智慧城市的智慧井盖网络分析

智慧城市的智慧井盖网络分析

贺胜民 赵杰

德州新动能铁塔发电有限公司 山东 德州 253300

摘要：智慧城市涵盖诸多内容，其中包括智慧能源系统、智能交通系统、智慧物流、智慧医疗、城市指挥中心、城市公共安全、城市环境管理等方面，而智慧井盖隶属于城市公共安全和城市环境管理范畴。在城市化进程不断推进的背景下，城市井盖可有效保护地下管网，如果井盖存在倾覆或者丢失情况将会对行人安全构成威胁，采取人工巡查的方式存在较大难度，为此需要采取智能化管理手段，开发实时井盖状态监测报警系统。本文从智慧井盖的定义入手，讨论智慧井盖背景及研究意义，阐述智慧井盖系统总体设计，最后提出智慧井盖网络系统软件设计，希望对相关研究带来帮助。

关键词：智慧城市；智慧井盖；窄带物联网

如今井盖遍布城市每个角落，尽管有关部门在井盖管理方面提出了相对独立的管理权利和义务，然而依靠人工统计和管理效率低下，并且井盖倾覆或者丢失后会存在重大隐患，通常无法在第一时间采取补救措施，可能导致系统故障、交通瘫痪，甚至人员伤亡，所以新时期需要对物联网技术加以利用。通过窄带物联网技术打造智慧井盖系统，以此对城市井盖集中管理，满足精确定位、自动巡检和多渠道报警等需要。

一、智慧井盖的定义

目前在法律层面尚未对智慧井盖作出明确定义，可以将智慧井盖理解为利用大数据、云计算、物联网等全新技术，并从监管的角度出发获取相关信息，进而满足安全智能评估和决策的需要。智慧井盖系统是智慧城市发展的产物，通过设计智慧井盖网络有利于进行安全智能评估，保障行车安全和人们的生命财产安全，促进城市健康发展^[1]。

二、智慧井盖背景及研究意义

井盖主要分布在马路、人行道以及绿化丛中，很少引起人们注意，然而一旦出现井盖丢失或者倾覆就会对人们安全构成威胁。当前城市井盖数量多、分布较广，依靠人工巡查难度较大，利用物联网技术对井盖进行监控可以解决以上问题。其中，窄带物联网具有功耗低、容量大、覆盖远等特点，可在恶劣的环境下传输信号，其中井盖控制器和报警系统可以进行井盖资产管理、井盖位置地图管理、井盖告警实时监控以及井盖故障派单处理，一旦井盖出现倾覆或者移动可及时通知报警中心。当前我国对井盖监控的系统较少，目前国外普遍采取安装电子监视器的方法管理，不过投资较高、推广难度较大，该情况下智慧井盖监测系统应运而生，并且成为了研究热点，开发一套低投入、高效率、实时性强的监控系统和报警系统势在必行^[2]。

三、智慧井盖系统总体设计

（一）设计原则

其一是先进性和实用性相结合的原则。在方案设计过程中需要利用物联网这种尖端的科学技术，然后与其它技术成果相结合；其二是安全性和可靠性原则。在系统设计过程中需要对软件系统、操作系统等各方面进行考虑，保证硬件设备以及软件权限都具有保护措施，然后利用系统日志对每个操作环节进行安全性检验，最终让整个系统工作具有稳定性、持续性和高效性特点；其三是开放性和可扩展性原则。在系统支持下得到原始数据，之后通过开放性的网络和数据结构并加以拓展，随着系统升级满足管理需要，系统中的关键模块处于相对独立状态，所以当各模块扩充的过程中不会对其它模块产生显著影响；其四是可维护性。系统的设计需要满足用户实际需要和规模要求，由此减少用户维护工作量，通过模块化的硬件结构实现快速修复，还需要打造管理和维护机制，让系统更加稳定的运行。

（二）设计特点

其一，需要确保智慧井盖的安装和维护便捷；其二，保证报警具有及时性，监测到系统异常时，报警时间不得超过10秒；其三，系统电池使用时间长，至少满足五年使用要求；其四，系统操作便捷，无需管理人员长期值守；其五，井盖监控中心可以远离井盖现场，不会受到距离限制。

（三）系统架构

在该系统下包括监控中心、数据处理中心以及前端数据采集控制三个部分，在数据采集设备搜集数据后，通过窄带物联网、通信技术、地理信息技术、传感器技术将数据传输到处理中心，之后再次传输到监控中心^[3]。

（四）功能原理

智慧井盖监管系统主要是根据市政管理部门的要求，对井盖进行智能化、信息化管理。在窄带物联网、通信技术、GIS定位技术、传感器技术、计算机网络技术的支持下对城市井盖进行网格化、智慧化、控件化管理，以此创新管理模式，完善管理流程，制定监督评价体系，全面提升城市整体管理水平。

四、智慧井盖网络系统软件设计

（一）软件设计

对于智慧井盖系统软件设计来讲，主要是利用浏览器、服务器，体系结构具有跨平台运行能力，并且系统客户端界面具有美观性，反应速度快，即使处于离线状态依然具备查询分析作用，整体上体现出良好的兼容性。在基础架构下客户端和关联数据库实现交互，能够查询和更新井盖状态，为后续维护提供信息支持，结合功能划分将整个系统分为GIS控制模块、数据报表模块、井盖管理模块、异常报警模块、巡检维修模块、任务派工模块、用户管理模块以及安全管理模块。

（二）GIS控制模块

借助该模块可以在GIS地图上呈现监测点位置，显示监测点等名称以及相关信息，同时还能展示报表数据和井站的实时数据情况。GIS控制模块下的功能点包括设置按钮、地图区域、设备状况。

（三）井站管理模块

在该模块下主要包括信息维护以及设备信息维护，其中井站信息维护能够显示不同井站的详细信息，可以添加、修改或者删除相关信息，更换责任人以及一键设置。井站在设备信息维护模块下能够展示信息和网络在线情况，具有添加、修改以及删除等权限^[4]。

（四）数据报表模块

在该模块下结合井站历史数据可以对数据报表统计分析、打印，进而为管理人员制定决策提供帮助。

（五）异常报警模块

在该模块下能够对井站实时监测数据和设备在线情况扫描，并发送相关指令，可以对井内指标超标以及设备异常等情况进行实时查看和监控^[5]。

（六）任务派工模块

通过管理全部已经保存的任务和详细信息可以添加或者修改。与此同时，还可以对全部已经派发的任务和任务信息进行管理，分析任务轨迹情况，然后查看任务井站位置。

结束语：

综上所述，井盖作为地下管网入口，对其智慧管理可以有效提升地下管网的安全管理水平。在物联网、传感器等技术支持下，智慧井盖管理效率大大提升，可有效减少井盖倾覆、掉落、被盗等情况，出现异常后能够及时发现，以此保障群众的生命财产安全。在智慧城市理念下，智能井盖的网络化管理成为了重要组成部分，今后还要继续加强相关研究，以降低维护成本，提升监测性能，促进城市现代化发展。

参考文献：

[1]张智尧，潘优美，孟均.科技交通、智慧城市之星—智能井盖应用与监测[J].市政技术，2020，38(z1):50-52.

[2]俞梦姣，许铁强，许云海.基于互联网大数据的智慧井盖管理系统设计研究——绍兴柯桥排水有限公司对于柯桥区井盖管理系统设计探索[J].城镇建设，2020，12(11):215-216.

[3]卢炜娟，干卫东.智慧井盖在城市排水设施管理中的探索应用[J].市政设施管理，2020，11(4):52-53.

[4]朱代先，王力立，刘冰冰.基于NB-IoT的智慧井盖监测系统设计与实现[J].计算机测量与控制，2019，27(10):55-59.

[5]尹椿荣，蒋新生，李抒智.基于智慧机场的井盖—摄像头物联模式研究[J].长江信息通信，2021，34(2):113-115.