环境下，如果缺少指引也很可能会出现检修不全面的情况。因此，维修人员在检修的过程中，是需要通过维修端获取检修指引的。但要想全程获得指引，有一个大前提就是需要维修端的电量能够满足使用需求，如果在路上或者维修的过程中维修端的电量用完，则不能实现全程指引的效果。
因此，本申请中，维修端中的提取单元会在接收单元接收到警报信息时提取维修端的当前定位、剩余电量及机型并发送给分析单元。分析单元会根据维修端的当前定位分析到达用时，根据警报信息分析维修用时，并基于到达用时、维修用时及维修端的机型分析电量需求。具体的，根据到达用时和维修端的机型可以了解路途中需要的电量，根据维修用时及机型则可以了解检修过程需要的电量，进而可以得到最终的需求电量。如果维修端的剩余电量不满足电量需求，则说明维修端不满足接收全程指引的要求，因此，分析人员给接收单元发送电量补充信号，让其做到补充电量的计划，如携带充电宝、在路上充电或者使用备用手机等，以保证其在维修的过程中能够全程接受指引，保证维修的效果。
但是，有些时候，维修人员在维修端电量不足时可能缺少充电的条件，此时，该维修人员如果强行去执行当前的任务，就不能在检修的过程中全程接受指引。为了保证检修的效果，需要更换维修人员。此时，维修人员就可以通过反馈单元输入人员更换信号，由分析单元重新分配维修人员，以保证后续检修的效果。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.城市综合管廊预警系统，其特征在于：包括后台端、本地端和采集端；后台端包括录入单元、第一存储单元和分析单元；本地端包括第二存储单元和本地控制单元；采集端包括多类采集不同数据的采集单元；
录入单元用于录入采集信息及传输要求，采集信息包括需要采集的数据的类型、各类型数据的采集频率及单次采集的数据量；分析单元用于根据采集信息及传输信息进行时序分析，生成数据采集时间表，采集时间表上有各采集数据的采集时间，且各时间点的数据传输量均满足传输要求；第一存储单元及第二存储单元用于存储采集时间表；本地控制单元用于按照采集时间表控制对应的采集单元进行数据采集并实时发送给分析单元；分析单元还用于接收到采集的数据后进行异常分析，并在分析结果为存在异常时生成警报信息；
第一存储单元内还存储有各类异常的关联异常和各类异常情况的等级；警报信息包括异常的类型和等级；分析单元还用于分析结果为存在异常时匹配出该异常对应的关联异常，并生成实时采集该异常及关联异常对应数据的临时采集表，将临时采集表发送给第二存储单元，还用于根据异常及关联异常对应的实时采集数据，进行异常的成因分析及发展分析并生成异常跟进信息；本地控制单元还用于按照临时采集表控制对应的采集单元进行数据采集并实时发送给分析单元。
2.根据权利要求1所述的城市综合管廊预警系统，其特征在于：分析单元进行时序分析时，若不能得到满足条件的采集时间表，则分析单元生成网络建议信息。
3.根据权利要求1所述的城市综合管廊预警系统，其特征在于：还包括维修端，维修端包括接收单元和提醒单元；分析单元还用于生成警报信息时，将警报信息发送给接收单元；提醒单元用于接收单元接收到警报信息时发出提醒。
4.根据权利要求3所述的城市综合管廊预警系统，其特征在于：维修端为装载对应APP的智能手机，提醒单元通过语音加震动的方式进行提醒。
5.根据权利要求4所述的城市综合管廊预警系统，其特征在于：维修端还包括提取单元，用于接收单元接收到警报信息时提取维修端的当前定位、剩余电量及机型并发送给分析单元；分析单元还用于根据维修端的当前定位分析到达用时，根据警报信息分析维修用时，并基于到达用时、维修用时及维修端的机型分析电量需求，若维修端的剩余电量不满足电量需求，则分析单元给接收单元发送电量补充信号，电量补充信号包括需要补充达到的最低电量。
6.根据权利要求5所述的城市综合管廊预警系统，其特征在于：维修端还包括反馈单元，用于接收单元接受到电量补充信号后输入人员更换信号，并发送给分析单元。
7.根据权利要求1所述的城市综合管廊预警系统，其特征在于：还包括管理端，管理端包括查看单元，用于查看后台端中的信息。
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