智慧管廊管理方案2.0

智慧管廊运维管理方案 郑州联睿电子科技有限公司 郑州联睿电子科技有限公司 1 18 1 项目背景项目背景 近年来 有关城市道路反复开挖的吐槽在网络上是随时可见 而这其实在全国各大城 市来说 都是一个通病 针对长期存在的城市地下基础设施落后的突出问题 国务院总理 李克强 2015 年主持召开国务院常务会议 部署推进城市地下综合管廊建设 扩大公共产品 供给提高新型城镇化质量 会议指出要从我国国情出发 借鉴国际先进经验 在城市建造 用于集中敷设电力 通信 广电 给排水 热力 燃气等市政管线的地下综合管廊 作为 国家重点支持的民生工程 这是创新城市基础设施建设的重要举措 不仅可以逐步消除 马路拉链 空中蜘蛛网 等问题 用好地下空间资源 提高城市综合承载能力 满足 民生之需 而且可以带动有效投资 增加公共产品供给 提升新型城镇化发展质量 打造 经济发展新动力 地下综合管廊管线复杂 路径复杂 人工巡检 检修耗时耗力 为调高地下管廊的安 全性和管理效率 联睿电子提出了基于室内定位技术的智慧管廊管理系统 实时定位管廊 内人员 实时导航 智能预警 并为将来的大数据整合和分析提供关键的基础数据 2 方案介绍方案介绍 2 1方案背景方案背景 实施环境 实施环境 管廊工程实施的环境是一个狭长的地下管廊 如图 2 1 所示 一般管廊的尺寸为 宽 3m 高 3m 人员定位管理系统需求 人员定位管理系统需求 对管廊里的人员和设备进行实时精准定位 可结合室内导航算法 达到智能巡检 安 全管理等目的 门禁系统需求门禁系统需求 对管廊进出人员进行管理 可做辅助定位 结合其他系统达到非法闯入报警 统计人 员数量等功能 视频监控系统需求视频监控系统需求 对管廊里的人员和设备进行实时监控管理 结合其他系统达到联动控制的目的 应急广播通信系统需求应急广播通信系统需求 对管廊里人员的应急广播管理 可实现分区广播 报警联动等功能 可通过求助终端 一键呼叫到值班室 安全环境监控与消防报警系统安全环境监控与消防报警系统 对管廊内环境进行监测 包括温湿度 氧气 有害气体 集水坑水位等传感器 结合 消防报警系统 实现管廊的安全管理 三维管线系统三维管线系统 基于 BIM 技术 二维码技术的信息化管理平台 以二维码技术为手段 显示每台设备 的设备名称 作用 设备参数等信息反应在 BIM3D 模型上 安全监控中心安全监控中心 可通过高清晰大屏幕查看各种信息 如现场监控信息 视频会议图像 3D 地图 人员 郑州联睿电子科技有限公司 2 18 定位信息等 图 2 1 工程实施环境 2 2主要功能主要功能 图 2 2 智慧管廊运维管廊系统 郑州联睿电子科技有限公司 3 18 以以以 智慧管廊运维管理系统 人员定位远程管理历史轨迹回放分类管理一键报警视频联动 视频监控服务器 接入交换机 视频 联动 摄像头 接入交换机 数据库 人员 设备 GIS地图 三维激光扫描仪 综合管廊 建筑结构 DTS 采集放电采集环境采集器 电缆温度局部放电 隧道环境 气体成分 温度湿度 视频采集设备 人员 管道 设备 线路 语音终端设备 广播话务 三维管线 管线巡检 烟雾传感器 火情报警 门禁联动 广播联动风机 空调控制人员调配三维展示路径导航多样终端查询二次开发 定位系统 人员 设备 图 2 3 系统功能架构 1 人员定位 可在 3D 地图会上全局显示 分类显示人员的实时位置和时间 2 远程管理 在后台管理办公室内可以实时查看管廊内的状况 3 历史轨迹回放 查询人员的特定时间的历史位置和历史轨迹 4 分类管理 可根据标签属性对定位目标进行分类 方便管理 5 一键报警 标签集成的报警按钮和管廊里的求助终端 避免人员伤亡 6 视频联动 实时跟随人员移动 发生报警信息时 实时切换到报警页面 7 门禁联动 发生报警信息时 可根据报警等级使门禁自动断电打开 8 广播联动 在某个区域有报警信息时 将自动执行广播 9 风机 空调等控制 当现场环境到达临界点时将自动启动 也可在后台手动控制 10 人员调配 全局显示人员在地图上的分布情况 科学调配 11 三维展示 基于 BIM 技术 结合二维码与 AR 技术实现三维模型 12 路径导航 可在终端与后台显示二 三维路线规划 13 多样终端查询 支持多种移动终端查询和管理 14 二次开发 提供标准接口 支持二次开发 并可与视频监控等子系统联动 2 3方案特点方案特点 以计算机网络为基础 资源数字化 管理信息化为核心 通过信息交换和共享 将不 同功能的系统 通过统一的信息平台实现集成 以形成具有信息汇集 资源共享及优化管 理等综合功能的六系统一中心 人员安全性人员安全性 实现各种突发现场 重大紧急事件 火灾发生实时联动报警 现场远程可视化及定位 监控 同步指挥调度 同时充分挖掘和发挥以上系统协同作用 既实现安防从 事后控制 向 事前防范 事中制止 转变 提升安全程度和安全满意度 高可靠性高可靠性 具备极高的处理容错能力和平台容错设计 并能保证数据安全 系统管理系统管理 郑州联睿电子科技有限公司 4 18 以指挥中心信息管理 地理信息管理 大屏幕监控及显示 指挥调度为核心 提高管 理效率 管理精度 管理力度 扩展性扩展性 为了适应系统应用变化的需求 在设备硬件配置 软件规划设计等方面预留可扩展的 空间 系统的硬件和软件具有多种可扩展性的解决方案 3 门禁系统门禁系统 3 1系统简介系统简介 门禁就是出入口控制 在人进出重要通道的时候 进行适当级别的权限鉴别 以区分 是否能通过的一种管理手段 采用基于以太网的数字式门禁系统 系统又称进出口管理系 统 是对人员进出进行有效管理的系统 取代了传统烦琐的门卫工作 可实现高效率 高 科技的现代管理 对持卡人的进出权限 允许进出的时间都可方便的统一进行管理 所有 人员的进出详情 报警信息等资料实时反映到管理中心 并可对所有历史信息进行条件查 询 图 3 1 门禁系统 3 2系统主要功能与特点系统主要功能与特点 1 系统门禁道闸配备高清摄像机 具备自动识别人员 记录人员进出洞室时间 实 时统计洞室内人员数量等功能 2 系统具备准确记录人员的出入时间 识别出入人员所属单位 部门 职务等信息 3 洞室门禁系统的各类识别装置 执行结构应保证操作的有效性和可靠性 具有防 郑州联睿电子科技有限公司 5 18 尾随措施 对非法闯入的行为 应发出报警信号 4 系统具备和其他系统联动的功能 满足紧急逃生时人员疏散的相关要求 系统门 禁执行机构应为断电开启模式 5 系统具有分级授权功能 使不同级别的目标对各个出入口有不同的出入权限 6 系统具备事件记录功能 能将出入事件 操作事件 报警事件等记录存储于系统 的相关载体中 并能形成报表以备查看 时间记录包括时间 目标 位置 行为 7 系统兼容性满足设备互换的要求 系统可扩展性满足扩容和集成的要求 4 视频监控系统视频监控系统 4 1系统简介系统简介 视频监控系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分 是一种先进的防范能力极 强的综合性系统 管理部门可通过它获得有效数据 图像 对突发性异常事件的过程进行 及时的监视和记忆 用以提供高效 及时地指挥和处理等 随着当前计算机应用的迅速发 展和推广 全世界掀起了一股强大的数字化浪潮 各种设备数字化已成为安全防护的首要 目标 数码监控报警的性能特点是 监控画面实时显示 录像图象质量单路调节功能 每 路录像速度可分别设置 快速检索 多种录像方式设定功能 自动备份 云台 镜头控制功 能 网络传输等 可与安全技术防范体系中的其他系统联动运行 使其防范的范围与能力 也更加强大与智能 图 4 1 视频监控系统 4 2系统主要功能与特点系统主要功能与特点 1 摄像机能根据系统设置进行自动调焦 预置位控制 巡航等功能 2 图像采集 存储 监视及打印 3 录像采集 存储 检索 回放及管理 4 当监控点发生报警时 如火警 非法闯入 手动报警等 能自动推出关联的摄像 郑州联睿电子科技有限公司 6 18 机图像 同时启动数字录象机 图像监控工作站发出报警提示 5 视频监控工作站具有前端布点电子地图功能 支持图片及 GIS 矢量电子地图格式 可以用鼠标或键盘击活每个布点 自动切换出相关联的摄像机图像 6 可设置移动侦测区域 实现多区域移动侦测 当异常情况发生时 能自动跟踪监 测物体 同时能自动报警 录像等 7 报警的布防和撤防应包括报警点 报警设备类型 摄像机序号及联动动作等设置 所有报警点必须布防 系统能在报警信号发生时作出响应 可以根据需要在不同 时段布防和撤防 8 为应对伪装 非授权访问 抵赖 拒绝服务攻击 数据窃取 完整性破坏 病毒 威胁 系统采取用户认证 权限管理 设备认证 数据加密 VPN 防火墙等措 施进行防范 9 具有很好的扩展性 可增加前端设备摄像机 监视器 视频监控工作站等 10 具有二次开发 增加所需功能的能力 5 应急广播通信系统应急广播通信系统 5 1系统简介系统简介 应急广播和通信系统是一套基于网络远程传输语音 它主要由系统服务器 桌面式对 讲寻呼站 户外对讲求助终端等组成 服务器和桌面式对讲寻呼站主要设置在控制中心 监控值班室 紧急求助终端主要设 置在的管廊内 监控中心的服务器与前端终端用网络进行通信和传输语音 组成一套可与 监控 电脑 电话同网共用的应急对讲系统 提供了远程应急指挥 远程信息广播 报警 录音等先进使用功能 可与公安 110 报警平台联网对接 实现联网报警视音频同步进行 图 5 1 应急广播通信系统 5 2系统主要功能与特点系统主要功能与特点 1 系统能按照 IP 广播通信服务器预先设置的播放列表 自动播放或停止播放录音或 曲目 2 系统应能在 IP 广播通信服务器上对单台 分区或全部 IP 广播通信终端进行播放曲 郑州联睿电子科技有限公司 7 18 目 播放时间 播放顺序 播放音量等的编辑下载 3 控制中心调度员应能对 IP 广播通信终端用户进行对讲 广播通信 监听的功能 4 系统内每台广播通信终端必须具有独立 IP 地址 任意两台终端之间 调度和终端 之间均可相互对讲通话 5 系统应具有紧急广播通信功能 调度员可在任何状态下对单台 分区或全部 IP 广 播通信终端用户进行紧急广播通信 无论 IP 广播通信终端处于背景音乐播放 和 其他广播通信终端对讲 收听其他广播通信终端讲话等状态 都能听到调度讲话 充分体现调度优先 6 在广播通信服务器瘫痪的情况下 广播通信终端应仍能对讲通话 7 系统具有呼叫转接托管 呼叫强切 呼叫提醒 语音对讲录音功能 8 系统应具有自诊断和故障指示的功能 9 系统应具有网络管理维护的功能 支持远程客户端管理 10 系统应具有和报警联动功能 当收到联动信号即时可以自动播放预先录制好的数 码语音广播 可与洞室门禁 人员定位及视频监控系统联动功能 预留多路联动 接口以供扩展 11 系统应支持 SIP 协议 可接入主流 IPPBX IMS 平台 具有标准 RJ45 接口 12 系统应具有二次开发接口 SDK 便于和其他系统集成 6 安全环境监控与消防报警系统安全环境监控与消防报警系统 6 1系统简介系统简介 安全监控系统主要涉及管廊内温度 湿度 火险 燃气 有毒气体 积水等的监测 通过相应的传感器和报警器 主机将采集到的数据通过网络发送至平台服务器 监管人员 可实时查看辖区内管廊环境状况 根据设置的异常触发事件 如烟雾 积水等 可进行拍 照上传 提前告知事故处理人员现场异常状况 便于做好相应的准备 服务器端可设置报 警信息 当发生异常状况时 能够通过短信 微信或者邮箱的方式通知管理人员 提前处 理现场事故 避免造成重大经济损失 消防系统能够在火灾初期 将燃烧产生的烟雾 热量和光辐射等物理量 通过感温 感烟和感光等火灾发生的部位 记录火灾发生的时间 一般火灾自动报警系统和自动喷水 灭火系统 室内消火栓系统 防排烟系统 通风系统 空调系统 防火门 防火卷帘 挡 烟垂壁等相关设备联动 自动或手动发出指令 启动相应的防火灭火装置 郑州联睿电子科技有限公司 8 18 图 6 1 安全环境监控与消防系统 图 6 2 安全环境监控与消防系统界面 6 2系统主要功能与特点系统主要功能与特点 1 温湿度采集 氧气采集 有害气体采集 水位采集 烟雾报警等 2 可以实现自动或者手动控制排水泵 风机 照明系统等 3 当火灾报警时将自动或者手动启动相关的灭火装置 4 能够和其他系统进行联动控制以达到更多的功能 7 三维管线系统三维管线系统 7 1系统简介系统简介 基于 BIM 技术 二维码技术的信息化管理平台 以二维码技术为手段 显示每台设备 的设备名称 作用 设备参数等信息反应在 BIM3D 模型上 利用 BIM3D 模型的直观性 可 郑州联睿电子科技有限公司 9 18 视化特点 有序高效地追踪 查询关键节点处的详细信息 完成管廊巡检系统工业化 管 廊巡检方面的信息化管理 二维码技术是 BIM 信息管理平台中的重要应用技术之一 将 物联网 概念思维用于 管廊巡检系统的建设中 即以二维码技术为手段 将各个设备的详细信息 集中体现在 BIM 信息化管理平台上 以供查询 管控每台设备 图 7 1 三维管线系统 全局 图 7 2 三维管线系统 局部 郑州联睿电子科技有限公司 10 18 7 2系统主要功能与特点系统主要功能与特点 1 具有 3D 测量 3D 实景等功能 结合 VR 眼睛可再现巡检人员巡检全过程 实时跟 踪巡检情况 2 管理人员通过后台服务器可通过三维管线地图全面监测和管理管线 可以随时查看 管线的尺寸 颜色 管径 分布 长度 位置 阀门等参数信息 并能对管线系统 中信息进行编辑更新 3 工作人员佩戴定位标签 可根据导航提示至目标管线处 并能根据自身的位置查看 周围各个方向角度的管线三维图 包括管线的位置 参数及状态 能及时地与后台 进行沟通 4 无需高配置电脑 可流畅浏览 BIM 模型 可通过平板将 BIM 带到现场 简单便捷 地辅助项目现场管理 5 运维巡检阶段 可通过扫描二维码调出对应设备的参数信息 生成此次巡检记录 拍照上传 8 人员定位管理系统人员定位管理系统 8 1系统介绍系统介绍 U Loc 室内厘米级实时定位系统是一款基于极窄脉冲超宽带 IR UWB 技术 为有效 解决室内 管廊 矿井 隧道等卫星信号无法覆盖区域的定位而开发的高精度实时定位产 品 8 2工作原理工作原理 在 U Loc 室内厘米级实时定位系统中 人员或物品上所佩戴的定位标签利用 UWB 脉冲 信号发射出位置数据 接收机接收 放大 UWB 信号 进行时钟校准 并将位置数据传至 后台服务器 定位引擎计算出定位标签信号到达不同接收机的时间差 TDOA 然后采用 TDOA 等定位算法对标签位置进行解算 最终传输到信息处理及控制平台 郑州联睿电子科技有限公司 11 18 8 3系统组成系统组成 图 8 1 联睿 U Loc 室内厘米级实时定位系统结构图 U Loc 室内定位系统主要由三部分组成 1 定位传感网络 包括定位基站 Master 和 Slave 和定位标签 Tag 2 局域网 3 定位信息处理平台 其系统结构图如图 8 1 所示 系统的各组成部分功能为 定位标签 Tag 定位标签配置在待定位人员或设备上 用于发射超宽带定位信号 工作模式 休眠模式 激活模式 休眠模式 在目标长时间静止或无需定位时保持休眠 节省电量 激活模式 在需要定位时对目标进行实时定位 定位基站 定位基站分为主基站 Master 和从基站 Slave 定位基站固定在已知位置 作为位 置基准 用于接收标签发射的 UWB 信号 并通过网络传输层 将定位信息传至定位信息 平台 主基站除具备从节点接收功能外 还向各从基站发射同步信号 使各个定位基站获 得统一的时钟 以便获得标签发射的信号到达不同基站的时间差 TDOA 局域网 用于定位传感网络和定位信息处理平台的联通 负责将定位传感网络获得的标签的位 置信息传送给信息处理平台 定位信息处理平台 定位信息处理平台通过优化的 TDOA 定位算法 解算出标签的实时位置及运动轨迹 可精准快速地进行小区同步和全局同步 采用时隙划分 优化碰撞等算法 大幅度提高系 统的容量 稳定性和实时性 同时配置定位基站和定位标签的工作参数 U Loc 定位系统可以实现无缝蜂窝连接 将定位空间无限扩展 定位标签可以在各个 单元自由行走 通过定位平台软件分析 将定位目标真实地以虚拟动态实时显示出来 如 郑州联睿电子科技有限公司 12 18 图 8 2 所示 图 8 2 定位信息处理平台定位标签位置的轨迹显示 8 4系统流程系统流程 U Loc 室内厘米实时定位系统的工作流程是 在示范区域内架设基站 为需定位的设 备 物品以及人员配置定位标签 定位标签通过定位基站将实时定位数据传回后台服务中 心 后台服务中心通过优化的高精度定位算法 解算出设备和人员精确的实时位置信息及 运动轨迹 并将位置信息在室内地图上显示 实现实时高精度定位 为室内导航路径规划 重点区域的巡查提供精确的参考基准点 商商业业 工工厂厂 机机场场 停停车车场场 携带定位标签 定位基站 路由器 无线AP 多样终端 后台服务中心 图 8 3 U Loc 系统工作流程 郑州联睿电子科技有限公司 13 18 8 5系统功能系统功能 U Loc 室内厘米级实时定位系统具有传输速率高 抗多径干扰能力强 功耗低 成本 低 穿透能力强 低截获概率 定位精度高 与现有其他无线通信系统共享频谱等特点 因此 采用 U Loc 室内厘米级实时定位系统进行人员和设备定位将会展现出现有定位产品 所无法达到的效果与功能 其主要功能如下 多模式定位 支持多种模式 包括 0 维 粗略模式 1 维 流水线 走廊配置 2 维 精确平面定位 2 5 维 精确平面定位加上楼层区域信息 和 3 维 A O OO x y A A x y A x y n层 n 1层 x 0维定位1维定位2维定位2 5维定位 o Ax z y 3维定位 图 8 4 多模式定位 精准定位 采用先进的 IR UWB 定位技术 在室内可达到 10cm 15cm 的定位精度 实时定位 0 1Hz 50Hz 可调的刷新速率 确保位置实时更新 全局显示 可在后台电子地图中全局化显示和查询区域内所有目标的位置 轨迹显示 记录待定位人员的运动轨迹 显示不同的颜色 便于人员分类管理 分类跟踪 对于不同目标 可配置不同等级的标签以作区别 达到更大限度的定 位需求 使后台管理更加便利 完善 历史数据查询 可回放查询历史时刻或时间段目标的位置 轨迹 停留时间等信 息 安全区域报警 后台可划分定位区域内安全区电子围栏 警报区和禁区电子围栏 等不同级别和类型的区域 目标一旦进入便触发相应级别的报警 终端多样化 管理人员可通过手机端 APP 平板电脑 APP 后台 APP 进行实时移动 查询 8 6技术指标技术指标 U Loc 室内厘米级实时定位系统的技术指标如下 定位精度 10 15cm 频率范围 3 1GHz 7 0GHz 中心频率可调 带宽 500MHz 1GHz 可调 比特率 110Kbps 850Kbps 6 81Mbps 发射功率谱密度 41 3dBm MHz 每个标签具有全球唯一的 64 位电子编码 可用于标识人员或物体 支持 0 1 50Hz 多种刷新速率 标签容量 和位置刷新速率有关 在 5 个基站单位区间内每秒刷新一次时 可同 时追踪 2000 个标签信号 刷新速率越高 容量越小 作用距离 单基站作用距离为 35 300m 设备不同 郑州联睿电子科技有限公司 14 18 8 7系统优势系统优势 和传统的室内定位技术相比 U Loc 室内厘米级实时定位系统主要有以下几个优势 1 高实时性 基于 IR UWB 技术的无线实时高精度定位平台 依靠由多个强大的数据采集传感器组 成的集成网络来即时发送信号 相当于室内的 GPS 更精准 动态地告诉你 现在正在发 生什么 2 厘米级定位精度 优化的定位算法 保证在室内等多径效应显著的应用场合的高精度定位 能够同步 精准 实时地提供给定区域内的人员和设备的瞬间位置和运动信息 便于管理者直观 全 局化地把握现场情况 从而做出决策 3 强抗多径干扰能力 U Loc 系统采用超宽带 UWB 技术 利用无载波的超短脉冲进行通信 纳秒级的极 窄脉冲具有较高的时间分辨率 能将直达信号和多径信号分离 具有较强的抗多径干扰能 力 4 高稳定性 极窄脉冲间的时隙容易识别 结合到达时间差定位法 TDOA 定位目标 与基于接收 信号强度的传统定位技术相比 对应用环境的电磁 物理干扰不敏感 能够实现较高的定 位精度 5 布设简便 自组网的无线连接架构 使系统部署更简单 稳定可靠 6 高安全性 辐射极小 不到手机辐射的 1 8 8硬件设备硬件设备 工作频段 3 1GHz 7 0GHz 供电方式 POE 或 DC9V DC36V 安全性能 防水 防浪涌 抗电磁干扰 工作温度 40 85 存储温度 45 95 工作湿度 小于 85 功 耗 5W 作用范围 单基站覆盖范围为 35 150m 是否支持扩展 支持 灵活组网 产品功能 实时时钟同步 精确时间获取 时间数据上传 Console 命令配置 远程参数配置 灵活数据长传方式 可扩展 PA 模块 基站数据一键配置 郑州联睿电子科技有限公司 15 18 8 8 1定位基站定位基站 U BASE310W 8 8 2定位标签定位标签 U TAG220 尺 寸 205mm 205mm 100mm 产品名称 定位标签 工作频段 超宽带 3 1GHz 7 0GHz 供电方式 可充电锂电池 工作温度 20 60 存储温度 20 60 工作湿度 小于 85 续航能力 4 个月 1Hz 刷新频率 尺 寸 57mm 37mm 14mm 郑州联睿电子科技有限公司 16 18 9 应用案例应用案例 9 1厦门智慧管廊管理系统厦门智慧管廊管理系统 厦门是人口 建