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摘要：井盖作为保障管道安全运行的入口，其重要性越来越能体现，如何确保行人行车的安全，地下设施及资源的安全，做好防护、防盗、防进入，实现对井盖及其运行环境的可视、可管、可控成为目前迫切需要解决的课题。基于当今物联网技术的发展，智能井盖监控技术已经有了较大的提升，正式进入商业用途。再加上目前广州市城管委员会加强对井盖设施智能化管理信息系统的建设与管理，我司对于新型、非人工巡逻式的智能井盖监控有了更大的需求。本论文主要研究利用线通讯技术、电源技术、传感器技术以及井盖维护管理系统，根据可行性与经济性分析得出是否适用于城市轨道交通运营系统中以及实现前后的人力、效果对比，为后续地铁是否建立排水井盖远程定位及监控相关项目提供理论基础。
关键词：井盖；远程定位；监控
一、背景
随着轨道交通大线网的发展，各城市轨道交通管辖的井盖数量越来越多。据统计，目前一个城市轨道交通总共管辖各类井盖约6000个，大量的井盖巡视任务需要耗费大量的人力物力，同时还存在相当大的被盗、被损坏风险。各设备部门，包括给排水、电力、通信等部门的管道、线缆大都采取地埋方式，由于缺乏有效的实时监控及管理手段，给不法分子提供可乘之机，撬开井盖盗窃电缆、偷盗井盖的犯罪行为时有发生，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，而且丢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、安全造成负面影响。全国各地包括广州都发生过井盖、丢失、缺损、非法打开等情况导致的井盖吞人伤人事故，可以算是一个重大的安全隐患。由于地铁线网覆盖大，井盖分布范围广、数量多，单纯依靠人工巡检排查，根本无法实时获得这些井盖的状态信息，更无法在出现异常情况时迅速响应，最大程度地保障行人身安全与资产安全。利用智能井盖监控系统进行监控就有一定的研究价值。
二、研究目的
排水井盖远程定位及监控主要研究利用线通讯技术、电源技术、传感器技术，将井盖状态、井下环境状态、井盖的开启、井盖巡检纳入的维护管理系统，根据技术可行性与经济性分析得出是否适用于城市轨道运营系统中以及实现前后的人力、效果对比，对现已实行的井盖监控系统及方案厂商进行考察。通过查阅相关资料初步了解此系统组成及运行原理，确定技术方案、系统功能以及项目价格，为后续地铁是否建立排水井盖远程定位及监控相关项目提供理论基础。
三、井盖监控技术方案
排水井盖远程定位及监控方案主要围绕实现两大目标：
1、对大范围区域内的井盖实现监管。包括对井盖的地理位置的户籍管理、状态管理（开启、关闭、缺失、跳盖）；
2、通过井盖开启关闭的权属管理来确定非正常开启状态，进而判断盗窃行为的发生，立马通知管辖人员到场处理。
3、系统组成
整个监控系统由三部分组成：
（1）智能井盖传感器：安装于城市井盖的底部，通过网络传输将传感器采集数据至数据管理平台，实现井盖的移动监测及位置监测；传输方式有两种，一是通过GPRS通过网络直接传输，二是通过LoRa或NB-IoT技术组成局域网再通过GPRS传输，两者各有优缺点，经比较推荐使用GPRS直接进行数据传输。
（2）监控中心：通过设立服务器接收井盖监控传感器传输的数据，并对其进行处理与发送至网页或手机APP监控平台。
（3）手机APP远程监控：通过手机APP实时对井盖进行监控，一旦井盖异常开启或移动，及时能收到报警通知并启动处理机制。
4、井盖监控系统功能
（1）井盖资产管理：对井盖的基本信息进行管理，包括井盖编号、经纬度、所在道路等。智能井盖无线传感器进行采用国际标准化OID的编码方式进行唯一编码，采用RFID电子标签作为井盖的标识，其内部都有唯一的ID号，并且其按不同区域、道路记录了井盖的产权单位、联系人、电话等信息，方便管理部门的信息采集及情况处理。因RFID标签无法被仿制，所以可以及时盘点井盖并核对井盖信息，快速掌握井盖流失状态。
（2）实时定位监控
可实时监测市政井盖的各种状态信息，通过结合系统直观的市政平面图，可实时查看井盖在所辖区内的位臵和基本属性信息，并对各辖区内所属的井盖防盗进行统一指挥调度出警和工程维护。实时监测井盖状态，井盖的基本状态包括：正常、异常、低电、维修和闭合异常。采用GIS地理信息技术实现地理地图展示：在电子地图上显示井盖位臵、基本信息、实时状态等，也可以通过文本形式展示井盖位臵、基本信息、实时状态、历史状态记录等信息。
（3）防盗监管
根据预先设定报警规则，对市政井盖的异常情况进行防盗监管。安装在市政井盖的智能井盖无线传感器，当井盖状态正常时，处于休眠状态，当井盖异常开启时，立即发出报警信号，通知相关负责部门采取措施。系统支持短信或邮件提醒：井盖出现异常、低电时，可以发送短信或邮件通知值班人员。
（4）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机等客户端发送报警信息。
（5）鉴权设臵
当工程人员需要对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可进行匹配解防，可以灵活设臵井盖的维修时间。
（6）数据分析
通过对系统中大量的数据进行深度挖掘，从不同角度、不同维度、不同需要等对各种数据进行重组、汇总及对比分析，挖掘出更有利于提升市政管理水平和效率的有价值数据。
四、结论
通过分析智能井盖监控系统原理、实现方式等对排水井盖远程定位及监控进行研究。针对城市轨道交通这种有大量管辖井盖同时分布较广的情况，该智能井盖监控系统能满足井盖状况监控、定位、户籍管理等功能。建议选取某个城市轨道交通试点进行推广，评估使用效果，分析运行数据，再进行大规模推广的考虑。
参考文献
[1]基于ZigBee的城市道路井盖安全监测系统设计[J].任安虎,鲍宏海.物联网技术.2014(11).
[2]2015中国智慧城市发展十大预测[J].王贝贝.中国建设信息. 2015(03).
[3]基于ZigBee技术的防盗井盖控制系统的设计与实现[J].解兆延,徐文青,张延波,张晓鹏.电子世界.2014(17).
[4]城市井盖监控预警平台的研究及应用[J].党磊,潘良波,陶为翔.办公自动化. 2014(S1).
[5]基于Zigbee无线传感网络的窨井安全监测系统[J].杨永超,曾刚,黄勇,黄林.安全与环境工程.2015(05).
[6]基于MapX控件的城市窨井监控系统[J].张延波,张琳,解兆延,徐文青,周广旭.山东科学.2013(05).
论文作者:白皓
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
标签：井盖论文; 状态论文; 技术论文; 监控系统论文; 城市论文; 实时论文; 传感器论文; 《基层建设》2018年第19期论文;