CN202390855U - 地埋式数字工井 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地埋式数字工井，用于城市市政管线的布设与管理，所述地埋式数字工井包括预制成型的底面、顶面和立面，所述立面上具有用于连接管线的排孔，所述底面、所述顶面或所述立面内置有监控机和为所述监控机供电的电源，所述监控机具有：处理器，用于控制所述监控机的运行、数据处理和向外界的数据传输；收发器，用于所述监控机与外界进行数据传输；存储器，用于存储所述地埋式数字工井及所述地埋式数字工井所关联的管线的相关数据。本实用新型的地埋式数字工井，装配容易、能够实现数字化管理、便于维护。

Description

地埋式数字工井

技术领域

本实用新型涉及一种城市市政管线的工井，尤其涉及一种地埋式数字工井。

背景技术

随着数字化城市概念的引入，城市财产逐渐进行身份确认，电话亭、路灯、消防栓等等公共设施，都赋予其唯一的ID身份名称。随着现代城市的发展，例如城市市政污水管道、电力走廊、燃气管线、自来水管线和通信光缆都具有地下管线，因此城市地下管线的数量及复杂程度有相当的增加，越来越需要对地下管线的工井位置、管线走向等进行标识，并利用所述标识对地下管线进行相应的科学管理。

在上述市政设施中，各种各样的工井更是重中之重，工井是城市地下资源的枢纽，工井中可以是一种管线独用，也可以是多种管线共用。各种管线都将通过工井连成网络。工井更是监测各种管线运行状态的窗口。

然而传统的各种工井，在设计施工上还存在很多弊端，从构造材料上来说，仅限于水泥、沙子和砖块，而且随着使用年限的增加，积水和淤泥的堆积，对与工井相关联的管线的正常运行造成障碍，而且对于日常的检修维护带来不便。传统的井盖也是种类多样，由于各种原因造成的损坏，使工作人员不能及时发现问题，特别是晚上和雨天，人、车、物很容易跌入井内，造成人员伤亡和各种经济损失。

并且，在相应管线发生故障或者由于地面塌陷等原因造成管线损坏或工井损坏时，现有工井的施工方法花费时间长，人力成本高，不能满足抢修及抢险的需要。

因此，现有工井的结构及设施也不便于后续对工井及其所关联的管线的数字化管理。也不适合于物联网的应用，需要开发一种可拆装的智能化的地埋式工井。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的为提供一种装配容易、能够实现数字化管理、便于维护的地埋式数字工井，以解决现有技术的地埋式工井所存在的施工不便、维护成本高且不能实现数字化管理的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种地埋式数字工井，用于城市市政管线的布设与管理，所述地埋式数字工井包括预制成型的底面、顶面和立面，所述立面上具有用于连接管线的排孔，所述底面、所述顶面或所述立面内置有监控机和为所述监控机供电的电源，所述监控机具有：处理器，用于控制所述监控机的运行、数据处理和向外界的数据传输；收发器，用于所述监控机与外界进行数据传输；存储器，用于存储所述地埋式数字工井及所述地埋式数字工井所关联的管线的相关数据。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型的地埋式数字工井，在设计施工上已不存在现有技术工井所存在的诸多弊端，从构造材料上来说，智能工井的立面强度高，增强了工井的使用寿命。而且即使使用年限增加，也不会发生积水和淤泥堆积的问题，不会影响工井及与工井相关联的管线的正常运行，而且也便于对工井及与工井相关联的管线的日常检修维护。本实用新型的地埋式数字工井，能及时发现类似井盖丢失等问题，避免造成人员伤亡和财产损失。

并且，在发生故障和险情时，本实用新型的地埋式数字工井，施工速度快、成本低，很好的满足了抢修及抢险的需要。

本实用新型的地埋式数字工井，也为实现地下管线的智能巡检、在线监控等科学有效的管理提供了条件。也适应于物联网的大量应用，使城市针对地下管线的管理提升到了更高的层次。

附图说明

图1为本实用新型实施例的地埋式数字工井的示意图。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

本实用新型的地埋式数字工井，可用于各种类型的城市市政管线，管线是指管路和线路的合称，管路例如为城市污水管路、燃气管路和自来水管路等，线路例如为电力线路、通信线路和有线电视线路等。本实用新型的地埋式数字工井，即可以单独用于上述其中一种管线，也可以被上述其中多种管线所共同使用。

下面以电力线路为例具体介绍本实用新型优选实施例的地埋式数字工井及其施工方法。

如图1所示，本实用新型优选实施例的地埋式数字工井，是一种正方体或立方体的形状，六个面，即四个立面31、32、33、34和一个底面2和一个井盖1。六个面的主要构成材料为新型复合材料，其每个面的构成为三层，外层为填充有混凝土的尼龙棒材质，中间层为防水防潮材料层，内层为尼龙棒材质，整体构成具有防水、防潮、防火、耐高温，耐腐蚀、抗震、抗压等功能。井盖1上面可以具有使用行业的标识，用于区分和警示作用

为了施工方便，本实用新型的填埋式智能工井，立面31、32、33、34的边缘、井盖1的边缘均具有凹凸相间的凹凸槽，凹凸槽用于立面之间或立面与井盖、底面之间的拼接，例如立面31与立面32之间、立面31与井盖1之间或立面32与底面2之间相互拼接，各相邻面之间或者部分相邻面之间也可以使用凹槽与凸缘的配合来进行拼接，例如每个立面内面一侧形成凹槽，而另一侧形成凸缘，只需要将凸缘垂直插入另一立面的凹槽就可实现连接。或者是每个立面的底端形成凸缘，在底面2内面的四周形成凸缘来实现立面31、32、33、34与底面2之间的拼装。

当然，本实用新型的地埋式数字工井，可以包括四个以上的立面，即整体为多棱柱形状；也可以是一个单一的圆筒形立面，即整体上呈现圆柱状；整体上也可以是其他形状，并不限制。对于井盖1，既可以是整个顶面作为井盖1，即正方形井盖1；也可以是在一个正方形的顶面上行成一个突出的圆柱状孔，在所述圆柱状孔中设置圆形井盖1。

以上介绍了本实用新型的地埋式数字工井的建筑构件组成，下面再介绍本实用新型地埋式数字工井的内部功能部件，主要由四大部分构成，包括：电源、排孔30、监控机10和智能模块。

一、电源

要想实现对市政管线的数字化管理，需要相应的智能设施或智能部件，这些智能设施和智能部件的工作离不开电能供应。

本实用新型的地埋式数字工井，电源使用以下四种供电模式中的一种或多种：

1、电磁感应充电电池组件。

2、市电，即通过线缆连接附件的220V交流电供电电源对地埋式数字工井进行供电。

3、太阳能板供电，在井盖上增设太阳能电池板，用于给地埋式数字工井供电。

4、蓄电池，可以由220V交流电和太阳能板充电；也可以在进行工井维护时进行更换或进行充电。

电源组件安装在立面内部，可以使四种模式自动选择供电，独立安装。也可以确定出主用电源和备用电源；或者首先保证主要部件和主要功能模块的供电。

在立面的内面上，也可设置由上述电源供电的插座，便于操作人员在工井中作业时使用其他用电设备。

二、排孔

通常，本实用新型的地埋式数字工井，要有大量的管线/排管通过，因此在设置工井时需要预留这些管线/排管通过的通道或接口，即排孔30。

排孔30有两种实现形式：

第一种是只提供管线/排管通过的通孔。通常通孔要多预留一些，以便于日后新增的管线/排管使用，减少工井的重复施工。

第二种是提供工井外管线/排管，例如管沟中的排管或电缆，接入工井内的连接接口。例如某电缆从立面31一侧进入工井，从立面33一侧穿出，则可将进入侧电缆与立面31上的第一编号孔的连接接口相连；穿出侧的电缆与立面33的第二编号孔的连接接口相连；而在地埋式数字工井内，由电缆将立面31的第一编号孔与立面33的第二编号孔相连，并记录下第一编号与第二编号之间的对应关系即可。采用上述连接方式，既能加快抢险施工的进度，便于引出新的分支，也便于优化地埋式数字工井内的线路布局。

排孔30是立面部分预留的管线接口，根据管线的数量需求，孔的数量不受限制。每一个孔按照预定的编码规则编码，便于对工井内不同立面之间的管线的连接关系以及相邻工井之间管线的连接关系进行存储和管理。

三、监控机

监控机10又可相对于控制中心的主机称为监控终端。监控机10的最主要作用在于管理所述地埋式数字工井及所述地埋式数字工井所关联的管线的相关数据。用来存储、处理与传输工井及工井相关管线、各种功能模块的数据信息，以及完成与井外(包括所述控制中心的主机)的通讯功能：接收井内报警信息，查询井内各部件或各功能模块的工作状况。监控机10具有处理器、收发器和存储器。监控机10可以由笔记本电脑、台式机、单片机、平板电脑或智能手机等实现。

处理器，用于控制所述监控机10的运行、数据处理和向外界的数据传输；可由电脑芯片或手机芯片实现。

收发器，用于所述监控机10与外界进行数据传输，既能向外界传送数据，也能从外界接收数据；可以由有线或无线网卡、GSM/GPRS手机的收发模块等实现。

存储器，用于存储所述地埋式数字工井及所述地埋式数字工井所关联的管线的相关数据。

在本实用新型的地埋式数字工井内，可以是多个功能模块共用一个监控机10，例如监控机10由一个具有芯片和内存并连接有硬盘的主板实现，而功能模块是由插接于所述主板的扩展卡实现。

也可以是各功能模块作为终端各自独立，并与监控机10进行联网，向监控机10报告运行状态，包括报警，并存储相应的运行数据。

四、功能模块

功能模块内置于立面内，功能模块的个数不限，按照实际需求确定。同时，在立面内面，为功能模块的硬件预留安装位，或者在前述的主板上为功能模块预留连接插槽。以下介绍几个主要的功能模块：

1、防盗报警模块

本实用新型实施例的地埋式数字工井，其防盗报警模块包括井内防盗与井盖防盗两部分。

对于井盖1的防盗包括在电子锁、倾角传感器11和GPS模块三方面。

首先，要想打开井盖1，必须打开井盖1上的电子锁，电子锁具有密码验证装置，当密码错误时，防盗报警模块向监控机10报警，或者直接向远程监控中心报警，通过短信向手机报警等。

为防止电子锁由于被外力破坏而失去报警功能，井盖1上设置倾角传感器11、感测井盖1打开的角度。操作人员以正常模式通过密码验证方式打开电子锁并打开井盖1时，防盗报警模块让倾角传感器11暂时停止工作，等到操作人员以正常模式关闭井盖1并锁上电子锁后，恢复倾角传感器11的工作；除此之外，如倾角传感器11感测到倾角变化，则表明井盖1被异常打开，则由防盗报警模块进行报警。

GPS定位设备，是用来准确定位被打开井盖或井盖受到破坏时，井盖所处位置，使井盖能够迅速得到复原。GPS设备和收发器都具有天线组件，天线组件主要是用来传输网络信号或者GSM/GPRS移动通信网络信号，可以共用一个天线组件。天线组件的末端与井盖上面平行，且略低于井盖平面。

以上的设置是井盖防盗措施，井内防盗措施包括在地埋式数字工井内安装视频监控装置(或称智能成像监控模块)，视频监控装置安装在相邻立面接缝处的顶端。在立面内面上设置防盗监控面板，该监控面板应具有防水、防潮功能，使模块内部不会受到自然因素的损坏。在操作人员定期巡检时，可以通过监控面板来查看工井最近的运行状况，包括查看最近一段时间的监控视频，有效的防止人为破坏。

2、自动排水模块

为了防止因降雨等情形导致工井中积水而影响工井正常工作，在本实用新型实施例的地埋式数字工井的立面底端或底面上，安装自动排水装置，用来防止井口进水造成的淤积。

自动排水装置的组成包括：液位传感器、监测控制器、变频器和抽水泵。液位传感器和抽水泵安装位置低于底面上表面，当监测控制器判断所述液位传感器传回的井内积水的水位超过设定的警戒水位时，监测控制器控制自动排水模块启动变频器所连接的抽水泵，将积水从地埋式数字工井施工时连接好的下水管道中排出。变频器用于控制抽水泵的功率变化。同时，监测控制器也可以将水位变化及抽水泵的工作状态传送回监控机10进行存储。

3、其他模块

本实用新型的地埋式数字工井，还可以具有井内气体成分检测模块、湿度检测模块、温度检测模块等功能模块。

以下再介绍一下本实用新型地埋式数字工井的组装与施工。

本实用新型实施例的地埋式数字工井，每个立面可以单独拆卸，运输方便，现场安装简单，每个立面间的接触部位预留凹凸槽，安装之前涂抹防水胶，按照顺序将立面和底面对接，四个角采用三面角铁固定。井盖向下嵌入四个立面内，井盖上面与立面突出部位水平，通过电子锁自动与四个立面锁定。

现场施工时，将组装好的地埋式数字工井整体放入预先挖好的坑道内，保持地埋式数字工井水平。如相邻两个地埋式智能井工之间具有排管，则需将排管进行对接，做防水处理。最后将泥土回填，路面可部分硬化。

当地埋式数字工井现场施工结束后，安装监控机及智能模块，并现场调试运行状况，测试其收发器，例如GSM/GPRS移动通信网络的连接情况。接好相应的电路和水路，并在监控机及智能模块中录入基本信息和初始信息。

在进一步的应用中，可将地埋式数字工井赋予唯一的身份认证信息，通过内置的GSM/GPRS移动通信网络模块，进行报警信息和数据的传输，操作人员可通过短信了解监测主机的运行状况，控制中心或操作人员通过远程计算机或手机随时随地对地埋式数字工井进行布防、撤防和数据查询，并监测内置的各种智能模块的运行，使地埋式数字工井的管理实现真正意义上的数字化、科学化管理，实现物联网上的应用。

本实用新型所述地埋式一体化智能井通过图一所述利用新型复合材料制作而成，内置各种智能模块，包括立面内置的可电磁感应充电的电池组件、管线信息存储模块、井内气体、湿度、温度检测模块、智能成像监控模块等智能组件。井盖部分具有防盗功能和GPS定位功能。

本实用新型的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本实用新型所附的权利要求所揭示的本实用新型的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本实用新型的权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地埋式数字工井，用于城市市政管线的布设与管理，其特征在于，所述地埋式数字工井包括预制成型的底面、顶面和立面，所述立面上具有用于连接管线的排孔，所述底面、所述顶面或所述立面内置有监控机和为所述监控机供电的电源，所述监控机具有：

处理器，用于控制所述监控机的运行、数据处理和向外界的数据传输；

收发器，用于所述监控机与外界进行数据传输；

存储器，用于存储所述地埋式数字工井及所述地埋式数字工井所关联的管线的相关数据。

2.如权利要求1所述的地埋式数字工井，其特征在于，所述地埋式数字工井为正方体形状，所述立面为四个，所述顶面上设置有井盖。

3.如权利要求2所述的地埋式数字工井，其特征在于，所述电源为电磁感应电池、蓄电池、市电或太阳能电池中的一个或者多个。

4.如权利要求3所述的地埋式数字工井，其特征在于，所述立面的边缘、所述顶面的边缘均具有用于所述立面与相邻所述立面之间、所述立面与所述顶面之间相互拼接的凹凸槽，所述底面上具有用于与所述立面进行插接的凹槽，所述立面底端具有与所述凹槽相配合的凸缘。

5.如权利要求2所述的地埋式数字工井，其特征在于，所述井盖上装设有用于防盗的电子锁和倾角传感器，所述井盖内封装有GPS定位模块。

6.如权利要求1所述的地埋式数字工井，其特征在于，所述顶面、立面和底面均包括外层、中间层和内层，所述外层为填充有混凝土的尼龙棒材质，所述中间层为防水防潮材料层，所述内层为尼龙棒材质。

7.如权利要求1所述的地埋式数字工井，其特征在于，所述底面上设置有自动排水装置，所述自动排水装置包括液位传感器、监测控制器、变频器和抽水泵。

8.如权利要求2所述的地埋式数字工井，其特征在于，所述立面内面上预留有增加扩展功能模块安装位，所述监控机的主板上预留有增加扩展功能模块的连接插槽。

9.如权利要求5所述的地埋式数字工井，其特征在于，所述地埋式数字 工井的功能模块包括温度检测模块、湿度检测模块和井内气体成分检测模块。 

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