综合巡检系统整体方案.doc

综合巡检系统整体方案华北石油通信公司2011年3月一、概述1.行业现状综合管线是城市基础设施和国家能源供给的重要组成部分，也是城市赖以生存和发展的物质基础，承担着城市居民生活和工厂的生产供给重任，随着我国经济的发展及城市化步伐的加快，城市规模的扩大和现代化程度的不断提高，作为城市重要基础设施的城市管线也越来越庞大，密集。在日常巡检工作中，很重要的一部分是对管线的巡查与检测。在目前的技术平台的基础上，在巡线过程中，存在一定的问题，包括人员管理、巡线结果上报、故障上报及时性、故障定位，资料老化，信息化程度低、手工管理，效率低下。面对日益繁杂的各种管线，我们必须采取更有效的机制和手段来对城市各种管线进行管理，提高办事效率。2.系统建设目的综合线路巡检系统是利用GPS卫星定位技术、GIS地理信息系统技术、GPRS通用分组无线服务技术（CDMA、McWiLL等），对广域或区域的各类线路和设备，对所辖区域公共设施进行巡逻和检查，以保证线路、设备、设施的正常可靠运行。使用单位通过使用本系统实现对目标对象数字化、可视化、实时化管理，切实的提高了紧急故障处理的能力和协调水平，保障线路管网区域的安全稳定可靠的生产运行。能实现巡检工作电子化、信息化、智能化，最大程度提高工作效率，保证线路管网设备的高效率、低故障率安全运行。实现规范化的无纸化办公，彻底摆脱容易出错且不易保存的纸介质记录方式，有效降低人为因素带来的漏检或错检问题。 实现对巡检人员的考核，有效地解决人工巡线的到位问题。实现开放式系统设计，可与其他系统共享信息资源。3.系统建设原则先进性：系统基于先进的硬件架构和软件平台，集成了当今计算机、网络通信和嵌入式技术的最新进展，最大限度地保证了系统的整体先进性。 可靠性：系统硬件均选用成熟、稳定的产品，经历过严格的测试，能满足恶劣工作环境下长时间可靠运行的要求；在系统软件设计中充分考虑信息安全、用户接口管理等相关技术，进一步保证系统具有超强容错性和长期稳定性。 开放性：系统基于开放式的系统结构和标准化的设计模式，系统的网络协议、数据库操作、产品的集成和开发工具都遵循业界主流标准，确保与现有MIS和其它专业自动化系统的平滑过渡和无缝连接，充分体现系统全面的开放性。 扩展性：系统硬件组合方式多样，功能配置灵活，具有强大的组态功能；模块化和层次化的软件设计模式使得系统可方便地进行升级和外部扩展，不断满足用户的个性化需求。 通过应能满足与现有的GPS监控系统无缝对接，满足车辆与巡检人员同时监控的目的。安全性、保密性：系统的安全性和保密性是通过数据库技术来实现的，对每个角色都有严格的权限设置，使得工作安全责任有了严格地把关，明确责任。易用性：系统基于人性化的图形操作界面，简洁、友好、直观，用户易学易用。二、系统建设1.系统架构图2.体系结构图综合巡检系统监督指挥中心巡检业务手持终端管网数据采集系统l 以WebGIS的形式提供监督指挥系统，能够显示电子地图、实时显示巡视人员所在位置、实时显示事故解决情况、实时显示瞬时压力流量等遥测信息。l 在智能手机中加载应用程序，使得巡视人员、巡视车辆能够在手机中查询电子地图、上报事故情况、接收指挥中心命令。l 在RTK设备中加载专用的GIS数据采集软件，使得数据采集的结果能直接导入GIS系统，大大减少内业编辑的工作量。2.1监督指挥中心监督指挥中心是建立在GIS信息系统基础上的WebGIS系统。能实时观看到巡检所在的地理位置，以及相应的地形地貌和管线分布情况。能通过打电话、发短信的方式实时调度巡检人员。使用者是公司决策层。通过监督指挥中心可以完成人员的管理、调度和考核，事件的分析处理，任务的分派和事件的最终完结，还有日志和文档的管理等功能。2.1.1人员监控管理本系统采用智能手机获取GPS全球定位系统发送的坐标，在经过坐标转换与矫正获得巡线人员的实时坐标，发送到监督指挥中心，并且可以显示在大屏幕上，让管理者对于巡线员当前的位置可以一目了然。方便管理者的指挥，实现了对巡线员的实时监控。主要功能包括：l 实时显示巡线员当前的位置情况；l 显示巡线员当前位置周围的地形地貌；l 对巡线员的显示进行过滤，可以只监控特定的几个巡视员；l 自动判断巡线员有没有在工作时间内离开计划中的巡视区域；l 当发生巡线员离开工作区域或者手机关机等异常情况，系统能自动将这种情况记录下来并提醒巡视所管理人员。2.1.2巡线轨迹显示本系统按天记录下了巡线员的轨迹，可以在任意时刻查看指定巡线员的巡线轨迹，并且自动记录下巡线员的行走距离，在线时间等，为巡线员的绩效考核和对于消极怠工的处理提供明确有力的依据。轨迹回放2.1.3无人职守监控提供无人职守监控模式，所有的考勤异常、人员监控、轨迹记录均由服务器自动完成，不需要监控管理软件开机。2.1.4调度指挥可以点击地图上的巡视人员，直接给巡视人员发短信打电话，从而实现对巡视人员的调度指挥。调度指挥2.1.5巡视任务管理l 给巡视人员指定巡视的区域、巡视日期，并提供动态调整工具。划定巡视区域l 服务器按照指定规则和法定节假日自动生成每天的巡线任务。2.1.6地图操作l 监督管理中心大屏幕显示了整个系统的地图信息，可以在上面进行距离量算，面积量算等数学计算。为监督管理中心制定工作计划和巡检区域提供了参考。主要功能包括：l 设施WebGIS显示；l 距离量算、面积量算；面积量算l 地名定位、定位线定位；l 地图打印。地图打印2.1.7查询与统计l 地图信息中包括了市政设施的信息，可以对市政设施做查询和统计分析，为管理和维护系统提供了便利。查询统计2.2巡检工作自动化办公系统巡检工作自动化办公系统缩短了巡检业务的办公时间。提高了工作效率节约了成本。它建立在工作流引擎基础上的Web化自动办公系统。实现巡线所、检修队以及上级科室巡检业务的无纸化办公。能实时接收事件，打印检修派单，完成发现上报检修复查结案评价的全工作流管理。使用者是巡线所所长、抢修队、养护科等巡视和检修工作的职能科室。2.2.1实时业务处理实现监督指挥中心、巡检人员以及各职能部门的业务流信息交互。从而保证业务流程的及时快速的得到响应和处理。主要功能包括：l 实时接收巡线员上报的事件，并查看随事件上报的图片和对事件发生位置进行定位。l 巡视员上报事件后，普通事件提示巡线所，紧急事件提示全部相关单位，并将通知紧急事件的短信群发到相关领导手机中。l 巡线所所长能够按照事件的不同，把事件转发给不同的检修部门进行检修处理。l 提供离线提醒功能，如果上报的事件是在巡线所所长没有在线的时候建立，那么下次用户上线的时候，能收到这些事件被建立的提示。l 提供事件权限过滤功能，不同职能科室只能看见与自己有关的事件。事件闭环流动l 通过上报的事件，快速打印事件情况说明单，包括照片和事件的地理位置简图，方便抢修人员对照说明单进行抢修。l 巡线所所长能够手动添加、删除、修改和对事件进行结案，以应对电话报修、手机损坏等突发情况。l 抢修队能接收到巡线所发送的抢修任务，抢修结束后能上传抢修结果回执单，供巡线所审批。l 巡线所能发送短信或者任务派遣巡线员对抢修队抢修的结果进行审核。2.2.2自动生成巡线日志系统能记录巡线人员上报的事件以及事件处理的整个情况，自动生成巡线工作日志，免去了巡线员提早回到巡线所填写巡线日志的麻烦，可以提高巡线时间一个小时以上，从而减少发生事故的可能性。并且电子化的巡线日志可以更容易保存，在进行统计和报表方面也会更加的容易。2.2.3日志查询统计系统提供了功能强大操作简单的查询统计功能，可以根据查询和统计条件类别进行操作。可以按照时间、巡线人员、上报事件种类的不同对巡线日志进行查询统计。不同条件查询巡线日志2.2.4日志文档管理根据事件、时间和处理结果等分类可以生成日志和文档。还可以套打月度巡视日志、年度巡视日志，便于巡线工作的存档、上报和汇总。2.2.5人员评价在综合巡检监控信息管理系统中，管理者可以非常容易的对某个或者是全体的巡线员进行任意时间段内的工作统计，可以明确的了解到巡线员上报的各种事件的个数，并且可以了解到巡线员巡线路径的长短，累计出圈和掉线的时间等，这样可以容易的为工作评价提供可靠而准确的依据。主要功能包括：l 对巡线员工作按照年度、季度、月度进行统计和评价。l 对评价结果进行打印输出。巡视情况清单打印2.2.6人员设备管理能够对系统中所使用的设备和参与的人员进行管理。进行添加删除和修改的操作。l 对巡视人员进行人员管理。l 对巡视人员所在位置进行查找定位。l 对设备进行状态进行查询和分配设备给巡线人员。人员管理人员定位2.3巡检业务手持终端巡检部分：巡检业务手持终端安是装在智能手机上的巡检事务终端。它可以实时上报巡检员所在的经纬度坐标，拍摄照片，以彩信方式上报事件。接收监督指挥中心的调度命令，复查和确认检修结果。2.3.1登陆设置登录权限，非权限人员不能非法使用、能够提供多种身份验证方式。通过存储在服务器上的账户名和密码以及对应的手机号码来进行验证，获取到用户的名称，单位，工号，以及操作权限。2.3.2事件上报把事件分为普通事件和紧急事件，普通事件上报到巡线所，紧急事件以短信群发方式通知所有有关干系人。事件所在的道路、发生的地点均自动从地图中读取，不需要手动添加。上报的是事件可附加图片。对于已经上报的事件不论是否成功都可以保存在本地，以便以后查看。事件上报界面2.3.3信息接收与回复巡检手持端的信息包括短信息和任务。对于短信息不需要回复，对于任务则需要回复。巡检手持端将自动去服务器下载新的信息，无需巡检人员去手动获取。收到信息后程序将给于提示。对于已经回复的任务不论是否成功都可以保存在本地，以便以后查看。任务查看2.3.4历史记录历史记录保存的是已经上报的事件和已经回复的任务。主要功能有：l 查看事件历史和任务历史历史记录l 对上报失败的事件进行重新上报l 对回复失败的任务进行重新回复2.3.5快速拨号将事件联系人和部门常用的电话号码存储起来并可以直接拨打。2.3.6工作记录记录下当前工作的情况，并且与工作任务进行对比，显示出完成情况，以及对于未完成工作进行预警和提醒。2.3.7常用工具系统提供在WM系统下常用软件的连接，使用户能快速的导航到这些应用软件中去。2.3.8上报当前位置手持端每隔30秒会发送一次坐标给服务器（时间可以自由设置），这样服务器上就有了人员的位置信息，可以监控和调度工作人员。GIS部分：GIS系统是综合巡线系统的一个重要组成部分，该系统功能的完善与否直接关系到巡检工作能否顺利进行。根据科学、高效、适用、先进的设计原则，契合巡检业务自身特点， GIS系统具有以下功能：2.3.9数据更新l 系统提供工具，把空间数据库中的地形图、管网等信息下载到智能手机、PDA等手持设备中。通过增加扩展卡，手持设备可以容纳全网的数据量。l 系统提供工具，把巡视的结果通过USB接口、WI-FI无线网络或者GPRS网络传回服务器中存储，整个过程不需要手动拷贝。并且保证管网空间位置、属性台帐以及拓扑关系的正确。2.3.10地图浏览l 在手持设备上显示各种市政设施设备的地理分布情况。并且显示沿路的地名、建筑物、河流、绿地、铁路、道路。l 实现面积量算、长度量算。2.3.11属性查询在手持设备上查询市政设施的属性台帐。属性查询2.3.12定位l 实现地名定位功能，根据用户输入的地名，实现地图自动跳转，并高亮显示该地名。l 实现用户输入坐标和当前GPS坐标定位的功能。可以根据用户输入的坐标实现坐标定位，也可以根据GPS接收到的当前坐标，在地图上显示客户的当前位置。定位2.3. 13导航系统可以根据预设的导航路线来对巡查人员和车辆进行导航，在其偏离路线时进行提醒报警。2.3.14 长度、面积量算系统可以根据当前比例尺，量算地图中任意两点的距离和任意多边形的面积。2.4 管网数据采集系统手持管网数据采集器目标：把巡检目标数据编辑的功能全部放到手持GPS设备实现，替代繁琐的数据编辑录入效果：在手持GPS采集数据后，直接通过USB线导入管网GIS系统形成管线，不再需要手动录入手持采集流程图2.4.1把巡检目标（线路或管网）空间数据库中的电子地图下载到手持GPS上，并能够进行放大、缩小、平移、刷新、复位。 地图浏览2.4.2 在手持GPS端调整管件之间的连接关系，使得采集的数据中在地理位置、属性和拓扑连接关系上连成一体。2.4.3拍摄管件的照片，并与管件建立连接关系，能相互查询检索。2.4.4把采集后的数据导入到管网GIS系统中，整个导入过程自动完成。设备的空间位置、属性信息、连接关系全部自动生成，整个过程无需任何人工编辑和调整。采集结果直接导入3.巡检流程：整个巡检系统工作流程如下，系统根据该流程进行设计开发。系统分为三级管理模式。本着开放性和易用性原则，巡检流程可以根据不同的行业需求进行自定义设计。流程初步定为：总调度：二级调度：三级调度：被监控人员：巡查监控：4.专业管理需求4.1 通信线路通信线路包括管、线两个部分，巡线系统中需要对管道管理与线路管理进行两方面的统一管理。主要管理内容包括：l 管道的地理位置l 管道的通断情况l 管道故障l 线路通断情况l 线路老化情况l 线路故障l 线路周边环境情况4.2 电力线路电力线路包括管、线两个部分，巡线系统中需要对管道管理与线路管理进行两方面的统一管理。l 管道物理信息管理l 管道的通断情况l 管道故障l 线路通断情况l 线路损耗l 线路故障l 线路周边环境情况4.3 输油/气管道输油/气管道管理主要针对管道巡线工作本身进行管理，包括：l 管道物理信息管理l 管道通断情况l 管道故障l 管道损耗l 阀门情况管理l 管道周边环境情况4.4 供水管道供水管道管理主要针对管道巡线工作本身进行管理，包括：l 管道物理信息管理l 管道通断情况l 管道故障l 管道损耗l 阀门情况管理l 泵房情况管理l 管道周边环境情况三、综合巡检系统部署1. 系统配置方案1.1 系统结构系统采用C/S+B/S+CE共享一套空间数据库的方式进行构建。系统结构1.1.1 C/S端数据编辑与维护信息中心需要利用C/S版的数据编辑软件维护管网的空间数据库，维护结果供全网共享。1.1.2 B/S端Web程序与Web服务器l Web程序：值班人员通过浏览器以Web程序的形式完成地图浏览、人员监控、日报填写、事件接收等功能，在这一端不需要考虑数据的维护问题。运行部经理通过浏览器以Web程序的形式实现地图浏览、人员监控、人员排班等日常工作。l Web服务器：手持端与Web程序可以通过Web服务器实现对数据库的操作。1.1.3 CE端程序巡视人员通过智能手机或者掌上PDA等设备把数据库中的电子地图、巡检任务等数据下载到移动终端上，通过采用了嵌入式GIS技术的手持设备完成导航、到位检查、设备信息查询、事件上报等功能。2. 网络配置方案网络配置分为三个方面 Web端程序，Web服务器和手持端网络设置。2.1 Web端程序WEB端程序架设与一般的Webgis一样。但是由于在巡检中，许多业务并未通过GIS服务器，所以在与数据库连接上有点区别。2.2 Web服务器需要架设WEB服务，也需要设置WEB服务和数据库之间的连接。WEB服务需要发布在公网上，所以在架设上面稍微复杂一些。WEB服务的公网架设有两种情况。l 将Webservice发布在公网主机上，即主机具备路由功能，是子网内所有机器的网关。在这种情况下，无需配置，只需在主机IIS上建立虚拟目录指向WEB服务所在文件夹l 将Webservice没有发布在主机IIS上，此种情况较为复杂,需要先设置连接公网的路由器。2.3 手持端针对上面两种WEB服务的架设，在手持端中需要有相应的改变。无端口号的在手持端程序中系统设置模块中就不需要配置端口号。其他如服务器IP和WEB服务器虚拟目录都需要配置。l 首先使用的设备必须是操作系统为windows mobile而且有内置GPS的智能手机或PDA。l 使用程序时手机内必须先插入手机卡。l 程序使用时可以在程序中随时设置WEB服务器的信息,设置完在就可以连接新的WEB服务器。l 在利用“地图浏览”中的GPS坐标定位时，需先开启GPS，在开启GPS两分钟后即可进行定位操作。网络结构图3. 硬件配置方案硬件配置建议设备配置规格说明基本数量单价总价说明Web 服务器E5506/中央处理器主频:Intel xeon 2130MHz/SCSI硬盘2500=1000G/内存 8G/HBA卡/五年上门服务；1台￥3.25万￥3.25万WEB服务器为系统内部用户提供网络发布服务数据库服务器E5506/中央处理器主频:Intel xeon 2130MHz/SCSI硬盘2500=1000G/内存 8G/HBA卡/五年上门服务；2台￥3.25万￥6.5万一台用于系统数据的存储，一台用于系统数据备份磁盘阵列设备450硬盘1台￥7.59万￥7.59万保障数据的安全性交换机思科 WS-C3560G-24TS-S 交换机类型：千兆以太网交换机 传输速率：10/100/1000Mbps 接口类型：10/100/1000BASE-T/ 1. 网管功能：SNMP, CLI, Web 背板带宽：32Gbps 包转发率：38.7Mpps MAC地址表：12288K1台￥2.3万￥2.3万 实现数据线速转发，提供完备的以太网协议族支撑，具备灵活多样的管理手段。路由器思科路由器类型：模块化路由器路由器网管功能：Cisco ClickSta.广域网接口：10/100Mbps局域网接口：2个10/100Mbps端口传输速率：10/100Mbps防火墙功能：内置端口结构：模块化网络标准：IEEE 802.3X1台￥1.56万￥1.56万连通不同的网络，选择信息传送的线路、通畅快捷的近路，提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率。防火墙 思科 ASA5520-BUN-K9防火墙类型：VPN防火墙人数限制：无用户数限制并发连接数：280000网络吞吐量：450Mbps入侵检测：DoS过滤带宽：225Mbps.1台￥3.8万￥3.8万实现强大的安全保护, 避免在多个地点运行多个设备的高运行成本客户端计算机戴尔商务机 E7500 2G内存 250G硬盘 7台￥0.58万￥4.06万显示器22寸宽屏CPUIntel 酷睿2双核内存 2GB硬盘容量：500GB 总价￥29.06万软件预算建议产品种类产品描述数量零售价/套说明操作系统windows 2008 server 中文企业版 简包 25用户1￥23,800.00按用户数数据库oracle 标准版 10用户 10g1￥58,000.00按用户数燃气管网信息系统标准版 2用户燃气管网信息系统1￥218,350.00基本功能模块：管网数据录入、管网修改、管网数据查询统计、图形打印及输出、事故处理、中低压爆管分析等。抢修辅助决策功能模块1￥330,000.00当事件发生时，提供抢修辅助决策功能离线更新功能模块1￥45,100.00提供燃管网数据录入、审核过程管理，通过生成离线任