詳細(xì)介紹： 熱力公司管網(wǎng)GPS巡檢管理系統(tǒng)
第一章 需求分析
第一節(jié)、項目背景
現(xiàn)代社會水，電，暖，業(yè)務(wù)飛速發(fā)展，已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要公用基礎(chǔ)設(shè)施之一，并關(guān)系到廣大百姓的日常生活。其中熱力管網(wǎng)及其附屬設(shè)施有其特定功能，在熱力的輸送、配氣中發(fā)揮其特定的作用。正是因為有這些管網(wǎng)和附屬設(shè)施，對熱力管網(wǎng)的總體控制才成為可能，滿足用戶的不同用氣需求才得以實現(xiàn)，因此必須加強(qiáng)對管網(wǎng)及其附屬設(shè)施的管理。目前這些行業(yè)主要通過人員的日常巡檢巡視和SCADA遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合的方式對管網(wǎng)及其附屬設(shè)施實現(xiàn)日常管理和維護(hù)。
管網(wǎng)及其附屬設(shè)施的日常巡檢工作主要為：
1.對不同類型的管網(wǎng)或附屬設(shè)施制定相應(yīng)的日常巡視保養(yǎng)周期以及巡檢保養(yǎng)的具體工作內(nèi)容，即巡檢計劃。
2．管網(wǎng)及附屬設(shè)施日常巡視保養(yǎng)人員應(yīng)根據(jù)巡檢計劃在規(guī)定的巡視周期內(nèi)完成巡視保養(yǎng)工作，在現(xiàn)場記錄管線及附屬設(shè)施的狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。
3.管理者收集現(xiàn)場采集的管網(wǎng)及附屬設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，安排對管網(wǎng)和管網(wǎng)附屬設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)，并對設(shè)施狀態(tài)的變更在臺帳中予以更新。
4.通過以上數(shù)據(jù)的積累和數(shù)據(jù)挖掘為管線和設(shè)施的更新，選型作輔助決策。
第二節(jié)、需求分析
在地圖基礎(chǔ)上，增加x名巡線人員在巡查管線時實現(xiàn)實時定位、上傳巡查點實時位置坐標(biāo)，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)的工作紀(jì)錄，隱患紀(jì)錄，隱患圖片，隱患視頻，用于對線人員巡查路線、巡查周期的監(jiān)督，直觀、實時監(jiān)視突發(fā)情況的現(xiàn)場巡檢人員巡檢到位管理，了解巡檢人員真實巡檢到位情況和巡視檢查工作軌跡，掌握設(shè)定的巡檢計劃的實施質(zhì)量，記錄管網(wǎng)附屬設(shè)施巡檢的歷史時間節(jié)點管網(wǎng)及附屬設(shè)施工作情況，運(yùn)行參數(shù)，環(huán)境狀況的采集與統(tǒng)計分析，巡視檢查中對管網(wǎng)設(shè)施的工作狀態(tài)、各類故障，壓力等運(yùn)行參數(shù)，施工、占壓等環(huán)境狀況等檢查項目的結(jié)果做現(xiàn)場的文字，圖片或者圖像記錄。通過對以上信息和數(shù)據(jù)的自動分析、統(tǒng)計，評估管網(wǎng)和附屬設(shè)施的工作狀況，為維護(hù)和保養(yǎng)積累數(shù)據(jù)提供輔助決策。
管網(wǎng)及附屬設(shè)施GIS及電子臺帳
建立區(qū)域地形道路GIS圖和管網(wǎng)及附屬設(shè)施的GIS地圖，通過坐標(biāo)化實現(xiàn)對管網(wǎng)及附屬設(shè)施的可視化管理。在系統(tǒng)中建立包括基本屬性、維修維護(hù)記錄、動態(tài)參數(shù)在內(nèi)的管網(wǎng)及附屬設(shè)施的電子臺帳，結(jié)合GIS地圖，為管網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
現(xiàn)場管網(wǎng)及附屬設(shè)施資料查詢
巡檢人員在巡檢現(xiàn)場可在巡檢儀上查詢到管網(wǎng)及附屬設(shè)施的臺帳資料、提供工作內(nèi)容指引、現(xiàn)場位置指引、周邊設(shè)施查找等信息，提高現(xiàn)場巡檢工作的效率。
現(xiàn)場拍照，視頻
巡檢過程可對管網(wǎng)或設(shè)施現(xiàn)場拍照或者視頻信息實時回傳到管理中心作為搶險調(diào)度依據(jù)
第二章 系統(tǒng)概述
第一節(jié) 系統(tǒng)基本原理
根據(jù)項目需求，系統(tǒng)設(shè)計為由GPS一種方式同時定位；定位信息和現(xiàn)場采集的管網(wǎng)及附屬設(shè)施工作信息由3G（電信或者聯(lián)通）或者GPRS（CDMA），WIFI等網(wǎng)絡(luò)實時上傳到系統(tǒng)管理平臺（也可通過USB數(shù)據(jù)線提供非實時的數(shù)據(jù)上傳）。系統(tǒng)管理平臺對以上數(shù)據(jù)自動歸檔保存，并自動統(tǒng)計與分析，提供巡檢到位統(tǒng)計和管網(wǎng)及附屬設(shè)施工作情況兩大類報表。結(jié)合管線及附屬設(shè)施的GIS地圖和電子臺帳，可以實現(xiàn)對管線及附屬設(shè)施從新建到日常運(yùn)行、維護(hù)保養(yǎng)直至廢除的全程管理。
巡檢到位管理
巡檢人員隨身的攜帶手持式巡檢儀同時內(nèi)置了GPS定位和3G，GPRS，WIFI通訊模塊，巡檢人員巡視檢查過程中，巡檢儀會自動連續(xù)記錄下當(dāng)前坐標(biāo)信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實時發(fā)回到系統(tǒng)管理軟件，并形成巡視檢查的工作軌跡。
根據(jù)GPS的定位信息和信息點讀點記錄，系統(tǒng)自動對比預(yù)設(shè)的巡檢計劃，生成客觀有效的巡檢到位統(tǒng)計報表，從而保證巡檢工作按計劃的正常實施。
管網(wǎng)及附屬設(shè)施運(yùn)行信息管理
巡檢人員在對管網(wǎng)及附屬設(shè)施巡視檢查時，會自動提示對應(yīng)的檢查工作內(nèi)容，并顯示這些設(shè)施的地圖位置和臺帳信息，巡檢人員將工作內(nèi)容通過事件選擇、數(shù)字輸入、漢字輸入或拍照的方式記錄在巡檢儀內(nèi)，一起可通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實
上傳到系統(tǒng)管理軟件。
系統(tǒng)管理軟件會自動對管網(wǎng)及附屬設(shè)施的工作狀態(tài)歸檔保存，并對故障、維修信息、運(yùn)行參數(shù)做統(tǒng)計分析，生成各類報表。由于所有的工作狀態(tài)信息都綁定了GPS數(shù)據(jù)，可以極大程度上保證數(shù)據(jù)的真實性和準(zhǔn)確性。
現(xiàn)場拍照或者視頻
巡檢過程可對管網(wǎng)或設(shè)施現(xiàn)場拍照或者視頻通過gprs網(wǎng)絡(luò)，WIFI網(wǎng)絡(luò)，3G網(wǎng)絡(luò)實時回傳到管理中心作為搶險調(diào)度依據(jù)。
管網(wǎng)及附屬設(shè)施可視化管理
通過建立管網(wǎng)及附屬設(shè)施和對應(yīng)區(qū)域的地形道路GIS系統(tǒng)，以及管網(wǎng)及附屬設(shè)施的電子臺帳，可以在GIS平臺中結(jié)合管網(wǎng)和附屬設(shè)施的地理位置和周邊環(huán)境，查看及基本屬性，巡檢記錄，維護(hù)保養(yǎng)記錄，工作狀態(tài)，運(yùn)行參數(shù)等等信息，實現(xiàn)可視化的管網(wǎng)管理。同時可將電子臺帳資料及地理位置信息下載到巡檢儀中，方便巡檢人員在現(xiàn)場查看，為現(xiàn)場維護(hù)保養(yǎng)或是維修提供有力的信息支持。
系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) GPS定位技術(shù)
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Global Positioning System簡稱GPS）是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展建立起來的一個高精度、全天候和全球性的無線電導(dǎo)航定位、定時的多功能系統(tǒng)。它利用位于距地球2萬多公里高的由24顆人造衛(wèi)星組成的衛(wèi)星網(wǎng)，向地球不斷發(fā)射定位信號。地球上的任何一個GPS接收機(jī)，只要接收到三顆以上的衛(wèi)星發(fā)出的信號，經(jīng)過計算后，就可以報出GPS接收機(jī)的位置（經(jīng)度、緯度、高度）、時間和運(yùn)動狀態(tài)（速度、航向）。 目前，沒有任何一種傳統(tǒng)的導(dǎo)航定位技術(shù)能夠達(dá)到GPS這樣的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。
GIS地理信息系統(tǒng)
GIS（Geographic Information System）是近些年來迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。它作為制圖學(xué)、計算機(jī)技術(shù)、地理、遙感、統(tǒng)計、測繪、通訊、規(guī)劃和管理學(xué)科交叉運(yùn)用的產(chǎn)物廣泛地運(yùn)用在各個領(lǐng)域。在本系統(tǒng)中，主要用于在計算機(jī)系統(tǒng)中對地圖的顯示和管理以及燃?xì)夤芫€信息的管理。
GPRS網(wǎng)絡(luò)介紹
GPRS（General Packet Radio Service，即：通用分組無線業(yè)務(wù)）是相對于傳統(tǒng)的GSM傳送方式，具有“高速傳輸”、“永遠(yuǎn)在線”、“按量計費(fèi)”和“自如切換”等優(yōu)點，全面提升移動數(shù)據(jù)通信質(zhì)量。高速傳輸、快捷：峰值傳輸可達(dá)53.6Kbps，超過GSM技術(shù)3-5倍（與網(wǎng)絡(luò)情況有關(guān)）永遠(yuǎn)在線—方便：只要激活GPRS應(yīng)用后，將一直保持在線狀態(tài)。
3G網(wǎng)絡(luò)
3G是“第三代移動通信技術(shù)”（英語：3rd-Generation）的縮寫，也就是IMT-2000（International Mobile Telecommunications-2000），是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音（通話）及信息（電子郵件、實時通信等）。3G的代表特征是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，速率一般在幾百kbps以上。
第三章 系統(tǒng)構(gòu)成與主要功能
第一節(jié)．系統(tǒng)構(gòu)成
GPS巡檢人員管理系統(tǒng)由兩部分組成， 即手持設(shè)備部分，和系統(tǒng)管理中心部分。
系統(tǒng)總體設(shè)計圖
工作流程圖
根據(jù)項目要求及使用環(huán)境要求，防護(hù)系統(tǒng)選用了防護(hù)等級達(dá)到IP67的工業(yè)級手持式巡檢儀，無源型全密封設(shè)計的電子標(biāo)簽，軟件采用B/S結(jié)構(gòu)（網(wǎng)頁瀏覽方式）設(shè)計，避免了C/S結(jié)構(gòu)（客戶端方式）安裝客戶端麻煩，訪問速度慢
系統(tǒng)穩(wěn)定性差的弊端。
第二節(jié)．硬件介紹
1．手持式巡檢儀 GRT-P-6000
主要特性：
工業(yè)級三防設(shè)計 防水/防摔/防塵
集成了RFID、GPS、3G等模塊
內(nèi)置攝像頭
內(nèi)置WIN CE操作系統(tǒng)和功能強(qiáng)大的巡檢手持端軟件
帶觸摸屏和全功能32鍵鍵盤，可通過手寫或鍵盤輸入信息和操作軟件
3.2寸彩色TFT-LCD液晶
超大存儲內(nèi)存，完整放置全部管網(wǎng)及附屬設(shè)施的電子臺帳、照片、維護(hù)記錄等海量信息數(shù)據(jù)庫
通過基于WIN CE平臺的巡檢手持端軟件軟件，可以方便的查詢電子臺帳、巡檢計劃、查找當(dāng)前位置附近設(shè)施，并可在巡檢中完成復(fù)雜的巡檢工作內(nèi)容填寫和申報，并上傳現(xiàn)場照片,視頻。
外形尺寸：
常規(guī)：150mm*70mm*25mm
外包膠：160mm*75mm*35mm（可選）
重量： 240g / 275g(包膠版本)
操作系統(tǒng)： Windows CE 5.0操作系統(tǒng)，支持多語言
CPU ：SUMSANG S3C2451 ((533MHZ))
顯示屏： 3.2英寸TFT-LCD QVGA(240×320)彩色觸控屏幕
內(nèi)存：ROM 128MB / 256MB /512MB Nand FlashRAM 128MB
數(shù)據(jù)通訊: Wi-Fi無線局域網(wǎng) 標(biāo)配，內(nèi)置802.11b/g 無線通訊功能，通訊速率可達(dá)54MB/秒, 滿足CISCO CCX2/3安全標(biāo)準(zhǔn)，完全支持CISCO AP及安全規(guī)范攝像功能: 200萬/300萬高清像素，有補(bǔ)光燈，可選光學(xué)對焦
RFID: ISO14443A
藍(lán)牙 :藍(lán)牙Class2.1-EDR
主電源:3.7V 2800mAh可充電鋰電池, 工作時間8小時以上(視具體環(huán)境而定)
備用電源:150mAh備用電池
工作溫度:–10°C to +50°C
儲藏溫度:–20°C to +60°C
濕度: 5%–95% (無凝結(jié))
墜地抗震高度:工作溫度范圍內(nèi)，能承受1.2/1.5米(包膠版本)高度多次跌落到水泥地面的沖擊
擴(kuò)充卡槽 :Micro SD/TF插槽（最大支持16G）
物理接口: Mini USB ，RS232
打印機(jī) : 可連接串口打印機(jī)、藍(lán)牙打印機(jī)
其他附件: 皮套，通訊座（可同時對兩塊電池進(jìn)行充電）不屬于標(biāo)配
保修期： 24個月 配件除外
密封環(huán)境：IP64
防爆等級：EXIB ⅡBT4
II 13.56M無源卡
◆ 存儲容量：8Kbit，16個分區(qū),每分區(qū)兩組密碼
◆ 工作頻率：13.56MHZ
◆ 通訊速度：106Kboud
◆ 讀寫距離：5—10CM
◆ 讀寫時間：1-2MS
◆ 工作溫度：-20℃-85℃
◆ 擦寫次數(shù)：＞100000次
◆ 數(shù)據(jù)保存：＞10年
◆ 封裝材料：PVC、PET
◆ 封裝工藝：超聲波自動植線/自動碰焊
◆ 制作標(biāo)準(zhǔn)：ISO14443
II 系統(tǒng)管理平臺
采用SQL2000網(wǎng)絡(luò)型數(shù)據(jù)庫
MO GIS平臺
支持C/S和B/S結(jié)構(gòu)
可遠(yuǎn)程維護(hù)，自動版本升級
開放的數(shù)據(jù)接口
人員實時定位
巡檢軌跡回放
調(diào)度功能
設(shè)施屬性維護(hù)
巡檢計劃編制，分發(fā)
巡檢計劃考核
巡檢統(tǒng)計報表
設(shè)施隱患缺陷分析
設(shè)施運(yùn)行參數(shù)歷史分析
數(shù)據(jù)備份與打印
巡檢信息與管線，附屬設(shè)施的可視化管理
管線設(shè)施中修，大修管理
第三節(jié)．系統(tǒng)管理軟件介紹
1． 軟件結(jié)構(gòu)介紹
軟件采用先進(jìn)的B/S結(jié)構(gòu)，應(yīng)用SQLSERVER，WEBGIS等核心技術(shù)開發(fā)，地形道路圖可使用GOOGLE MAP。（GOOGLE MAP為免費(fèi)的道路地形GIS資料，每年會做一定的更新，在用戶還沒有建立或購買測繪道路地形數(shù)據(jù)時，是較理想的選擇，既可提供較準(zhǔn)確的道路地形資料，又可為用戶節(jié)約大量的地圖購買和每年更新的費(fèi)用，也避免了可能發(fā)生的地圖資料版權(quán)法律糾紛），也可以使用GIS系統(tǒng)提供道路地形圖。
軟件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖
巡檢數(shù)據(jù)，管網(wǎng)及附屬設(shè)施GIS資料，電子臺帳信息，用戶信息等系統(tǒng)管理軟件數(shù)據(jù)統(tǒng)一發(fā)送并保存在一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，并由該服務(wù)器負(fù)責(zé)以網(wǎng)頁形式發(fā)布軟件。用戶可用任意電腦由局域網(wǎng)或者是外網(wǎng)直接用瀏覽器訪問使用軟件，不需要安裝任何客戶端軟件。這樣不僅大大提高了使用軟件的便利性，更加強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全和可靠性，又避免了由于客戶端軟件帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定性，同時系統(tǒng)的維護(hù)工作量大大降低。
軟件結(jié)構(gòu)示意圖1
軟件結(jié)構(gòu)示意圖2
2． 軟件功能介紹
系統(tǒng)管理軟件主要功能模塊包括：巡檢到位管理/管網(wǎng)及附屬設(shè)施運(yùn)行管理/管網(wǎng)及附屬設(shè)施電子臺帳/GIS平臺
2.1巡檢到位管理
2.1.1巡檢計劃編制
對信息點安裝位置、管網(wǎng)附屬設(shè)施構(gòu)建、修改關(guān)聯(lián)關(guān)系。
對管網(wǎng)沒有安裝信息點的管線和區(qū)域可在地圖上設(shè)置位置考核點。
巡檢計劃編制，針對信息點和位置考核點制定巡檢計劃，包括巡檢樣板設(shè)置，巡檢周期設(shè)置，可設(shè)置日計劃、月計劃、季度計劃和臨時計劃
設(shè)置巡檢人員和不同管網(wǎng)設(shè)施巡檢工作內(nèi)容。
2.1.2巡檢到位報表
通過現(xiàn)場采集信息點的信息和時間和巡檢計劃做自動比對
通過GPS巡檢位置信息和巡檢計劃設(shè)置的巡檢考核點位置做自動比對
提供巡檢記錄明細(xì)查詢表，可查詢巡檢人員、巡檢地點、巡檢設(shè)施和巡檢時間，巡檢停留時間在內(nèi)的巡檢記錄
自動分析巡檢計劃實施中的漏巡，正常巡檢，不合格巡檢信息
提供巡檢人員巡檢到位考核報表、巡檢計劃實施情況報表、設(shè)施巡檢記錄報表等
2.1.3GPS巡檢軌跡分析
巡檢人員實時定位
巡檢人員巡檢軌跡回放
巡檢距離、巡檢速度計算
2.2管網(wǎng)及附屬設(shè)施運(yùn)行管理
對每次巡檢時記錄和上傳的管線狀態(tài)和附屬設(shè)施的工作參數(shù)作自動分析
提供每次巡檢中管線及附屬設(shè)施的工作情況和照片的查詢
對管線及附屬設(shè)施的工作情況的歷史記錄
并按管理要求作各類分析，包括缺陷分析，故障統(tǒng)計，歷史參數(shù)分析等等
2.3 管網(wǎng)及附屬設(shè)施電子臺帳
管網(wǎng)與附屬設(shè)施的新建，維護(hù)，廢除以電子臺帳的方式納入系統(tǒng)管理，可方便地搜索查找設(shè)備及相關(guān)屬性，并按巡檢采集回的信息及時更新，更和GIS地圖的位置信息直接勾連，可在地圖上搜索，定位
2.4 GIS模塊
地圖制圖 地圖瀏覽 距離量算、Tip查詢 設(shè)備定位、點圖查詢 空間定位（地圖導(dǎo)航、空間查詢、路口定位、單位檢索、道路追蹤）圖層控制、地圖標(biāo)注、地圖打印、地圖輸出
現(xiàn)場拍照，視頻信息
巡檢過程可對管網(wǎng)或設(shè)施現(xiàn)場拍照或者視頻通過3G網(wǎng)絡(luò)實時回傳到管理中心作為搶險調(diào)度依據(jù)
系統(tǒng)特點
穩(wěn)定性：
作為管線日常維護(hù)一個比較重要的系統(tǒng)，必須能高可靠的連續(xù)運(yùn)行，本系統(tǒng)本著經(jīng)濟(jì)實用，高性價比的原則設(shè)計，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)計方案、技術(shù)保障等方面綜合考慮，采用B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)立單獨的數(shù)據(jù)和通信服務(wù)器，使得系統(tǒng)能保證穩(wěn)定可靠。硬件充分考慮野外的使用環(huán)境，選用工業(yè)級的巡檢儀和適合多種安裝方式的信息點，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
先進(jìn)性：
系統(tǒng)采用全WEB頁面的方式，包括先進(jìn)的WEBGIS技術(shù)。巡檢儀集成了RFID，GPS，GPRS和攝像頭等功能，更好的滿足了巡檢人員現(xiàn)場使用的實際需求，并為以后系統(tǒng)向現(xiàn)場搶修，維護(hù)的使用提供了良好的基礎(chǔ)。
可擴(kuò)展性：
系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫接口可方便的導(dǎo)入其他數(shù)據(jù)庫資料，或是excel、CAD資料，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入提供便利可輸出入管網(wǎng)及附屬設(shè)施臺帳資料和工作信息到其他管理系統(tǒng)，方便用戶實施大管理平臺的系統(tǒng)集成
維護(hù)便利性：
地圖采用了或者GIS系統(tǒng)圖可以免維護(hù)自動做更新（同時也可人工添加圖層修繪制道路及其他信息）系統(tǒng)數(shù)據(jù)及軟件發(fā)布由一臺數(shù)據(jù)服務(wù)器完成，系統(tǒng)維護(hù)工作量小管網(wǎng)及其附屬設(shè)施資料和地圖可以通過GPS坐標(biāo)導(dǎo)入、CAD圖紙導(dǎo)入、手工繪制等多種方式編輯
