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智能井蓋

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智能井蓋

智能井蓋

一、 井蓋現(xiàn)狀

近年來隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，城市中給排水、燃?xì)�、熱力、電力、通訊等各類市政公用地下管線設(shè)施日益增加，城市路面上相應(yīng)各類檢查井相應(yīng)地不斷增多，城市道路井蓋的管理也愈發(fā)重要。由于城市井蓋管理不善，造成全國范圍內(nèi)各類傷人、損車事件頻發(fā)。井蓋管理的不到位嚴(yán)重影響了市民的人身安全，造成了不良的社會影響，如何改善和加強城市井蓋管理已成為困擾全國各地市政設(shè)施管理部門的一個難點、熱點問題。為了加強城市道路管理，保障城市道路完好，充分發(fā)揮城市道路功能，促進(jìn)城市經(jīng)濟和社會發(fā)展，國務(wù)院早在1996年就頒布施行了《城市道路管理條例》，對市政設(shè)施的管理養(yǎng)護做出了明確規(guī)定。全國主要城市也公布了《市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃管理辦法》，為市政設(shè)施的制度化、規(guī)范化管理提供了法律依據(jù)，政府出臺各種相關(guān)法律、法規(guī)是加強市政設(shè)施管理的一方面，除此之外還應(yīng)客觀、公正、全面的分析現(xiàn)實中的各種因素，才能更好的推進(jìn)市政設(shè)施管理水平，為人民提供更加安全的道路環(huán)境。

二、行業(yè)痛點：這么多的井蓋如何管理？

隨著城市建設(shè)步伐的不斷加快，城市道路改建、新建、擴建、大修的工程數(shù)量及規(guī)模不斷擴大，伴隨每條道路工程的是相應(yīng)的地下管網(wǎng)工程以及地面檢查井的不斷增多，各種不同類型的井蓋也相應(yīng)的增多。以二線城市為例，僅在市管街道上的各種雨污水井、自來水井就有30萬余座，目前各部門的井蓋管理各自為政，誰的井，誰管理維護，雖然現(xiàn)在我市的數(shù)字化城市管理技術(shù)正在日趨成熟，基本各類損壞井蓋可以在短時間內(nèi)找到責(zé)任單位并及時維修，但是仍存在不少管理盲區(qū)。有些無主井、廢棄井無法確認(rèn)產(chǎn)權(quán)單位，有些井產(chǎn)權(quán)不明，造成這些井一旦損壞無法及時維修，這些井的維修往往要比維修那些產(chǎn)權(quán)責(zé)任明確的井更費周章，維修成本更高。在這期間就對市民的人身安全構(gòu)成了威脅，事故一旦發(fā)生必會造成無可挽回的損失。

三、政策導(dǎo)向

隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步加快市政公用設(shè)施建設(shè)發(fā)展迅速。根據(jù)2021年2月9日住建部等六部委下發(fā)關(guān)于《加強窨井蓋安全管理的指導(dǎo)意見》，市政、電力、通信、水務(wù)燃?xì)�、熱力等單位擁有大量市政設(shè)備、資產(chǎn)需要管理。其中窨井蓋成為了不可忽視的一項。

住建部等六部委2021年2月9日發(fā)布《關(guān)于窯井蓋安全管理的指導(dǎo)意見》，“運用大數(shù)據(jù)、云計算”等新技術(shù)，基于傳感器與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新、提升窯井蓋安全效率和水平。

四、項目應(yīng)用必要性

1、采用科技手段24小時在線式監(jiān)管井蓋開蓋、移位、傾斜等狀態(tài)

2、降低傳統(tǒng)人工巡檢模式成本高，巡檢不到位。

3、符合智慧城市大數(shù)據(jù)集中監(jiān)管模式

4、監(jiān)測井下水位、火災(zāi)、有毒氣體、定位，可有效提前預(yù)警，保障維護人員人身安全。

5、解決井蓋分散監(jiān)管難題，提高監(jiān)管效率和及時性。

6、通過加裝防墜網(wǎng)解決人員掉井保障。

五、產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢

“天龍中閩科技”智慧井蓋采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多項領(lǐng)先技術(shù)，搭載NB-IoT或4G、5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，具有信號滲透性強、速率快、成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)等特點。

內(nèi)置高性能鋰铔電池，待機3年。根據(jù)用戶需求，可以搭載各類傳感器，對開蓋移位全軸傾角傳感、水位、有毒氣體、環(huán)境等進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)合其使用環(huán)境，智慧井蓋具有防水IP68等級設(shè)計，可以在潮濕的環(huán)境下長期穩(wěn)定工作，具有耐低溫、高溫的特性。

智慧井蓋監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控平臺與手機APP控制由傳統(tǒng)的人工巡查變?yōu)橹悄鼙O(jiān)控，具有語音、短信、APP告警，GPS地圖展示，使維護工作更有針對性，提高了工作效率，降低了養(yǎng)護成本。

5.1構(gòu)建全方位的高速公路井蓋資源狀態(tài)感知體系。通過多種檢測采集手段，實現(xiàn)資源整合，實現(xiàn)信息共享，真正實現(xiàn)“統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一管理”的一體化模式，建立智慧高速井蓋管理與服務(wù)平臺。

5.2建設(shè)井蓋資源分布圖。通過GIS地圖等模式將城市所有井蓋設(shè)施資源及井下管網(wǎng)狀態(tài)直觀、全面地展示在一張地圖上，對基礎(chǔ)信息、分布狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控。

5.3實現(xiàn)智能監(jiān)測預(yù)警。強化井下水位動態(tài)采集手段，建立、優(yōu)化

5.4將物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)與井蓋管理緊密結(jié)合，實現(xiàn)井蓋數(shù)字化，管理智能化，維護簡單化，將井蓋管理帶入云時代。提升井蓋管理手段，轉(zhuǎn)變管理方式，使井蓋管理由被動應(yīng)付變?yōu)橹鲃庸芾�，有效提高井蓋設(shè)施管理效率和精準(zhǔn)度，減少因井蓋問題帶來的危害。

5.5電子地址標(biāo)簽

　基于GIS建立井蓋全生命周期數(shù)字檔案，強化管理部門監(jiān)管職能。利用電子標(biāo)簽為井蓋建立唯一的身份標(biāo)識，把井蓋整個生命周期的事務(wù)統(tǒng)一歸檔、統(tǒng)一管理。在施工、維護等各個環(huán)節(jié)做到快速查詢、溯源，幫助管理部門提升井蓋綜合管理水平，建立規(guī)范統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)流程。

5.6井蓋狀態(tài)監(jiān)控

　　在井蓋上安裝井蓋探測器，終端通過全軸傾角傳感技術(shù)，監(jiān)控井蓋狀態(tài)軌跡分析，當(dāng)井蓋姿態(tài)、形態(tài)發(fā)生改變時，即時發(fā)出井蓋異常報警信號。第一時間得知井蓋異常信息，及時調(diào)度處置，大幅提高管理效率。實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)異常即時報警，提前預(yù)防，主動管理，降低養(yǎng)護成本及損失，提前發(fā)現(xiàn)并消除安全隱患。

5.7井下水位智能監(jiān)控

通過安裝井下水位智能監(jiān)控終端，強化井下水位動態(tài)超限采集手段。

5.8水質(zhì)監(jiān)測

采集水質(zhì)PH值，上傳至云服務(wù)器平臺。

5.9開放式協(xié)議，MQTT、UDP協(xié)議或API端口，可上傳至第三方平臺

5.10具有故障派單功能，通過手機APP導(dǎo)航引至故障發(fā)生地址。

六、方案總體設(shè)計

(1)安裝維護方便，無論新舊井蓋均可安裝。

(2)報警及時，報警時間設(shè)計小于30秒。

(3)系統(tǒng)鋰铔電池備用時間長、自身功耗低等優(yōu)點，待機3年。

(4)系統(tǒng)使用簡單，無需專人長時值守。

(5)井蓋系統(tǒng)監(jiān)控中心可以遠(yuǎn)離井蓋現(xiàn)場，不受距離限制。

（6）監(jiān)管維護人員手機APP使用數(shù)量不受限制。

（7）采用穿透性強NB-IOT或4G、5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，三網(wǎng)通運營商支撐

（8）選用中國排名前列云計算服務(wù)器

（7）采用微功耗設(shè)計

（8）外殼防護等級：IP68

（9）采用全網(wǎng)通NB-IOT或4G、5G技術(shù)，出廠默認(rèn)為電信運營商物聯(lián)網(wǎng)，基站三大運營商覆蓋最廣。

七、產(chǎn)品功能

標(biāo)準(zhǔn)型（TL507K-A01C）采集裝置

實時監(jiān)控井蓋狀態(tài)，當(dāng)井蓋發(fā)生開蓋、移位和傾斜、環(huán)境溫度過高時，傳至指定平臺或APP告警。（用于雨水、自來水、污水井蓋）

增強型（TL507K-B01C）采集裝置，實時監(jiān)控井蓋狀態(tài)，當(dāng)井蓋發(fā)生開蓋、移位和傾斜、溢水、環(huán)境溫度過高時，傳至指定平臺或APP告警。（用于雨水、自來水、污水井蓋）

TL507K（防爆型）智慧井蓋采集裝置，用于氣體泄漏監(jiān)測保護：用于甲烷、一氧化碳、硫化氫等有毒氣體監(jiān)測（可選配）。（用于污水井）

TL507K-C01C智慧井蓋采集裝置（用于雨水、自來水、污水井蓋），基于NB-IOT物聯(lián)網(wǎng)無線通訊技術(shù)，通過陀螺儀角度傳感技術(shù)，超聲波動態(tài)監(jiān)測水位動態(tài)，井蓋開啟、傾斜、振動。發(fā)現(xiàn)異常情況實時匯報至平臺管理處，通知運維人員第一時間檢查井蓋異常狀態(tài)，并制定相關(guān)處理措施。有效的防止井蓋誤打開導(dǎo)致人民群眾的人身安全受到威脅，同時也可以跟迅速的了解井蓋的狀況是否正常。

1、傳感器：水質(zhì)、超聲波、陀螺儀、氣體、GIS定位芯片

2、量程范圍：10-180°報警角度可設(shè)置

3、監(jiān)測功能：檢測環(huán)境溫度、角度、移位、震動、開蓋超限報警功能。

4、工作溫度：-40℃+80℃

5、電池壽命：待機時間3年

6、殼體：方形外觀設(shè)計，塑料或金屬外殼

7、防護等級：IP68防護等級

8、傳輸模式：NB-IOT通訊方式（支持全網(wǎng)通）

9、天線：內(nèi)置天線，防雷設(shè)計

10、電池采用鋰铔容量：8500mAH，數(shù)據(jù)上傳（一天一次）待機狀態(tài)可維持3年，本機電路超低功耗設(shè)計，鋰铔電池自損耗＜2%。

11、具有開放式協(xié)議上傳至第三方平臺

12、具有氣體監(jiān)測（甲烷、一氧化碳、硫化氫可選配）

13、水質(zhì)監(jiān)測主要以PH值，擴展

14、水位高度，以超聲波采集0.3-5米。

網(wǎng)絡(luò)辦公系統(tǒng)采用基于WEB的企業(yè)平臺構(gòu)架。

采用谷歌瀏覽器方式使得易用性更強，客戶端不需安裝專用軟件，系統(tǒng)的管理維護十分簡單。

用戶通過云平臺，可了解所有智慧井蓋終端設(shè)備的實時監(jiān)控狀態(tài)、位置及報警管理，同時可進(jìn)行井蓋巡檢、派工維護等功能。

開放式協(xié)議MQTT、UDP或API端口，上傳至第三方平臺。

智慧井蓋系統(tǒng)組成

　　智慧井蓋系統(tǒng)主要由監(jiān)控主機、系統(tǒng)軟件、云數(shù)據(jù)服務(wù)器、井蓋探測器、手持終端組成。

　　監(jiān)控主機：負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析處理、控制等，與前端設(shè)備實時數(shù)據(jù)通訊、統(tǒng)計存儲、屏幕顯示、查詢打印、畫面編輯、網(wǎng)絡(luò)通訊等任務(wù)。

　　系統(tǒng)軟件：完成監(jiān)控數(shù)據(jù)采集、處理、加工、分析、顯示、存儲、查詢和報表打印。

　　云數(shù)據(jù)服務(wù)器：綜合接收來自系統(tǒng)內(nèi)所有集中器的上傳數(shù)據(jù)，作為數(shù)據(jù)的匯聚接口。

　　RTU集中管理器：接收覆蓋范圍內(nèi)所有井蓋標(biāo)簽發(fā)送的RFID數(shù)據(jù)，并通過NB_IOT網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器。

　　井蓋探測器：安裝在井蓋或井壁上，采集井蓋狀態(tài)，將井蓋狀態(tài)數(shù)據(jù)通過NB-IOT技術(shù)發(fā)送到云數(shù)據(jù)服務(wù)器。

手持終端：利用手持終端可在井蓋安裝、維護過程中，實現(xiàn)對井蓋探測器的初始化、信息修改、查詢、維護信息錄入等。

軟件功能及界面

1、平時，可通過智慧井蓋監(jiān)管平臺和手機APP，在線式了解井蓋運行狀態(tài)，電池電壓容量、環(huán)境溫度、安裝位置、井蓋所屬單位等參數(shù)。當(dāng)發(fā)生報警時，可通過手機APP查詢并直接點擊顯示維護人員手機號碼，并直接撥打電話。

2、智慧井蓋監(jiān)管服務(wù)平臺，采用“曝光臺”形式顯示井蓋發(fā)生報警信息，故障未處理之前，一直保留到故障排除后，方可解除報警模式，不留死角隱患。以年、月、周形式自動匯總形成安全隱患分析報告，為行業(yè)主管部門提供大數(shù)據(jù)，分析井蓋原因重要依據(jù)。

3、可通過手機APP上傳現(xiàn)場處理故障圖片，直接上傳至平臺，“隱患排除”菜單存檔和查詢。

4、建立完善智慧井蓋智能監(jiān)控綜合管理平臺，并做好日常記錄與跟蹤服務(wù)。

5、專業(yè)的診斷報告：定期提供遠(yuǎn)程“體檢”報告，服務(wù)于用戶對電氣線路隱患的原因分析和調(diào)整。

6、報警時，可通過語音和短信報警功能傳至維護人員指定手機。

八、實施效果及客戶價值

8.1科技手段監(jiān)管，通過原有井蓋加裝智慧井蓋采集裝置。

目前智慧井蓋采集裝置，主要目前已分批安裝試點各種井蓋，遍布要主城區(qū)域內(nèi)主要道路。分布雨水、污水、水來水井蓋。

由于鑄鐵井蓋具有回收價值，有些不法分子見有利可圖，將鑄鐵井蓋偷盜、砸爛后買給廢品回收店，尤其是近年來隨著鋼材價格的上漲，井蓋被盜現(xiàn)象日益嚴(yán)重。以及由于井蓋損壞、丟失、維護、溢水、井下發(fā)生火災(zāi)、有毒氣體泄漏等整改事故屢見不鮮，也是造成隱患主要事故源頭。由此可見，井蓋的需求量是巨大的因井蓋缺失而形成的"城市陷阱"已成為百姓關(guān)心、政府領(lǐng)導(dǎo)煩心、受害者揪心的社會問題，人們迫切希望能有一種好的解決辦法。

基于以上井蓋的需求，隨著城市的不斷發(fā)展和大量城鎮(zhèn)化建設(shè)，井蓋廣泛應(yīng)用，道路井蓋密密麻麻，因井蓋丟失很容易造成人員生命財產(chǎn)損失、交通事故構(gòu)成公共安全威脅，隨著國家大力推廣智慧城市大數(shù)據(jù)平臺搭建，市政道路井蓋大數(shù)據(jù)是智慧城市組要組成部份，因此推廣智慧井蓋在線監(jiān)控勢在必行，適合于新舊井蓋改造，當(dāng)各種用途的井蓋發(fā)生移位、開蓋、破損，或者井下內(nèi)部發(fā)生（污水、自來水、雨水）等溢水情況、環(huán)境溫度過高（火災(zāi)）、有毒氣體超限、水質(zhì)檢測等數(shù)據(jù)信息，均可向智慧控平臺或手機APP發(fā)出報警信息，顯示報警地址、方位、時間、故障類型等情況，均能第一時間通知維護人員到達(dá)現(xiàn)場排除事故隱患。

容易積水道路整個井蓋被雨水沖走，智慧井蓋采集裝置均發(fā)揮預(yù)警作用，運維人員及時到達(dá)現(xiàn)場做相關(guān)處理。由于井蓋屬于金屬材質(zhì)，偷盜時有發(fā)生，自從安裝智慧井蓋裝置，每年發(fā)出預(yù)警200多次，每次都能及時發(fā)出預(yù)警，避免了國家財政損失和行車及人員安全。

早在2013年，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部就曾發(fā)布《關(guān)于加強城市市政公用行業(yè)安全管理的通知》，要求加強井蓋巡查，及時補齊或更換丟失、破損的井蓋。對易發(fā)生冒溢地段的管道檢查井，通過加裝安全防護網(wǎng)等措施防止發(fā)生行人墜落傷亡事故。近年來，為了避免因為井蓋丟失或損壞，發(fā)生威脅市民生命安全的事件，不少城市給窨井加裝防墜網(wǎng)，保障市民出行安全。不過，從頻頻發(fā)生的行人掉入下水道事件來看，防墜網(wǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到全面普及，依然存在盲點和空白。就拿西安這起事件來說，事發(fā)地位于惠西村村道上一下水井，未央?yún)^(qū)應(yīng)急管理局工作人員坦言，“村道由村上自行管理，存在不完善的地方。不像市政道路，設(shè)施、管理都更完善�！�

生命重于一切，保障城市安全運行和人民群眾生命財產(chǎn)安全，是有關(guān)部門應(yīng)盡的職責(zé)和使命。尤其眼下即將進(jìn)入汛期，暴雨洪水將會進(jìn)一步加大井蓋缺失、移動的風(fēng)險，各地應(yīng)未雨綢繆，防微杜漸，對現(xiàn)有窨井進(jìn)行拉網(wǎng)式排查，統(tǒng)一安裝防墜網(wǎng)，徹底消除安全隱患。同時，建立制度規(guī)范，明確新建窨井必須安裝防墜網(wǎng)才能通過驗收，對于因防墜網(wǎng)缺失造成人員傷亡的，依法依規(guī)追究窨井產(chǎn)權(quán)部門和責(zé)任人失職瀆職責(zé)任。只有讓防墜網(wǎng)成為每一座窨井的標(biāo)配，才能兜底公共安全，避免悲劇發(fā)生。

8.2加裝防墜網(wǎng)，通過原有井下加裝防護措施

市管道路排水檢查井內(nèi)安裝的防墜網(wǎng)，膨脹螺絲和網(wǎng)體固定在井圈，為此，市城管局市政設(shè)施服務(wù)中心對轄區(qū)內(nèi)防墜網(wǎng)進(jìn)行更換或安裝。對已安裝防墜網(wǎng)道路的檢查井逐一排查，對腐蝕嚴(yán)重，無法起到承重保護作用檢查井蓋進(jìn)行登記造冊。根據(jù)隱患危害程度，對沒有安裝防護網(wǎng)的路段、防汛重點路段、易澇點路段先行進(jìn)行安裝，確保群眾安全通行。地下井防墜網(wǎng)有安全護網(wǎng)、膨脹螺栓組成，膨脹螺栓采用不銹鋼材料，可稱重300公斤，螺栓對護網(wǎng)幾乎是全包圍結(jié)構(gòu)，僅留下10度的縫隙，可以把護網(wǎng)一圈一圈地懸掛在掛鉤上�？紤]到檢查井內(nèi)潮濕、含有腐蝕性氣體，膨脹螺栓采用了不銹鋼材料，全面提高了護網(wǎng)的安全系數(shù)。這意味著，在井蓋缺失后，即便路人不慎滑入，也不會受到嚴(yán)重傷害。