GPS巡检管理系统设计方案.doc

www.GreatG上海格瑞特科技实业有限公司管线GPS巡检管理系统设计方案V09-022010一项目背景现代社会燃气业务飞速发展，已成为经济发展的重要公用基础设施之一，并关系到广大百姓的日常生活。燃气管网及其附属设施有其特定功能，在燃气的输送、配气中发挥其特定的作用。正是因为有这些管线和附属设施，对燃气管网的总体控制才成为可能，满足用户的不同用气需求才得以实现，因此必须加强对管线及其附属设施的管理。管网和相关的设施（包括调压器，阀门，聚水井，牺牲阳极等）是燃气输送环节中的一个重点、设施的正常运行，保障了公司为所有客户提供可靠的燃气供应服务，并能在发生应急情况下具有较强的供气保障手段和能力。要保证设备的正常运行，及时的掌握设备的运行数据和运行状态是基础。目前燃气行业主要通过人员的日常巡检巡视和SCADA远程监测系统相结合的方式对管网及其附属设施实现日常管理和维护。管网及其附属设施的日常巡检工作主要为：对不同类型的管网或附属设施制定相应的日常巡视保养周期以及巡检保养的具体工作内容，即巡检计划。管网及附属设施日常巡视保养人员应根据巡检计划在规定的巡视周期内完成巡视保养工作，在现场记录管线及附属设施的状态和运行数据。管理者收集现场采集的管线及设施的运行状态和运行数据，安排对管线和设施的维护保养，并对设施状态的变更在台帐中予以更新。并通过以上数据的积累和数据挖掘为管线和设施的更新，选型作辅助决策。二. 需求分析对燃气公司的巡线和附属设施的巡检工作的管理目标是能降低成本、提高工作效率以及管理水平。在目前阶段巡检工作的主要管理难点有三个：1. 无法客观、方便地掌握巡检人员巡检的到位情况，因而无法有效地保证巡检工作人员按计划要求，按时按周期对所有的管线或附属设施开展巡视，使巡检工作的质量得不到保证，管线状态和设施运行数据的真实性得不到保证。2. 管线和附属设施的运行状况、运行参数无法方便、可靠的记录存档，目前很多用户还在使用纸张记录的方式记录巡检信息，保存不便，如录入电脑存档，又存在数据丢失，误差的问题，并耗工费时。3. 管线和附属设施的运行状况、运行参数等历史数据无法有效地利用，查询不便，对设备的缺陷分析，设备选型，辅助决策无从实施。目前燃气行业的管线巡检工作主要依靠员工的责任心和自觉性，并结合不定期的现场抽查等管理方法，对数据缺乏有效的处理手段。这样源头的巡检质量和数据真实性无法保障，同时采集回的数据也得不到很好的利用。因此需要借助现代新的技术搭建巡检信息管理平台提高巡检工作的质量。 三.系统概述三1 系统简介及主要技术。GREAT管线GPS巡检管理系统是借助GPS，GIS，GPRS网络等技术，针对燃气行业开发的对管线巡视和附属设施巡检的管理工具。该系统可以很好地解决现有巡检管理工作中的一些不便与不足，大大提高管理的质量和效率。GPS定位技术全球卫星定位系统（Global Positioning System简称GPS）是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到三颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就可以报出GPS接收机的位置（精度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向）。 目前，没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。GIS地理信息系统GIS（Geographic Information System）是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物广泛地运用在各个领域。在本系统中，主要用于在计算机系统中对地图的显示和管理以及城市受控目标信息的管理。GPRS网络介绍GPRS（GeneralPacketRadioService，即：通用分组无线业务）是相对于传统的GSM传送方式，具有“高速传输”、“永远在线”、“按量计费”和“自如切换”等优点，全面提升移动数据通信质量。高速传输、快捷：峰值传输可达53.6Kbps，超过GSM技术3-5倍（与网络情况有关）永远在线方便：只要激活GPRS应用后，将一直保持在线状态。按量计费实惠：GPRS服务虽然一直在线，但您不必担心费用问题，只有产生数据流量才计费（也可选择包月方式），城市间漫游也不再收费。自如切换灵活：支持话音和数据业务，随时切换、交替使用。整个系统充分利用公共通讯网络进行GPS人员定位和地理信息查询，系统设计为多重构架的监控系统，系统的GPS智能终端接收卫星(共24颗，分布在6个不同的地球轨道上)每秒钟发来的定位数据，并根据从三颗以上不同卫星发来的数据计算出自身所处地理位置的坐标。经过处理后与系统地图客户端上的电子地图匹配，并在地图上显示坐标的正确位置，就可清楚和直观的掌握人员的动态位置信息。同时该系统提供了一系列的解决方案，基础版的解决方案可通过提供所有人员的巡检轨迹和实时定位，对巡检质量实现由人工管理到电子化管理的转变，进行考评，保证巡检工作的正常开展。专业版的解决方案除了巡检到位情况管理外，还可对巡检的具体工作内容即设备运行状态和设备运行数据，实现实时的上传，记录，保存，并自动对数据分析和挖掘，对设备的运行状态和使用的情况做统计和分析，最终为设备的维护和更换做辅助决策。并且针对燃气行业管线及其附属设施的管理要求，所有解决方案可以选择附加，设备台帐管理模块，和报修管理模块。管理者可以通过该系统对管线、调压器、阀门，牺牲阳极等设施的巡检实现科学化的管理，在办公室内足不出户即可通过各类电子报表掌握巡检的实施质量和设施的运行状况。根据燃气公司现阶段的管理要求，即需要同时对管线巡检和管线附属设施的巡检实现管理，我们推荐使用专业版的GREAT管线GPS巡检管理系统，同时解决巡检到位问题和设备运行状态和参数的信息处理。三2 系统原理系统由防爆GPS智能终端和系统管理平台利用GPRS网络组成一个实时巡检管理系统。巡检人员在巡检时携带手持式的GPS智能终端，每隔20秒（按巡检方式不同可设置）自动向管理中心通过GPRS网络发送位置信息，若发现管线发生故障可以记录在GPS智能终端内，并可经GPRS网络传回系统管理平台，在需要检查附属设施处，工作状态和运行参数也可以同样的方式传回系统管理平台。系统管理平台会对人员的位置信息，管线故障，设施的状态和参数自动统计，分析合评估，并生成各类统计分析报表，通过巡检到位报表了解巡检人员的巡检轨迹和巡检到位情况；通过管线故障和设施状态、参数等数据类报表可掌握、分析设施运行情况，缺陷分析。该解决方案后所有巡检人员位置信息，设备状态和运行参数可以实时，自动地进行汇总，并且最大程度保证了数据的客观与真实，避免了各种人为因素，并在数据真实的基础上，根据管理者的需求实现对设备状态和参数的分析和统计，为管线及附属设施的日常运行，维护保养提供有力的帮助。局域网/广域网GSM网络GPRS网关系统管理中心用户客户端用户客户端 图1三 系统组成手持式GPS数据采集终端：GPS定位系统II 系统管理平台 采用SQL2000网络型数据库MO GIS平台支持C/S和B/S结构可远程维护，自动版本升级开放的数据接口人员实时定位巡检轨迹回放调度功能设施属性维护巡检计划编制，分发巡检计划考核巡检统计报表设施缺陷分析设施运行参数历史分析数据备份与打印巡检信息与管线，附属设施的可视化管理管线设施中修，大修管理四系统功能巡视管理模块作用：通过巡视人员的动态跟踪和实时定位，客观考核巡视的实际到位情况，辅助巡检调度和指挥。位置立即回报：终端接到管理中心立即回报指令后，立即回报其当前位置信息，并在电子地图上显示人员位置。实时监控：终端根据指令设定的回报时间间隔和跟踪时间长度，发回其实际位置信息，在GIS地图上显示巡检轨迹。 非实时监控：终端根据管理中心指令设定的回报时间间隔和跟踪时间长度，发回其实际位置信息，保存于GPS服务平台的数据服务器中。随时在GIS电子地图上回放巡检人员的历史轨迹。对巡检到位的查询方式提供包括时间，样板，单个设备，记录类型（正常，漏巡等）等组合的方式，还可以查询单个工作人员的巡视实施情况。统计分析：提供指定时间段内，或路线、设备，选择的巡视情况统计报表，通过百分比的形式准确反映巡视的相关情况，通过数值形式统计巡视量；统计单个工作人员的巡视实施情况。所有的报表可以提供打印和输出（excel或数据库格式），可方便的导入其他系统。数据管理模块作用：现场的故障信息和设备状态、运行参数发送到管理中心后，系统自动对记录的设备的状态进行查询和统计。系统可以提供包括巡视的时间，地点，设备类型，巡检人员，读取的数据，记录的设备的相关状态在内的复合信息。用户可以对现场的系统提供多种查询方式对巡视信息进行检索，包括巡视日期，巡视人员，所属区域等。也可以根据读取的数据和记录的状态对管线和设备进行检索，查询出符合某种状态的管线和设备。能提供多种统计功能，对单个设备的统计，对正常或不正常设备个数和百分比的统计。对故障类型做分析。设备管理模块作用：对设备和用户信息的搜索、查询及统计。将系统管理的设备信息和属性建库，系统可以对设备进行查找和统计，允许用户根据一定的条件，查找某项或多项信息或属性符合条件的设备，且需查找的属性可由用户自行定义。查找结果的显示内容（设备属性项）也可由用户自行定义。如用户可在系统中查找投运日期为2006年1月1日到2006年6月30日开通，流量计为某品牌的设备，并对查询出的设备做数量统计。可结合GIS模块使用。所有的报表可以提供打印和输出（excel或数据库格式），可方便的导入其他系统。GIS模块作用：配合数字化地图，实现对设备的空间管理。可以直接调用GIS系统中的地区地形地图和管线及设施的位置，准确地标注出需巡视管理的设备和管线的位置，并在GIS 地图对人员实时定位，动态跟踪，轨迹回放。并对管线和附属设施实现可视化的管理。地图可自由缩放，漫游。所有设备图标与该设备的数据库（包括设备数据，巡视数据）关联，点击任一设备，新开窗口以表格方式显示该设备的数据（包括设备数据，最近三次巡视数据）数据查询分列表查询和电子地图查询两种方式，都可以提供包括巡视的时刻，所用时间，数据值，设备事件状态等信息。每台设备的位置，采集的数据下载后自动与地图上的对应设备匹配显示，两种方式可以方便的切换。并提供多种实用的查找定位功能，包括路口，单位，设备等定位方式，可以直观，迅速地找到所需的设备并提供测距等使用功能。所有的数据和信息局域网用户可以通过客户端程序查看数据，(C/S)非局域网用户可以通过广域网以网页方式查看数据（IIS发布）(B/S)。安全管理 系统有多级用户与密码管理，可分权限管理；数据自动备份及数据导出功能（EXCEL，MDB等格式可选）系统功能模块详介：1. 人员实时定位在GIS地图中对所有巡检人员或单个巡检人员的当前位置的显示或锁定跟踪2. 人员巡检轨迹回放对所有巡检人员或指定巡检人员在设定时间内的巡检轨迹回放3. 巡检计划比对按照巡检计划或巡检要求，对巡检的管线附属设施或管线自动比对，判断巡检是否合格或自动筛选出没有按计划巡查的设施4. 现场设施和管线状态和设施工作参数的现场录入巡检人员在巡检现场将现场的状况或管线附属设施的工作参数记录在手持终端内，手动或自动发送回管理中心，系统自动对事件和工作参数作存档和分析，为设备维护及维修作辅助决策5. 巡检到位报表按照巡检人员的巡检轨迹和计划要求的自动对比，统计出巡检人员到达各管线附属设施的具体时间，并分析到位率，考核巡检计划的实施质量6. 设备运行及状态报表对每次巡检时管线状态和附属设施的工作参数作自动分析，并按管理要求作各类分析，包括缺陷分析，故障统计，历史参数分析等等7. 设备台帐管理模块管线与附属设施的新建，维护，废除以电子台帐的方式纳入系统管理，可方便地搜索查找设备及相关属性，并按巡检采集回的信息及时更新，更和GIS地图的位置信息直接勾连，可在地图上搜索，定位帐卡物图一致8. GIS模块以道路地形图，所有的管线和附属设施为基础，除提供GIS系统常规功能如定位，测距，搜索，关联分析等等外，GIS功能与系统所有功能模块无缝连接，可以实时双向切换9. 巡检计划编制对管线，附属设施分解到各人员的巡检计划，包括对人员，或对不同类型设施的不同周期和工作内容。 巡检计划地图定位及打印10. 掌上设施管理与掌上地图在智能手持终端内可以提供管线与附属设施的信息数据库，提供查找和查询，可方便的查阅到设施的所有详细信息，更可选择装入GIS系统，提供地图功能，所有数据与管理中心的数据同步更新，可大大方便在野外作巡检和日常维护和维修工作11. 用户表具抄巡管理系统可以将表具的抄巡管理纳入其中，对表具的读数和表具的状态，进行记录和分析，防范可能的偷气出现，并可和帐务系统对接。通过以上功能模块的实施，可以方便地建立以管线与附属设施巡检为核心，在GIS平台上对管线和附属设施从新建，日常运行到废除的全面管理。可作为管线与附属设施的基础信息管理平台，方便地与公司现有的其他信息系统作集成。五系统特点1. 针对燃气行业管线及附属设施的管理要求，采用了GPS型PDA手机作为手持终端，内置用户端软件，可查询管线和设施信息，巡检计划，记录管线故障和设备状态、参数，并支持拍照。2. 系统采用SQL网络型数据库，支持多级架构，多中心级连、分布式互联；3. 系统具有完整安全及自动灾难恢复机制，保证安全稳定，降低系统维护成本。4. 提供标准数据接口，可实现与企业管理信息系统、决策支持系统的无缝对接；5. 系统部署阶段可实现现有管线或附属设施的数据导入（EXCEL，MDB，SQL 等），大大降低部署时间和成本。6. 不同于普通的巡检管理系统，除了完善的巡检到位功能，还提供对管线和设施运行状态和参数的分析处理，贴和燃气管线和附属设施的管理要求。7可以日常巡检维护为核心提供对管线和设施从安装到日常运行维护到废除的全程管理 。8.