智能井盖

智能井盖

智能井盖

一、 井盖现状

近年来随着我国城镇化进程不断加快，城市基础设施建设事业的持续高速发展，城市中给排水、燃气、热力、电力、通讯等各类市政公用地下管线设施日益增加，城市路面上相应各类检查井相应地不断增多，城市道路井盖的管理也愈发重要。由于城市井盖管理不善，造成全国范围内各类伤人、损车事件频发。井盖管理的不到位严重影响了市民的人身安全，造成了不良的社会影响，如何改善和加强城市井盖管理已成为困扰全国各地市政设施管理部门的一个难点、热点问题。为了加强城市道路管理，保障城市道路完好，充分发挥城市道路功能，促进城市经济和社会发展，国务院早在1996年就颁布施行了《城市道路管理条例》，对市政设施的管理养护做出了明确规定。全国主要城市也公布了《市政基础设施规划管理办法》，为市政设施的制度化、规范化管理提供了法律依据，政府出台各种相关法律、法规是加强市政设施管理的一方面，除此之外还应客观、公正、全面的分析现实中的各种因素，才能更好的推进市政设施管理水平，为人民提供更加安全的道路环境。


二、行业痛点：这么多的井盖如何管理？
随着城市建设步伐的不断加快，城市道路改建、新建、扩建、大修的工程数量及规模不断扩大，伴随每条道路工程的是相应的地下管网工程以及地面检查井的不断增多，各种不同类型的井盖也相应的增多。以二线城市为例，仅在市管街道上的各种雨污水井、自来水井就有30万余座，目前各部门的井盖管理各自为政，谁的井，谁管理维护，虽然现在我市的数字化城市管理技术正在日趋成熟，基本各类损坏井盖可以在短时间内找到责任单位并及时维修，但是仍存在不少管理盲区。有些无主井、废弃井无法确认产权单位，有些井产权不明，造成这些井一旦损坏无法及时维修，这些井的维修往往要比维修那些产权责任明确的井更费周章，维修成本更高。在这期间就对市民的人身安全构成了威胁，事故一旦发生必会造成无可挽回的损失。

三、政策导向


随着城市化进程的进一步加快市政公用设施建设发展迅速。根据2021年2月9日住建部等六部委下发关于《加强窨井盖安全管理的指导意见》，市政、电力、通信、水务燃气、热力等单位拥有大量市政设备、资产需要管理。其中窨井盖成为了不可忽视的一项。
住建部等六部委2021年2月9日发布《关于窑井盖安全管理的指导意见》，“运用大数据、云计算”等新技术，基于传感器与物联网技术创新、提升窑井盖安全效率和水平。


四、项目应用必要性
1、采用科技手段24小时在线式监管井盖开盖、移位、倾斜等状态
2、降低传统人工巡检模式成本高，巡检不到位。
3、符合智慧城市大数据集中监管模式
4、监测井下水位、火灾、有毒气体、定位，可有效提前预警，保障维护人员人身安全。
5、解决井盖分散监管难题，提高监管效率和及时性。
6、通过加装防坠网解决人员掉井保障。


五、产品技术优势


“天龙中闽科技”智慧井盖采用物联网技术、无线传感网络技术等多项领先技术，搭载NB-IoT或4G、5G物联网系统，具有信号渗透性强、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。
内置高性能锂铔电池，待机3年。根据用户需求，可以搭载各类传感器，对开盖移位全轴倾角传感、水位、有毒气体、环境等进行监测，结合其使用环境，智慧井盖具有防水IP68等级设计，可以在潮湿的环境下长期稳定工作，具有耐低温、高温的特性。
智慧井盖监控系统，监控平台与手机APP控制由传统的人工巡查变为智能监控，具有语音、短信、APP告警，GPS地图展示，使维护工作更有针对性，提高了工作效率，降低了养护成本。
5.1构建全方位的高速公路井盖资源状态感知体系。通过多种检测采集手段，实现资源整合，实现信息共享，真正实现“统一平台、统一部署、统一管理”的一体化模式，建立智慧高速井盖管理与服务平台。
5.2建设井盖资源分布图。通过GIS地图等模式将城市所有井盖设施资源及井下管网状态直观、全面地展示在一张地图上，对基础信息、分布状态进行实时监控。
5.3实现智能监测预警。强化井下水位动态采集手段，建立、优化
5.4将物联网、云计算技术与井盖管理紧密结合，实现井盖数字化，管理智能化，维护简单化，将井盖管理带入云时代。提升井盖管理手段，转变管理方式，使井盖管理由被动应付变为主动管理，有效提高井盖设施管理效率和精准度，减少因井盖问题带来的危害。
5.5电子地址标签
　基于GIS建立井盖全生命周期数字档案，强化管理部门监管职能。利用电子标签为井盖建立唯一的身份标识，把井盖整个生命周期的事务统一归档、统一管理。在施工、维护等各个环节做到快速查询、溯源，帮助管理部门提升井盖综合管理水平，建立规范统一的标准化业务流程。
5.6井盖状态监控
　　在井盖上安装井盖探测器，终端通过全轴倾角传感技术，监控井盖状态轨迹分析，当井盖姿态、形态发生改变时，即时发出井盖异常报警信号。第一时间得知井盖异常信息，及时调度处置，大幅提高管理效率。实现发现异常即时报警，提前预防，主动管理，降低养护成本及损失，提前发现并消除安全隐患。
5.7井下水位智能监控
通过安装井下水位智能监控终端，强化井下水位动态超限采集手段。
5.8水质监测
  采集水质PH值，上传至云服务器平台。
5.9开放式协议，MQTT、UDP协议或API端口，可上传至第三方平台
5.10具有故障派单功能，通过手机APP导航引至故障发生地址。


六、方案总体设计
(1)安装维护方便，无论新旧井盖均可安装。
(2)报警及时，报警时间设计小于30秒。
(3)系统锂铔电池备用时间长、自身功耗低等优点，待机3年。
(4)系统使用简单，无需专人长时值守。
(5)井盖系统监控中心可以远离井盖现场，不受距离限制。
（6）监管维护人员手机APP使用数量不受限制。
（7）采用穿透性强NB-IOT或4G、5G物联网技术，三网通运营商支撑
（8）选用中国排名前列云计算服务器
（7）采用微功耗设计
（8）外壳防护等级：IP68
（9）采用全网通NB-IOT或4G、5G技术，出厂默认为电信运营商物联网，基站三大运营商覆盖最广。


七、产品功能
   
    标准型（TL507K-A01C）采集装置


实时监控井盖状态，当井盖发生开盖、移位和倾斜、环境温度过高时，传至指定平台或APP告警。（用于雨水、自来水、污水井盖）



增强型（TL507K-B01C）采集装置，实时监控井盖状态，当井盖发生开盖、移位和倾斜、溢水、环境温度过高时，传至指定平台或APP告警。（用于雨水、自来水、污水井盖）


 
TL507K（防爆型）智慧井盖采集装置，用于气体泄漏监测保护：用于甲烷、一氧化碳、硫化氢等有毒气体监测（可选配）。（用于污水井）
 
TL507K-C01C智慧井盖采集装置（用于雨水、自来水、污水井盖），基于NB-IOT物联网无线通讯技术，通过陀螺仪角度传感技术，超声波动态监测水位动态，井盖开启、倾斜、振动。发现异常情况实时汇报至平台管理处，通知运维人员第一时间检查井盖异常状态，并制定相关处理措施。有效的防止井盖误打开导致人民群众的人身安全受到威胁，同时也可以跟迅速的了解井盖的状况是否正常。


1、传感器：水质、超声波、陀螺仪、气体、GIS定位芯片
2、量程范围：10-180°报警角度可设置
3、监测功能：检测环境温度、角度、移位、震动、开盖超限报警功能。
4、工作温度：-40℃+80℃
5、电池寿命：待机时间3年
6、壳体：方形外观设计，塑料或金属外壳
7、防护等级：IP68防护等级
8、传输模式：NB-IOT通讯方式（支持全网通）
9、天线：内置天线，防雷设计
10、电池采用锂铔容量：8500mAH，数据上传（一天一次）待机状态可维持3年，本机电路超低功耗设计，锂铔电池自损耗＜2%。
11、具有开放式协议上传至第三方平台
12、具有气体监测（甲烷、一氧化碳、硫化氢可选配）
13、水质监测主要以PH值，扩展
14、水位高度，以超声波采集0.3-5米。








网络办公系统采用基于WEB的企业平台构架。
采用谷歌浏览器方式使得易用性更强，客户端不需安装专用软件，系统的管理维护十分简单。
用户通过云平台，可了解所有智慧井盖终端设备的实时监控状态、位置及报警管理，同时可进行井盖巡检、派工维护等功能。
开放式协议MQTT、UDP或API端口，上传至第三方平台。


智慧井盖系统组成
 
　　智慧井盖系统主要由监控主机、系统软件、云数据服务器、井盖探测器、手持终端组成。
　　监控主机：负责整个系统监测数据的分析处理、控制等，与前端设备实时数据通讯、统计存储、屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务。
　　系统软件：完成监控数据采集、处理、加工、分析、显示、存储、查询和报表打印。
　　云数据服务器：综合接收来自系统内所有集中器的上传数据，作为数据的汇聚接口。
　　RTU集中管理器：接收覆盖范围内所有井盖标签发送的RFID数据，并通过NB_IOT网络传输到数据服务器。
　　井盖探测器：安装在井盖或井壁上，采集井盖状态，将井盖状态数据通过NB-IOT技术发送到云数据服务器。
手持终端：利用手持终端可在井盖安装、维护过程中，实现对井盖探测器的初始化、信息修改、查询、维护信息录入等。




软件功能及界面


1、平时，可通过智慧井盖监管平台和手机APP，在线式了解井盖运行状态，电池电压容量、环境温度、安装位置、井盖所属单位等参数。当发生报警时，可通过手机APP查询并直接点击显示维护人员手机号码，并直接拨打电话。
2、智慧井盖监管服务平台，采用“曝光台”形式显示井盖发生报警信息，故障未处理之前，一直保留到故障排除后，方可解除报警模式，不留死角隐患。以年、月、周形式自动汇总形成安全隐患分析报告，为行业主管部门提供大数据，分析井盖原因重要依据。
3、可通过手机APP上传现场处理故障图片，直接上传至平台，“隐患排除”菜单存档和查询。
4、建立完善智慧井盖智能监控综合管理平台，并做好日常记录与跟踪服务。
5、专业的诊断报告：定期提供远程“体检”报告，服务于用户对电气线路隐患的原因分析和调整。
6、报警时，可通过语音和短信报警功能传至维护人员指定手机。


八、实施效果及客户价值
8.1科技手段监管，通过原有井盖加装智慧井盖采集装置。
目前智慧井盖采集装置，主要目前已分批安装试点各种井盖，遍布要主城区域内主要道路。分布雨水、污水、水来水井盖。

由于铸铁井盖具有回收价值，有些不法分子见有利可图，将铸铁井盖偷盗、砸烂后买给废品回收店，尤其是近年来随着钢材价格的上涨，井盖被盗现象日益严重。以及由于井盖损坏、丢失、维护、溢水、井下发生火灾、有毒气体泄漏等整改事故屡见不鲜，也是造成隐患主要事故源头。由此可见，井盖的需求量是巨大的 因井盖缺失而形成的"城市陷阱"已成为百姓关心、政府领导烦心、受害者揪心的社会问题，人们迫切希望能有一种好的解决办法 。

   基于以上井盖的需求，随着城市的不断发展和大量城镇化建设，井盖广泛应用，道路井盖密密麻麻，因井盖丢失很容易造成人员生命财产损失、交通事故构成公共安全威胁，随着国家大力推广智慧城市大数据平台搭建，市政道路井盖大数据是智慧城市组要组成部份，因此推广智慧井盖在线监控势在必行，适合于新旧井盖改造，当各种用途的井盖发生移位、开盖、破损，或者井下内部发生（污水、自来水、雨水）等溢水情况、环境温度过高（火灾）、有毒气体超限、水质检测等数据信息，均可向智慧控平台或手机APP发出报警信息，显示报警地址、方位、时间、故障类型等情况，均能第一时间通知维护人员到达现场排除事故隐患。
容易积水道路整个井盖被雨水冲走，智慧井盖采集装置均发挥预警作用，运维人员及时到达现场做相关处理。由于井盖属于金属材质，偷盗时有发生，自从安装智慧井盖装置，每年发出预警200多次，每次都能及时发出预警，避免了国家财政损失和行车及人员安全。
早在2013年，住房城乡建设部就曾发布《关于加强城市市政公用行业安全管理的通知》，要求加强井盖巡查，及时补齐或更换丢失、破损的井盖。对易发生冒溢地段的管道检查井，通过加装安全防护网等措施防止发生行人坠落伤亡事故。近年来，为了避免因为井盖丢失或损坏，发生威胁市民生命安全的事件，不少城市给窨井加装防坠网，保障市民出行安全。不过，从频频发生的行人掉入下水道事件来看，防坠网远远未达到全面普及，依然存在盲点和空白。就拿西安这起事件来说，事发地位于惠西村村道上一下水井，未央区应急管理局工作人员坦言，“村道由村上自行管理，存在不完善的地方。不像市政道路，设施、管理都更完善。”
生命重于一切，保障城市安全运行和人民群众生命财产安全，是有关部门应尽的职责和使命。尤其眼下即将进入汛期，暴雨洪水将会进一步加大井盖缺失、移动的风险，各地应未雨绸缪，防微杜渐，对现有窨井进行拉网式排查，统一安装防坠网，彻底消除安全隐患。同时，建立制度规范，明确新建窨井必须安装防坠网才能通过验收，对于因防坠网缺失造成人员伤亡的，依法依规追究窨井产权部门和责任人失职渎职责任。只有让防坠网成为每一座窨井的标配，才能兜底公共安全，避免悲剧发生。
8.2加装防坠网，通过原有井下加装防护措施
市管道路排水检查井内安装的防坠网，膨胀螺丝和网体固定在井圈，为此，市城管局市政设施服务中心对辖区内防坠网进行更换或安装。对已安装防坠网道路的检查井逐一排查，对腐蚀严重，无法起到承重保护作用检查井盖进行登记造册。根据隐患危害程度，对没有安装防护网的路段、防汛重点路段、易涝点路段先行进行安装，确保群众安全通行。地下井防坠网有安全护网、膨胀螺栓组成，膨胀螺栓采用不锈钢材料，可称重300公斤，螺栓对护网几乎是全包围结构，仅留下10度的缝隙，可以把护网一圈一圈地悬挂在挂钩上。考虑到检查井内潮湿、含有腐蚀性气体，膨胀螺栓采用了不锈钢材料，全面提高了护网的安全系数。这意味着，在井盖缺失后，即便路人不慎滑入，也不会受到严重伤害。
 


窨井防护网可广泛用于城市道路各类窨井，如：雨水、污水、电力、燃气、热力、运营商等井盖，有方形和圆形，可根据需求设计制作各种规格的产品。