• 概述

城区地下管沟，是指用于敷设管道的槽沟。地下管沟由于常封闭，加上各物质发生化学反映，产生一些有毒有害气体，需要对危险气体实时监测。由于雨水混带泥沙流入井内，容易导致井内泥沙堆积，管道堵塞等问题，需要实时监控。再者管沟基体会出现沉降，导致管道变形无法通达。系统需要对以上几种情况进行全面的监控，确保工作环境安全、设备运行正常。

 

• 术语

管沟：埋于地下用于敷设管道的槽沟

管沟井（简称管井或井）：为了方便布置线路以及后期维护与监控，每隔50m左右设置一井

井盖：管井入口，带有传感器，能感知被打开与关闭

管道：两个管井之间有多个直径150cm的管道连接，用于铺设电缆、通讯缆等

线缆：铺设在管道之中的电缆、通讯缆的统称

管道口（简称管口）：指管道在管井处的口子，没有铺设线缆的管口将用带有传感器的盖子盖住，用于检测管道通畅程度

边缘计算盒子（或称智能网关）：每个管井一个，负责连接所有仪器，是仪器与服务区之间的桥梁。执行一些任务而不需要服务器介入，并负责将数据上传至服务器。

仪器：所有传感器、执行机构以及摄像头的统称

 

• 管井的监控

管井监控是整个系统的核心，需要监控的数据较多。所有数据的采集与交互由边缘计算盒子自动处理，并将预处理后的数据上传至服务器。边缘计算盒内置了定位系统，系统会根据GSP信息在GIS中直观呈现整个管沟系统的布局以及所有相关信息。

• 井盖开启：井盖的开启必须是系统授权的， 未授权的开启被认定为入侵，至于井内的摄像头将记录整个过程。
• 基础监控：温湿度等监测
• 有害气体监控：主要监控有甲烷、一氧化碳、硫化氢等危害管沟或者维护人员身体健康的气体含量
• 水位监控：监控井内积水以及泥沙堆积情况，监控方式有通过分析摄像头获得的图片或者水位传感器
• 管道通堵监控：通过置于管道两端管道口的传感器，一端发送声音、光、超声波（需要试验那种效果更好）等信号，另外一端读取信号强度，判断管道通畅程度，同时也能一定程度上判断管道因路基而沉降的程度
• 沉降变形监控：通过光纤光栅监控沉降与变形情况
• 摄像头监控：摄像头配合AI图片识别技术可以进行多方面的监控，可以和传感器配合使监控更全面。管理人员可以随时通过360度摄像头监控井内情况、可作为远程巡检的方式。在特定情况下摄像头会自动记录，比如井盖打开，摄像头会自动记录开启前后的图片，并分析维护的内容。

• 线缆管理

通过读取通过管井的每条线缆的RFID，将线缆和它所经过的管井（详细到那个管口）相关联。通过此方式可以完全确定线缆的路径。结合管井的GPS，可以自动在GIS中绘制线缆所在路径，也可以计算线缆实际的长度。

 

• 辅助铺缆

基于GPS信息以及管口传感器返回的可用管口信息，系统可以自动计算起始井到结束井的最优铺设线缆的路径。可以设置避开繁忙管井（所剩管口较少）为将来的线缆留下空间，也可以将同类型的线缆集中铺设，列如电缆和光缆分开。如果施工人员未将线缆按指定管井以及管口铺设，系统将会监测到并将警告信息发送到相关人员。

 

• 软件功能

1、软件以地图为中心，直观展示管沟的整体情况以及每一个管井和线缆的相关信息

2、读取边缘计算盒、传感器、摄像头上传的数据，生成历史数据库。

3、对数据进行统计、分析，生成用户所需的各种报表、曲线、图形，技术指标。

4、实时显示、发布各种环境参数数据等；自动推送通知、报警信息，提醒相关人员进行支援。

5、PC、移动终端，依据访问权限，查询、浏览相关数据。

6、通过PC或移动智能终端，对现场设备进行控制。

7、支持视频图像随时查看

8、支持基于图像分析的典型异常的自动识别

 

• 原型

1. 管井管理页面，地图中黄色方块为管井，红色线条为线缆。用户可以点击方块选中管井，也可以搜索方式查找。选中后可查看管井所有信息、通过摄像头查看当前情况、设置修改管理

 

2. 线缆管理页面，可以在管井管理页面或者地图中选择线缆。右侧显示线缆的基本信息、施工信息、维护历史等

 

3. 辅助铺缆，选择开始井和结束井以及一些相关的参数，系统可以根据现有管井可用管口的情况生成一条最优的线缆铺设路径。