智能井蓋

一、 井蓋現狀

近年來隨著我國城鎮化進程不斷加快，城市基礎設施建設事業的持續高速發展，城市中給排水、燃氣、熱力、電力、通訊等各類市政公用地下管線設施日益增加，城市路面上相應各類檢查井相應地不斷增多，城市道路井蓋的管理也愈發重要。由于城市井蓋管理不善，造成全國范圍內各類傷人、損車事件頻發。井蓋管理的不到位嚴重影響了市民的人身安全，造成了不良的社會影響，如何改善和加強城市井蓋管理已成為困擾全國各地市政設施管理部門的一個難點、熱點問題。為了加強城市道路管理，保障城市道路完好，充分發揮城市道路功能，促進城市經濟和社會發展，國務院早在1996年就頒布施行了《城市道路管理條例》，對市政設施的管理養護做出了明確規定。全國主要城市也公布了《市政基礎設施規劃管理辦法》，為市政設施的制度化、規范化管理提供了法律依據，政府出臺各種相關法律、法規是加強市政設施管理的一方面，除此之外還應客觀、公正、全面的分析現實中的各種因素，才能更好的推進市政設施管理水平，為人民提供更加安全的道路環境。

二、行業痛點：這么多的井蓋如何管理？

隨著城市建設步伐的不斷加快，城市道路改建、新建、擴建、大修的工程數量及規模不斷擴大，伴隨每條道路工程的是相應的地下管網工程以及地面檢查井的不斷增多，各種不同類型的井蓋也相應的增多。以二線城市為例，僅在市管街道上的各種雨污水井、自來水井就有30萬余座，目前各部門的井蓋管理各自為政，誰的井，誰管理維護，雖然現在我市的數字化城市管理技術正在日趨成熟，基本各類損壞井蓋可以在短時間內找到責任單位并及時維修，但是仍存在不少管理盲區。有些無主井、廢棄井無法確認產權單位，有些井產權不明，造成這些井一旦損壞無法及時維修，這些井的維修往往要比維修那些產權責任明確的井更費周章，維修成本更高。在這期間就對市民的人身安全構成了威脅，事故一旦發生必會造成無可挽回的損失。

三、政策導向

隨著城市化進程的進一步加快市政公用設施建設發展迅速。根據2021年2月9日住建部等六部委下發關于《加強窨井蓋安全管理的指導意見》，市政、電力、通信、水務燃氣、熱力等單位擁有大量市政設備、資產需要管理。其中窨井蓋成為了不可忽視的一項。

住建部等六部委2021年2月9日發布《關于窯井蓋安全管理的指導意見》，“運用大數據、云計算”等新技術，基于傳感器與物聯網技術創新、提升窯井蓋安全效率和水平。

四、項目應用必要性

1、采用科技手段24小時在線式監管井蓋開蓋、移位、傾斜等狀態

2、降低傳統人工巡檢模式成本高，巡檢不到位。

3、符合智慧城市大數據集中監管模式

4、監測井下水位、火災、有毒氣體、定位，可有效提前預警，保障維護人員人身安全。

5、解決井蓋分散監管難題，提高監管效率和及時性。

6、通過加裝防墜網解決人員掉井保障。

五、產品技術優勢

“天龍中閩科技”智慧井蓋采用物聯網技術、無線傳感網絡技術等多項領先技術，搭載NB-IoT或4G、5G物聯網系統，具有信號滲透性強、速率快、成本低、功耗低、架構優等特點。

內置高性能鋰铔電池，待機3年。根據用戶需求，可以搭載各類傳感器，對開蓋移位全軸傾角傳感、水位、有毒氣體、環境等進行監測，結合其使用環境，智慧井蓋具有防水IP68等級設計，可以在潮濕的環境下長期穩定工作，具有耐低溫、高溫的特性。

智慧井蓋監控系統，監控平臺與手機APP控制由傳統的人工巡查變為智能監控，具有語音、短信、APP告警，GPS地圖展示，使維護工作更有針對性，提高了工作效率，降低了養護成本。

5.1構建全方位的高速公路井蓋資源狀態感知體系。通過多種檢測采集手段，實現資源整合，實現信息共享，真正實現“統一平臺、統一部署、統一管理”的一體化模式，建立智慧高速井蓋管理與服務平臺。

5.2建設井蓋資源分布圖。通過GIS地圖等模式將城市所有井蓋設施資源及井下管網狀態直觀、全面地展示在一張地圖上，對基礎信息、分布狀態進行實時監控。

5.3實現智能監測預警。強化井下水位動態采集手段，建立、優化

5.4將物聯網、云計算技術與井蓋管理緊密結合，實現井蓋數字化，管理智能化，維護簡單化，將井蓋管理帶入云時代。提升井蓋管理手段，轉變管理方式，使井蓋管理由被動應付變為主動管理，有效提高井蓋設施管理效率和精準度，減少因井蓋問題帶來的危害。

5.5電子地址標簽

　基于GIS建立井蓋全生命周期數字檔案，強化管理部門監管職能。利用電子標簽為井蓋建立唯一的身份標識，把井蓋整個生命周期的事務統一歸檔、統一管理。在施工、維護等各個環節做到快速查詢、溯源，幫助管理部門提升井蓋綜合管理水平，建立規范統一的標準化業務流程。

5.6井蓋狀態監控

　　在井蓋上安裝井蓋探測器，終端通過全軸傾角傳感技術，監控井蓋狀態軌跡分析，當井蓋姿態、形態發生改變時，即時發出井蓋異常報警信號。第一時間得知井蓋異常信息，及時調度處置，大幅提高管理效率。實現發現異常即時報警，提前預防，主動管理，降低養護成本及損失，提前發現并消除安全隱患。

5.7井下水位智能監控

通過安裝井下水位智能監控終端，強化井下水位動態超限采集手段。

5.8水質監測

  采集水質PH值，上傳至云服務器平臺。

5.9開放式協議，MQTT、UDP協議或API端口，可上傳至第三方平臺

5.10具有故障派單功能，通過手機APP導航引至故障發生地址。

六、方案總體設計

(1)安裝維護方便，無論新舊井蓋均可安裝。

(2)報警及時，報警時間設計小于30秒。

(3)系統鋰铔電池備用時間長、自身功耗低等優點，待機3年。

(4)系統使用簡單，無需專人長時值守。

(5)井蓋系統監控中心可以遠離井蓋現場，不受距離限制。

（6）監管維護人員手機APP使用數量不受限制。

（7）采用穿透性強NB-IOT或4G、5G物聯網技術，三網通運營商支撐

（8）選用中國排名前列云計算服務器

（7）采用微功耗設計

（8）外殼防護等級：IP68

（9）采用全網通NB-IOT或4G、5G技術，出廠默認為電信運營商物聯網，基站三大運營商覆蓋最廣。

七、產品功能

   

實時監控井蓋狀態，當井蓋發生開蓋、移位和傾斜、環境溫度過高時，傳至指定平臺或APP告警。（用于雨水、自來水、污水井蓋）

增強型（TL507K-B01C）采集裝置，實時監控井蓋狀態，當井蓋發生開蓋、移位和傾斜、溢水、環境溫度過高時，傳至指定平臺或APP告警。（用于雨水、自來水、污水井蓋）

 

TL507K（防爆型）智慧井蓋采集裝置，用于氣體泄漏監測保護：用于甲烷、一氧化碳、硫化氫等有毒氣體監測（可選配）。（用于污水井）

 

TL507K-C01C智慧井蓋采集裝置（用于雨水、自來水、污水井蓋），基于NB-IOT物聯網無線通訊技術，通過陀螺儀角度傳感技術，超聲波動態監測水位動態，井蓋開啟、傾斜、振動。發現異常情況實時匯報至平臺管理處，通知運維人員第一時間檢查井蓋異常狀態，并制定相關處理措施。有效的防止井蓋誤打開導致人民群眾的人身安全受到威脅，同時也可以跟迅速的了解井蓋的狀況是否正常。

1、傳感器：水質、超聲波、陀螺儀、氣體、GIS定位芯片

2、量程范圍：10-180°報警角度可設置

3、監測功能：檢測環境溫度、角度、移位、震動、開蓋超限報警功能。

4、工作溫度：-40℃+80℃

5、電池壽命：待機時間3年

6、殼體：方形外觀設計，塑料或金屬外殼

7、防護等級：IP68防護等級

8、傳輸模式：NB-IOT通訊方式（支持全網通）

9、天線：內置天線，防雷設計

10、電池采用鋰铔容量：8500mAH，數據上傳（一天一次）待機狀態可維持3年，本機電路超低功耗設計，鋰铔電池自損耗＜2%。

11、具有開放式協議上傳至第三方平臺

12、具有氣體監測（甲烷、一氧化碳、硫化氫可選配）

13、水質監測主要以PH值，擴展

14、水位高度，以超聲波采集0.3-5米。

網絡辦公系統采用基于WEB的企業平臺構架。

采用谷歌瀏覽器方式使得易用性更強，客戶端不需安裝專用軟件，系統的管理維護十分簡單。

用戶通過云平臺，可了解所有智慧井蓋終端設備的實時監控狀態、位置及報警管理，同時可進行井蓋巡檢、派工維護等功能。

開放式協議MQTT、UDP或API端口，上傳至第三方平臺。

智慧井蓋系統組成

 

　　智慧井蓋系統主要由監控主機、系統軟件、云數據服務器、井蓋探測器、手持終端組成。

　　監控主機：負責整個系統監測數據的分析處理、控制等，與前端設備實時數據通訊、統計存儲、屏幕顯示、查詢打印、畫面編輯、網絡通訊等任務。

　　系統軟件：完成監控數據采集、處理、加工、分析、顯示、存儲、查詢和報表打印。

　　云數據服務器：綜合接收來自系統內所有集中器的上傳數據，作為數據的匯聚接口。

　　RTU集中管理器：接收覆蓋范圍內所有井蓋標簽發送的RFID數據，并通過NB_IOT網絡傳輸到數據服務器。

　　井蓋探測器：安裝在井蓋或井壁上，采集井蓋狀態，將井蓋狀態數據通過NB-IOT技術發送到云數據服務器。

手持終端：利用手持終端可在井蓋安裝、維護過程中，實現對井蓋探測器的初始化、信息修改、查詢、維護信息錄入等。

軟件功能及界面

1、平時，可通過智慧井蓋監管平臺和手機APP，在線式了解井蓋運行狀態，電池電壓容量、環境溫度、安裝位置、井蓋所屬單位等參數。當發生報警時，可通過手機APP查詢并直接點擊顯示維護人員手機號碼，并直接撥打電話。

2、智慧井蓋監管服務平臺，采用“曝光臺”形式顯示井蓋發生報警信息，故障未處理之前，一直保留到故障排除后，方可解除報警模式，不留死角隱患。以年、月、周形式自動匯總形成安全隱患分析報告，為行業主管部門提供大數據，分析井蓋原因重要依據。

3、可通過手機APP上傳現場處理故障圖片，直接上傳至平臺，“隱患排除”菜單存檔和查詢。

4、建立完善智慧井蓋智能監控綜合管理平臺，并做好日常記錄與跟蹤服務。

5、專業的診斷報告：定期提供遠程“體檢”報告，服務于用戶對電氣線路隱患的原因分析和調整。

6、報警時，可通過語音和短信報警功能傳至維護人員指定手機。

八、實施效果及客戶價值

8.1科技手段監管，通過原有井蓋加裝智慧井蓋采集裝置。

目前智慧井蓋采集裝置，主要目前已分批安裝試點各種井蓋，遍布要主城區域內主要道路。分布雨水、污水、水來水井蓋。

由于鑄鐵井蓋具有回收價值，有些不法分子見有利可圖，將鑄鐵井蓋偷盜、砸爛后買給廢品回收店，尤其是近年來隨著鋼材價格的上漲，井蓋被盜現象日益嚴重。以及由于井蓋損壞、丟失、維護、溢水、井下發生火災、有毒氣體泄漏等整改事故屢見不鮮，也是造成隱患主要事故源頭。由此可見，井蓋的需求量是巨大的 因井蓋缺失而形成的"城市陷阱"已成為百姓關心、政府領導煩心、受害者揪心的社會問題，人們迫切希望能有一種好的解決辦法 。

   基于以上井蓋的需求，隨著城市的不斷發展和大量城鎮化建設，井蓋廣泛應用，道路井蓋密密麻麻，因井蓋丟失很容易造成人員生命財產損失、交通事故構成公共安全威脅，隨著國家大力推廣智慧城市大數據平臺搭建，市政道路井蓋大數據是智慧城市組要組成部份，因此推廣智慧井蓋在線監控勢在必行，適合于新舊井蓋改造，當各種用途的井蓋發生移位、開蓋、破損，或者井下內部發生（污水、自來水、雨水）等溢水情況、環境溫度過高（火災）、有毒氣體超限、水質檢測等數據信息，均可向智慧控平臺或手機APP發出報警信息，顯示報警地址、方位、時間、故障類型等情況，均能第一時間通知維護人員到達現場排除事故隱患。

容易積水道路整個井蓋被雨水沖走，智慧井蓋采集裝置均發揮預警作用，運維人員及時到達現場做相關處理。由于井蓋屬于金屬材質，偷盜時有發生，自從安裝智慧井蓋裝置，每年發出預警200多次，每次都能及時發出預警，避免了國家財政損失和行車及人員安全。

早在2013年，住房城鄉建設部就曾發布《關于加強城市市政公用行業安全管理的通知》，要求加強井蓋巡查，及時補齊或更換丟失、破損的井蓋。對易發生冒溢地段的管道檢查井，通過加裝安全防護網等措施防止發生行人墜落傷亡事故。近年來，為了避免因為井蓋丟失或損壞，發生威脅市民生命安全的事件，不少城市給窨井加裝防墜網，保障市民出行安全。不過，從頻頻發生的行人掉入下水道事件來看，防墜網遠遠未達到全面普及，依然存在盲點和空白。就拿西安這起事件來說，事發地位于惠西村村道上一下水井，未央區應急管理局工作人員坦言，“村道由村上自行管理，存在不完善的地方。不像市政道路，設施、管理都更完善。”

生命重于一切，保障城市安全運行和人民群眾生命財產安全，是有關部門應盡的職責和使命。尤其眼下即將進入汛期，暴雨洪水將會進一步加大井蓋缺失、移動的風險，各地應未雨綢繆，防微杜漸，對現有窨井進行拉網式排查，統一安裝防墜網，徹底消除安全隱患。同時，建立制度規范，明確新建窨井必須安裝防墜網才能通過驗收，對于因防墜網缺失造成人員傷亡的，依法依規追究窨井產權部門和責任人失職瀆職責任。只有讓防墜網成為每一座窨井的標配，才能兜底公共安全，避免悲劇發生。

8.2加裝防墜網，通過原有井下加裝防護措施

市管道路排水檢查井內安裝的防墜網，膨脹螺絲和網體固定在井圈，為此，市城管局市政設施服務中心對轄區內防墜網進行更換或安裝。對已安裝防墜網道路的檢查井逐一排查，對腐蝕嚴重，無法起到承重保護作用檢查井蓋進行登記造冊。根據隱患危害程度，對沒有安裝防護網的路段、防汛重點路段、易澇點路段先行進行安裝，確保群眾安全通行。地下井防墜網有安全護網、膨脹螺栓組成，膨脹螺栓采用不銹鋼材料，可稱重300公斤，螺栓對護網幾乎是全包圍結構，僅留下10度的縫隙，可以把護網一圈一圈地懸掛在掛鉤上。考慮到檢查井內潮濕、含有腐蝕性氣體，膨脹螺栓采用了不銹鋼材料，全面提高了護網的安全系數。這意味著，在井蓋缺失后，即便路人不慎滑入，也不會受到嚴重傷害。

 

窨井防護網可廣泛用于城市道路各類窨井，如：雨水、污水、電力、燃氣、熱力、運營商等井蓋，有方形和圓形，可根據需求設計制作各種規格的產品。