一種智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及市政排水領(lǐng)域的窨井蓋監(jiān)測(cè)技術(shù)，特別涉及一種智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市排水管線覆蓋率越來(lái)越高，排水管線的監(jiān)測(cè)與管理壓力也與日俱增。排水窨井作為排水管網(wǎng)的重要管理節(jié)點(diǎn)，處于地下排水管網(wǎng)與地表道路交通、綠化市政設(shè)施以及社會(huì)各階層人群的接觸面，對(duì)排水窨井蓋的管理具有重要的意義。
[0003]目前排水管線和窨井蓋的監(jiān)測(cè)、巡視、監(jiān)管等工作還主要依靠人工開展，存在費(fèi)時(shí)、費(fèi)力且不能做到高效、實(shí)時(shí)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理等不足。且對(duì)排水管線的位移、沉降、形變，以及窨井蓋的損壞、缺失等問題往往是滯后發(fā)現(xiàn)，這期間就留下了很大的安全隱患。
[0004]因此，本領(lǐng)域的科技研發(fā)和工程技術(shù)人員致力于開發(fā)一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行穩(wěn)定、安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)便捷、綜合成本較低的智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、穩(wěn)定運(yùn)行、安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)便捷、成本較低的智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括排水管道、排水窨井、排水窨井蓋，其特征在于排水管道內(nèi)及排水窨井井壁上設(shè)置監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸單元與報(bào)警單元連接，報(bào)警單元根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，判斷排水窨井蓋、排水窨井、排水管道是否處于正常狀態(tài)，所述系統(tǒng)還包括管理應(yīng)用單元，包括數(shù)字化智能排水窨井蓋管理應(yīng)用平臺(tái)和數(shù)字化智能排水窨井蓋發(fā)布平臺(tái)，所述管理應(yīng)用單元與報(bào)警單元和數(shù)據(jù)傳輸單元連接，在接收到異常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或報(bào)警信號(hào)后，數(shù)字化智能排水窨井蓋發(fā)布平臺(tái)發(fā)布信號(hào)。
[0007]優(yōu)選地，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元包括安裝于所述排水窨井井壁上的超聲波液位計(jì)、H2S濃度監(jiān)測(cè)探頭和CH4濃度監(jiān)測(cè)探頭，安裝于所述排水管道底部的多普勒超聲流量計(jì)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)探頭，安裝于所述排水管道頂部的位移監(jiān)測(cè)器、沉降監(jiān)測(cè)器、壓力形變監(jiān)測(cè)器。
[0008]超聲波液位計(jì)和多普勒超聲流量計(jì)聯(lián)合工作，可對(duì)排水管道是否處于正常排水過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)排水管線的科學(xué)、高效和平穩(wěn)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，避免溢流等事故的發(fā)生。
[0009]H2S濃度監(jiān)測(cè)探頭和014濃度監(jiān)測(cè)探頭聯(lián)合工作，可實(shí)時(shí)監(jiān)控排水窨井、排水管道的內(nèi)部環(huán)境是否處于正常狀態(tài)，確保下井操作人員的工作安全。
[0010]水質(zhì)監(jiān)測(cè)探頭可實(shí)時(shí)監(jiān)控排水管道中的水質(zhì)是否超過(guò)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，為管理部門提供執(zhí)法依據(jù)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
[0011]位移監(jiān)測(cè)器、沉降監(jiān)測(cè)器、壓力形變監(jiān)測(cè)器聯(lián)合工作，可對(duì)排水管道的移動(dòng)、振動(dòng)、堆沒、形變等狀態(tài)的進(jìn)行監(jiān)控，判斷排水管道是否處于正常工作狀態(tài)，以達(dá)到對(duì)排水管線實(shí)時(shí)監(jiān)控和發(fā)生事故后高效開展后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)處理處置工作的作用。
[0012]優(yōu)選地，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元還包括安裝于排水窨井蓋背面的姿態(tài)監(jiān)測(cè)器和光線傳感器，姿態(tài)傳感器和光線傳感器聯(lián)合工作，可對(duì)包括井蓋掀起、平移、大角度震動(dòng)等非正常姿態(tài)改變進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保井蓋處于正常狀態(tài)下和特殊事件的及時(shí)處理。
[0013]數(shù)據(jù)采集傳輸單元由設(shè)施設(shè)備屬性RFID標(biāo)簽、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)模塊和集線箱構(gòu)成，所述超聲波液位計(jì)、多普勒超聲流量計(jì)、H2S濃度監(jiān)測(cè)探頭、CH4濃度監(jiān)測(cè)探頭、水質(zhì)監(jiān)測(cè)探頭、位移監(jiān)測(cè)器、沉降監(jiān)測(cè)器、壓力形變監(jiān)測(cè)器與所述數(shù)據(jù)采集器連接，所述數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)模塊和高容量蓄電池安裝于所述集線箱內(nèi)，所述集線箱安裝于所述排水窨井井壁上，所述設(shè)施設(shè)備屬性RFID標(biāo)簽、數(shù)據(jù)采集器的輸出端、所述姿態(tài)監(jiān)測(cè)器、光線傳感器、報(bào)警器集成于RFID傳感器內(nèi)，所述RFID傳感器安裝于所述排水窨井蓋的背面。所述RFID傳感器通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)、GPRS技術(shù)與管理應(yīng)用單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0014]采用物聯(lián)網(wǎng)管理技術(shù)，管理人員巡線利用手持讀卡設(shè)備，讀取設(shè)施設(shè)備屬性RFID標(biāo)簽內(nèi)置的排水窨井蓋、排水窨井、排水管道的建造年代、權(quán)屬單位、材質(zhì)類型、管徑、埋深等各類信息，進(jìn)行排水窨井蓋、排水窨井、排水管道的巡線管理，并為快速處理處置排水窨井蓋、排水窨井、排水管道的破損、缺失、事故等問題提供實(shí)時(shí)基礎(chǔ)資料。
[0015]報(bào)警器通過(guò)內(nèi)置的報(bào)警控制程序，基于姿態(tài)監(jiān)測(cè)器、光線傳感器、超聲波液位計(jì)、多普勒超聲流量計(jì)、H2S濃度監(jiān)測(cè)探頭、CH4濃度監(jiān)測(cè)探頭、水質(zhì)監(jiān)測(cè)探頭、位移監(jiān)測(cè)器、沉降監(jiān)測(cè)器、壓力形變監(jiān)測(cè)器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，判斷排水窨井蓋、排水窨井、排水管道是否處于正常狀態(tài)。
[0016]所述RFID傳感器集成設(shè)施設(shè)備屬性RFID標(biāo)簽、數(shù)據(jù)采集器的輸出端、姿態(tài)監(jiān)測(cè)器、光線傳感器、報(bào)警器集于一體，具備監(jiān)測(cè)物理狀態(tài)、鑒權(quán)管理、坐標(biāo)管理、流程管理和巡線管理等多種功能。本發(fā)明的智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備對(duì)排水窨井蓋、排水窨井、排水管道進(jìn)行物理狀態(tài)監(jiān)測(cè)、鑒權(quán)管理、坐標(biāo)管理、流程管理和巡線管理等多種功能。
[0017]本發(fā)明的另一個(gè)目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、穩(wěn)定運(yùn)行、維護(hù)便捷的智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法。
[0018]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，所述智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括排水窨井蓋、排水窨井、排水管道、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、報(bào)警單元和管理應(yīng)用單元，數(shù)據(jù)傳輸單元由設(shè)施設(shè)備屬性RFID標(biāo)簽、數(shù)據(jù)采集器、存儲(chǔ)模塊和集線箱構(gòu)成，所述設(shè)施設(shè)備屬性RFID標(biāo)簽、數(shù)據(jù)采集器的輸出端、姿態(tài)監(jiān)測(cè)器、光線傳感器和報(bào)警單元集成于RFID傳感器內(nèi)，其特征在于所述監(jiān)測(cè)方法包括實(shí)時(shí)監(jiān)控模式，所述實(shí)時(shí)監(jiān)控模式包括監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集單元獲取排水窨井蓋、排水窨井和排水管道內(nèi)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息；數(shù)據(jù)采集器采集監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集單元的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊內(nèi)；報(bào)警單元判斷監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集單元的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是否處于安全狀態(tài)，如否則報(bào)警單元發(fā)出警報(bào)；RFID傳感器與管理應(yīng)用單元進(jìn)行實(shí)時(shí)和定期數(shù)據(jù)傳輸，如管理應(yīng)用單元接收到異常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或報(bào)警信號(hào)后，數(shù)字化智能排水窨井蓋發(fā)布平臺(tái)發(fā)布信號(hào)，排水管線管理人員根據(jù)預(yù)案奔赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理處置；排水管線管理人員利用手持讀卡設(shè)備，讀取設(shè)施設(shè)備屬性RFID標(biāo)簽內(nèi)置的排水窨井蓋、排水窨井、排水管道的建造年代、權(quán)屬單位、材質(zhì)類型、管徑、埋深信息，處理處置排水窨井蓋、排水窨井、排水管道的問題。
[0019]所述方法還包括巡線模式:排水管線巡線人員根據(jù)數(shù)字化智能排水窨井蓋管理應(yīng)用平臺(tái)的設(shè)定周期，對(duì)排水窨井蓋、排水窨井和排水管道進(jìn)行例行巡檢；當(dāng)排水管理巡線人員接近預(yù)定的巡檢對(duì)象時(shí)，利用手持的手持讀卡設(shè)備讀取設(shè)施設(shè)備屬性RFID標(biāo)簽內(nèi)置的各類信息，手持讀卡設(shè)備進(jìn)行電子打卡，并傳輸存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)；RFID傳感器，將排水管線巡檢人員的巡檢記錄與管理應(yīng)用單元進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)系統(tǒng)適用范圍廣，尤其適合排水管線量多且分布分散情況下，節(jié)省大量的人力物力；
(2)智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能準(zhǔn)確及時(shí)高效的獲取實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，并對(duì)突發(fā)狀況進(jìn)行及時(shí)處理，更加的智能高效，同時(shí)及時(shí)避免安全的事故的發(fā)生；
(3)智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高，提高了操作人員的安全；
(4)系統(tǒng)自動(dòng)化控制，全過(guò)程信息化管理，運(yùn)行穩(wěn)定性高，易于實(shí)施日常管理；
(5)通過(guò)RFID身份識(shí)別以及鑒權(quán)管理系統(tǒng)，使得巡線、維修作業(yè)處于統(tǒng)一調(diào)度之下開展，提高應(yīng)急狀態(tài)下的反應(yīng)速度和安全系數(shù)；
(6)數(shù)字化排水管線管理平臺(tái)能及時(shí)核實(shí)并處理對(duì)報(bào)警信息；
(7)智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)排水管線進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)、檢測(cè)、維修以及管線監(jiān)護(hù)、搶險(xiǎn)的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化管理。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)流程示意圖。
[0022]圖2為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元和報(bào)警單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中1、排水窨井蓋，2、排水窨井，3、排水管道，4、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元，5、數(shù)據(jù)傳輸單元，6、報(bào)警單元，7、管理應(yīng)用單元，41、姿態(tài)監(jiān)測(cè)器，42、光線傳感器，43、超聲波液位計(jì)，44、多普勒超聲流量計(jì)，45、H2S濃度監(jiān)測(cè)探頭，46、014濃度監(jiān)測(cè)探頭，47水質(zhì)監(jiān)測(cè)探頭，48位移監(jiān)測(cè)器，49沉降監(jiān)測(cè)器，410壓力形變監(jiān)測(cè)器，411、高容量蓄電池，51、設(shè)施設(shè)備屬性RFID標(biāo)簽，52、數(shù)據(jù)采集器，53、存儲(chǔ)模塊，54、集線箱，55、RFID傳感器，61、報(bào)警器、62、報(bào)警控制程序，71、數(shù)字化智能排水窨井蓋管理應(yīng)用平臺(tái)，72、數(shù)字化智能排水窨井蓋發(fā)布平臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0026]如圖1和圖2所示，一個(gè)實(shí)施例中，一種智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括排水窨井蓋
1、排水窨井2、排水管道3、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元4、數(shù)據(jù)傳輸單元5、報(bào)警單元6和管理應(yīng)用單元7。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元4由姿態(tài)監(jiān)測(cè)器41、光線傳感器42、超聲波液位計(jì)43、多普勒超聲流量計(jì)44、H2S濃度監(jiān)測(cè)探頭45、CH4濃度監(jiān)測(cè)探頭46、水質(zhì)監(jiān)測(cè)探頭47、位移監(jiān)測(cè)器48、沉降監(jiān)測(cè)器49、壓力形變監(jiān)測(cè)器410和高容量蓄電池411構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集傳輸單元5由設(shè)施設(shè)備屬性RFID標(biāo)簽51、數(shù)據(jù)采集器52、存儲(chǔ)模塊53、集線箱54和RFID傳感器55構(gòu)成；報(bào)警單元6由報(bào)警器61和內(nèi)置報(bào)警控制程序62構(gòu)成；管理應(yīng)用單元7由數(shù)字化智能排水窨井蓋管理應(yīng)用平臺(tái)71和數(shù)字化智能排水窨井蓋發(fā)布平臺(tái)72構(gòu)成。數(shù)字化智能排水窨井蓋管理應(yīng)用平臺(tái)71對(duì)接收的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，
如圖1和圖2所示，一種智能排水窨井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備對(duì)排水窨井蓋1、排水窨井2、排水管道3