综合管廊监控系统的制作方法

本发明涉及管廊管理技术领域，尤其是综合管廊监控系统。

背景技术：

综合管廊又称“共同沟”，是在城市地下建造一个隧道空间，将市政、电力、通讯、燃气、给排水等各种管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理。建设综合管廊系统能有效缓解城市发展与我国土地资源紧张的矛盾，对提高土地利用率、扩大城市生存发展空间具有重要的意义。综合管廊监控弄生态系统中，包含着多种子系统，例如：环境监测子系统、通信子系统、火灾/可燃气体报警子系统、视频监控子系统等等。传统系统监控手段单一，各自独立完成其特定单一的监控功能，相互间缺乏必要的联系和有效的协调，信息缺少相互关联，无法实现真正的信息共享，不能充分发挥系统的作用，而且各系统都需要配置监控设备和管理人员，造成人力、物力的浪费。

为了解决这种问题，特此提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提供综合管廊监控系统，本发明综合管廊大数据监控平台集成管廊各子系统，将数据采集、数据存储、对象监视、智能控制、报警提醒等多种功能集成为一体，可以实现统一监控，集中管理、灵活配置，而且只需要配置一台监控工作站，降低成本，提高运维管理水平。

为了实现这些目的，采用如下技术方案：

综合管廊监控系统，用于对管廊进行监控以及管理，分三层结构，分别为数据源、平台层和展示层，所述数据源与平台层之间实现网络通讯连接，平台层与展示层之间实现网络通讯连接，所述平台层位于数据源和展示层之间；所述数据源包括数据采集器，所述平台层包括预警预报子系统、安全防范子系统，预警预报子系统包括可燃气体报警系统、防火门监控系统、自动火灾报警系统；所述安全防范子系统包括出入口控制系统、离线巡更系统以及出入口控制系统、人员精准定位系统、人员入侵系统以及视频监控系统；所述展示层通过客户端实现。

优选的，所述客户端包括电脑、手机app、大屏监控。

优选的，所述展示层还包括平台支撑系统，所述平台支撑系统包括gis地图引擎、bim模型。

优选的，所述数据采集器包括用于检测气体、温湿度的气体探测器；所述数据采集器包括用于检测水位、液位仪的磁性液位计；所述数据采集器包括数字水准仪；所述数据采集器包括位移计，所述位移计为位移传感器；所述数据采集器包括用于检测烟感的烟雾报警器。

进一步的，所述所述平台层还包括大数据资源中心、环境与附属设备监控子系统、运维管理系统、系统管理系统以及综合监控和预警一张图系统；所述平台支撑系统还包括消息推送引擎单元、任务调度引擎。

进一步的，所述运维管理系统包括维修工单单元、巡检工单单元、阀值管理单元、设备管理单元、档案管理单元、台账管理单元、应急预案管理单元、系统组态单元、统计报表单元、入廊企业管理单元、管廊信息管理单元。

进一步的，所述系统管理系统包括系统安全单元、用户管理单元、机构管理单元、角色管理单元、系统日志单元。

进一步的，大数据资源中心包括数据推送单元、数据接口开放单元、数据资源门户单元、任务调度单元、数据安全管控单元、数据库、视频系统、文件系统、数据加载单元、数据转换单元、数据编目单元、数据仓库管理单元、大数据基础平台单元、acu数据采集适配单元、视频监控采集适配单元、设备数据采集适配单元、文件采集适配单元。

进一步的，所述大数据基础平台包括分布式存储单元、资源管理单元、数据抽取单元、并行计算单元、数据访问单元、运维管理单元。

进一步的，环境与附属设备监控子系统包括环境监控系统和管廊本体结构监控系统，所述环境监控系统包括环境实时监测单元、环境预警单元、环境查询统计单元和联动操作单元；所述管廊本体结构监控系统包括管廊实时监测、管廊预警和管廊查询统计。

有益技术效果：

本发明综合管廊大数据监控平台集成管廊各子系统，将数据采集、数据存储、对象监视、智能控制、报警提醒等多种功能集成为一体，可以实现统一监控，集中管理、灵活配置，而且只需要配置一台监控工作站，降低成本，提高运维管理水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明综合管廊监控系统三层结构示意图。

图2是本发明综合管廊监控系统平台层结构示意图。

图3是本发明综合管廊监控系统运维管理系统结构示意图。

图4是本发明综合管廊监控系统系统管理系统结构示意图。

图5是本发明综合管廊监控系统大数据资源中心结构示意图。

图6是本发明综合管廊监控系统大数据基础平台结构示意图。

图7是本发明综合管廊监控系统预警预报子系统结构示意图。

图8是本发明综合管廊监控系统安全防范子系统结构示意图。

图9是本发明综合管廊监控系统环境与附属设备监控子系统结构示意图。

图10是本发明综合管廊监控系统平台支撑层结构示意图。

图11是本发明综合管廊监控系统大数据资源中心与采集设备连接结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

本发明综合管廊监控系统，为综合管廊大数据监控平台，将三维地理信息、设备运行信息、环境信息、安全防范信息、视频图像、预警报警信号、管理信息等内容进行融合，建立统一的资源库，结合分布式历史数据库、预报警分析、大数据分析，全交换组网等优势技术为管廊监控的业务应用服务。

实施例1

具体的，参照图1，综合管廊监控系统，用于对管廊进行监控以及管理，分三层结构，分别为数据源、平台层和展示层，所述数据源与平台层之间实现网络通讯连接，平台层与展示层之间实现网络通讯连接，所述平台层位于数据源和展示层之间。所述展示层通过客户端实现，所述客户端包括电脑、手机app、大屏监控。

参照图2，所述平台层包括大数据资源中心、平台支撑系统、环境与附属设备监控子系统、安全防范子系统、预警预报子系统、运维管理系统、系统管理系统以及综合监控和预警一张图系统。

参照图3，具体的，所述运维管理系统包括维修工单单元、巡检工单单元、阀值管理单元、设备管理单元、档案管理单元、台账管理单元、应急预案管理单元、系统组态单元、统计报表单元、入廊企业管理单元、管廊信息管理单元。

参照图4，系统管理系统包括系统安全单元、用户管理单元、机构管理单元、角色管理单元、系统日志单元。

参照图5，大数据资源中心包括数据推送单元、数据接口开放单元、数据资源门户单元、任务调度单元、数据安全管控单元、数据库、视频系统、文件系统、数据加载单元、数据转换单元、数据编目单元、数据仓库管理单元、大数据基础平台单元、acu数据采集适配单元、视频监控采集适配单元、设备数据采集适配单元、文件采集适配单元。

进一步的，所述大数据资源中心是由大数据基础平台基于hadoop框架构建，兼容spark并行计算框架，提供海量异构数据存储、并行数据处理和统一资源管理维护等能力，为管廊大数据的整合、分析和利用提供分布式的计算和存储能力。

平台通过多种方式全方位、多维度、实时、动态化地采集综合管廊内环境和各种设备监控监测数据，同时运用图像分析、语义分析等大数据技术，转换及加载不同种类及形式的数据，并将采集的数据存储至分布式文件系统hdfs或者分布式数据库hbase中，为综合管廊智能化监控提供数据支撑。同时资源中心提供数据推送、接口开放、数据安全管控等功能，为管廊监控平台提供大数据环境下的数据整合、管理、存储及开发的利器。

参照图6，大数据基础平台包括分布式存储单元、资源管理单元、数据抽取单元、并行计算单元、数据访问单元、运维管理单元。

参照图7，预警预报子系统包括可燃气体报警系统、防火门槛控系统、自动火灾报警系统。

参照图8，安全防范子系统包括离线巡更系统、出入口控制系统、人员精确定位系统、人员入侵系统、视频监控系统。

参照图9，环境与附属设备监控子系统包括环境监控系统和管廊本体结构监控系统，所述环境监控系统包括环境实时监测单元、环境预警单元、环境查询统计单元和联动操作单元；所述管廊本体结构监控系统包括管廊实时监测、管廊预警和管廊查询统计。

预警预报子系统、安全防范子系统、环境与附属设备监控子系统是综合管廊监控系统中各业务子系统，将各子系统的数据采集、对象监视、智能控制、告警提示等多种功能集成为一体，可以实现集中管理、灵活配置、统一监控等功能。

客户端平台包含pc端与手持移动客户端，利用“物联网、大数据、移动互联、信息安全”等技术，实现大数据的智能化运维管理支撑体系，将分散的设备数据转换为系统的管理数据，变被动式运维为主动式运维，结合业务特征，实现对管廊的统一管理和优化控制，打造“智慧化的管廊运营”环境。

本发明引用大数据技术解决管廊设备数据采集、存储、计算、挖掘和管廊问题；统一管理平台，提高响应速度和运维水平；实现综合管廊空间以及设施设备的三维呈现；积累数据、优化模型，从监测、预警未来向预测发展，发挥平台更大价值。

参照图10，平台支撑系统包括gis地图引擎单元、bim模型单元、消息推送引擎单元以及任务调度引擎单元，为上层业务子系统的建设提供支撑。

平台支撑系统的核心功能包括三维可视化管理、安全应急管理、数据分析及增值运营三方面。

具体的，三维可视化管理利用bim技术对管廊仿真分析，将三维地理信息、设备运行信息、环境信息、安全防范信息、视频图像、预警报警信号、巡检信息等内容进行融合，统一在三维可视化平台进行集中展现，实现综合管廊的一体化的立体监控和调度。

安全应急管理指的是应用强大的安全报警中心，打造完整缜密的安全报警中心，与二三维gis平台、门禁系统、视频监控系统、附属设备、手持终端联动，7×24小时捍卫管廊的安全。

通过应用地理gis地图引擎单元，建立数字城市基础地理信息数据库，实现城市基础地理信息资源的集中管理、统一服务；建立基础地理数据库，形成政府、行业部门等地理信息互联互通和共享应用，为城市规划、国土、城建、交通、水利、公安、环保等各政府部门提供科学、准确、及时的地理空间服务，为城市发展战略决策分析、制定规划、应急响应及实施一切重大战略举措提供必要的基础信息平台和技术支撑，实现管线最终转化为管廊的技术升级。在此基础上建设城市综合管廊数据库，实现城市综合管廊与专业管线信息的分布式共享交换和一体化组织；建立综合管廊应用系统，为城市管廊的规划、施工及运行管理、城市地上地下空间统一开发利用提供完整的管廊信息服务。

数据分析与增值运营基于大数据的分析技术，利用日积月累的海量数据，建立相应模型，从传统自动化告警监测及展示，向预测分析的智能化发展，实现更加全面和体系化的监控生态。分功能包括：实时数据分析、设备运行分析、运维数据分析、环境数据分析及报警数据分析等。

进一步的，综合监控与预警一张图系统是指基于统一的地理空间框架，面向管廊监管和服务的目标，集成管理和展示环境与设备监控、安防、消防等多源业务数据。

所述数据源是数据获取终端，包括烟感、水准仪、液位计、气体、湿温计、水位计、风机、位移计、照明、水泵、摄像头、wifi、红外对射、rfid、门禁、档案。

参照图11，所述大数据资源中心的acu数据采集适配器单元与至少一个acu相连接；所述视频监控采集适配单元与摄像头相连接；所述设备数据采集适配单元分别于wifi、红外对射、rfid、门禁相连接；所述文件采集适配与档案相连接。

所述acu连接数据采集终端，所述数据采集终端包括烟感、水准仪、液位计、气体、湿温计、水位计、风机、位移计、照明、水泵。

大数据资源中心通过acu数据采集适配器单元、视频监控采集适配单元、设备数据采集适配单元、文件采集适配将得到的实时数据上报给大数据基础平台。所述大数据基础平台中的数据抽取单元负责抽取数据源采集的数据信息抽取其中有用信息通过分布式存储进行数据存储。

数据访问单元为数据访问提供数据访问接口。

并行计算单元为数据进行计算提供接口。

运维管理单元解析数据源数据中的运维管理数据信息，为数据提供管理接口。

所述数据加载单元为平台支撑层应用进行相关数据加载。

所述数据转换单元负责对数据源采集的数据进行格式转换，去掉冗余的数据信息。

数据编目单元对数据进行分类整理。

所述环境数据库用于存储关于环境信息的数据，为环境与附属设备监控子系统提供数据基础。

所述安防数据库用于存储关于安防检测信息的数据库，为安全防范子系统和预警预报子系统提供数据基础。

所述预警预报数据库用于存储数据抽取过的警报信息，所述bim数据库用于存储bim数据，为bim模型创建提供数据基础。

gis数据库用于存储gis数据信息，为gis地图引擎单元提供数据基础。

所述运维数据库存储运维管理单元解析的数据信息，为运维管理系统提供数据基础。

本发明多种不同的监控系统，各所述不同的监控系统用于监控不同的目标，充分满足管廊多样化监控需要。

有选的，本系统采用基于工业以太网传输的三层监控体系结构，所述系统的各类信号采用光纤环网进行传输；所述三层监控体系包括上层的展示层，中间层的数据支撑服务平台层以及底层的数据源层。

所述数据源层为数据提供平台。

所述平台层的大数据资源中心为支撑平台为其他系统提供webservice接口服务，以服务请求方式实现数据交互；数据在所述数据支撑服务平台汇总后形成整个管廊系统的综合数据链路，对数据进行逻辑分析与处理。

基于bim模型、gis地图引擎平台管理模块包括二、三维与全景融合的监测系统，实现二维平面图、三维动态模型和全景环境相辅相成的环境监测信息、设备运行状态、报警信息实时显示展示系统。通过二维gis了解管廊的全局概览，通过bim三维建模，提供管廊、通道、管路、线路、设备的虚拟再现，将检测数据通过全景环境进行现场的展示，当各种传感器出现报警信息，可通过数据库查询该传感器对应的id和gis坐标，可在bim三维模型精确定位，根据报警信息内容与其他控制系统联动输出，预防事故发生。

地下管廊数据源采集的环境状态数据包括温度、湿度、集水坑水位、空气含氧量、有害气体含量以及视频监控数据；所述环境监控系统连接着温度传感器、湿度传感器、水位传感器以及气体传感器。

优选的，所述地理信息系统由gis组成，用于当系统出现故障时，可以精确定位故障的位置信息；当管线发生故障时，所述数据支撑服务平台获取安装在故障处的传感器信息，通过建立数据库，查询该传感器对应的id再结合gis系统可定位出故障处的位置信息。

环境监控单元，用于采集地下管廊内的环境状态数据信息，并通过低压电力线将采集到的信息传送至数据支撑服务平台；地下管廊内的环境状态数据包括温度、湿度、集水坑水位、空气含氧量、有害气体含量以及视频监控数据；环境监控系统连接着温度传感器、湿度传感器、水位传感器和气体传感器。

运营维护管理系统，用于记录综合管廊内的运维计划、运维人员、运维周期、巡查区域、巡查目标信息。

数据推送单元负责向上层进行数据推送。数据接口开放单元负责为其他系统或功能单元提供接口。

所述数据源中的气体、温湿度的检测终端为气体探测器。所述气体探测器为河南中安电子探测技术有限公司，s100气体探测器，探测环境中可燃气体、有毒有害气体的泄露浓度。上传4～20ma或者rs485信号。

所述数据源中的水位、液位仪采用南通市化工仪表厂有限公司，qefuz磁性液位计，探测介质的液位、界位指示。输出rs485(开、关、高度等)信号。

所述数据源中的水准仪采用日本索佳sdl30数字水准仪，快速进行水准测量和距离测量。输出mubustcp/ip网络信号。

所述数据源中的位移计采用深圳市米诺电子有限公司，防爆型拉绳(线)位移传感器mnhfb-100-rs，输出rs485(开、关、移动距离等)信号。

所述数据源中的风机采用靖江市易凯通风设备有限公司dz－11型壁式低噪音轴流风机。输出rs485(开、关、转速等)信号。

所述数据源中的水泵采用深圳聚光设备科技有限公司20sg2-8型管道泵，适用于高层建筑增压送水、远距离输水、空调、制冷冲洗等。输出rs485(开、关等)信号。

所述数据源中的照明采用北京莹光万年科技发展有限公司，led智能照明灯fts220/4-1。输出rs485信号。

所述数据源中的烟感采用深圳市同安迪科科技有限公司，tad-169烟雾报警器(联网型)，输出：联网输出/led指示报警，网络信号。

所述数据源中的acu采用深圳市哲扬科技有限公司，itanel一体化区域控制单元。具体参数如下：2个千兆光口模块，10个其他功能模块；36个继电器输出；含接线端子和光纤盘，支持1小时不间断电源供电。千兆光模块：4个千兆光端口，支持环网；千百兆模块：4个千兆或百兆端口，支持环网；百兆电模块：4个百兆电端口；wifi模块：支持802.11b/g/n；语音网关模块：2路pstn电话机接口；wplc-cpu模块：1路rs485，8路数字输入，8路数字输出；wplc-ad模块：10路模拟量，其中包括8路电流型(0～20ma)和2路电压型，电压型支持0到5v和0到10v；wplc-io模块：12路数字量输入，12路数字量输出。

所述述数据源中的摄像头采用杭州海康威视数字技术股份有限公司，ds-2cd7086f，800万2/3”，cmosicr日夜型枪型网络摄像机。

所述数据源中的wifi采用深圳市信锐网科技术有限公司，千兆无线控制器nac-6200。

所述数据源中的红外对射采用东莞艾礼富安防设备有限公司，艾礼富韦尔智能数码变频主动红外对射2-4光束，型号abt-40。

所述数据源中的rfid采用富楼那(上海)通信科技有限公司，rfid通道门、安全门系列产品。

所述数据源中的门禁采用杭州市华星数码技术有限公司，指纹门禁一体机。

所述数据源中的档案采用相关综合管廊资质文档，或者电子文档。

gis地图引擎采用集成arcgisserver作为gis的中间件，arcgis是一款全新的具有高效、强大的生产力桌面端应用程序。它具有全新内核、全新渲染引擎；二三维融合应用；支持红绿立体眼镜；发布3d模型服务(sceneservices)；发布web场景(webscene)等功能。

bim模型采用集成上海鹰图软件科技有限公司，bimviz软件，为综合管廊bim可视化提供一流的三维引擎。

可燃气体报警系统采用深圳市科尔诺电子科技有限公司，可燃气体检测仪(在线式)，型号：mot500-ex，适用于各种环境中的可燃气体浓度检测。输出rs485等信号，采用标准modbusrtu协议，传输距离2km。

防火门监控系统采用泉州市天龙电子科技有限公司，相关的防火门监控系统设备。包括防火监控器；区域分机(中继器)，型号tlxtfj-2013；(智能型)防火门现场控制装置，型号tl909-f/c2；(标准型)防火门现场控制装置，型号tl909-f/a。

自动火灾报警系统采用深圳市同安迪科科技有限公司，tad-169烟雾报警器(联网型)。

离线巡更系统采用沈阳金万码高科技发展限公司，“悍码4”感应式电子巡更系统，包括硬件设备有：“悍码4”巡检器，型号wm-5000v4；巡更点，型号wm-30a/em。以及巡检软件系统。

出入口控制系统采用西奥物联网科技股份有限公司，单门&带密码防暴门禁系统，硬件设备有s301d，485通讯、em卡单门双向门禁机；以及相关的软件系统。

人员精准定位系统采用青岛安然物联网科技有限公司，管廊人员定位系统，硬件设备有多功能基站ar001-j-hg；防爆定位采集分站ar002-ii-dwcj-tx01；无线定位子站ar003-d-hg；标识卡ar002-k-hg。以及相关的配套系统。

人员入侵系统采用广州市艾礼富电子科技有限公司，微波对射(雷达)入侵探测器vdwb-50d，以及配套的软件系统。

视频监控系统采用杭州海康威视数字技术股份有限公司，ds-2cd7086f，800万2/3”，cmosicr日夜型枪型网络摄像机，以及ivms-8700综合安防管理平台v2.8.3。

本发明使用的服务配置为：2*e5-2650因特尔cpu，1*32g内存，1*480gssd硬盘，2*2tbsata硬盘，4个ge接。

所述acu数据采集适配器单元与acu连接数据采集终端配套使用，为现有技术。

视频监控采集适配单元与摄像头配合使用，为现有技术。

设备数据采集适配单元与wifi、红外对射、rfid、门禁配合使用，为现有技术。文件采集适配单元与档案配合使用，为现有技术。

本发明所采用的部分模块、单元、系统为市场上能够采购到的产品，所述产品相关说明会有明确的电路、引脚以及安装说明，所以本发明公开充分能够实现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。