道路井盖实时化监测技术应用分析

2020-02-17李钧孙宇沈义李丽

居业 2020年7期

李钧孙宇沈义李丽

(黑龙江建筑职业技术学院，黑龙江哈尔滨 150001)

2020年伊始，一场来势迅猛的新冠肺炎席卷全球，不断升级的疫情给全人类带来了沉重的灾难。疫情蔓延期间，众多企业,也受到了重大冲击，然而对于某些行业来说却是“祸兮福之所倚”，远程教育、远程医疗、远程办公等无接触式服务相关的行业得到迅猛发展，人工智能、物联网技术、大数据分析等技术的应用也更加广泛，与此同时建设智慧城市、智慧道路的呼声也越来越高。经此一“疫”，国家和人民都认识到了建设智慧城市、智慧道路的必要性。然而遍布市政道路的井盖目前仍依赖人工巡检，随着智慧城市、智慧道路的推进，杂乱无章的井盖管理模式与智慧城市建设越来越格格不入，智能化井盖管理势在必行。

1 市政井盖管理的现状分析

众所周知，城市道路下布满了通讯、电力、排污等各种管道网，为满足管道维护和安全的需要，每隔一段距离都得设置检查井。地下管道主要依赖检查井进行维护。但是长期以来市政井盖的管理却存在诸多隐患和问题。

1.1 井盖管理难度大，无法实现统一规划

由于市政井盖数量众、分布广泛，且归属于不同的管理系统，管理难度极大。市政井盖一般按区域按井盖归属系统分系统管理。如通讯井盖由通信运营商维护，电力井盖由电力系统维护，不同的管理系统都需要为维护井盖投入大量的人力、物力，各系统间无法实现资源共享，信息互通。

1.2 井盖维护不及时，无法及时获知井盖状态

传统井盖一般是铁铸的，具备一定的经济价值，常有不法之徒盗窃井盖。另外井盖毁损、移位、堵塞的情况也经常发生。丢失、毁损的井盖若得不到及时维护就会演变成“马路陷阱”，近年来井盖“吃人”的悲剧时有发生。

1.3 井盖维护成本高，人工效率低

目前井盖维护主要依赖人工巡检，由于井盖数量多、分布广，需要大量的巡检人员，人力维护成本极高。另外人工检查的效率也比较低。因此，为了维护人民的安全、促进经济发展，升级井盖管理模式刻不容缓。

2 实现道路井盖实时化监测的意义

近年来物联网技术、人工智能、大数据分析技术发展迅速，人们普遍追求更高效、更便捷的生活方式。建设智慧城市、智慧道路势必成为未来城市建设的主流趋势。传统井盖管理模式无法跟上智慧道路建设的步伐，必将被智能化管理模式所取代。那么智能井盖模式能为市政井盖管理带来哪些改变呢？

2.1 实现市政井盖的全面资产管理

该功能相当于公安系统的“人口普查”，智能井盖系统可获取系统内所有井盖的基本信息，如井盖具体位置及编号等。传统单纯靠人的管理模式可能连这点都做不到。

2.2 实现市政井盖的实时定位

智能井盖系统可实时监测市政井盖的各类状态。就好像井盖内、井盖旁遍满了摄像头，可随时查看系统内各个井盖的状态。传统井盖管理模式基本无法实现该功能。目前可通过地理定位技术实现该功能。

2.3 防止偷盗

智能井盖系统可根据人们预先在系统内设定的规则，在井盖状态出现异常时及时报警。进行有效的防盗监管。该功能要比传统管理模式更便捷，更高效。

2.4 报警联动

智能井盖系统报警器触发后可直接向报警中心报警，同时还会向相关管理人员、责任人的手机等客户端发送报警信息。使得管理人员可在井盖发生紧急情况时第一时间获知井盖的基本信息，并迅速做出处理。

2.5 鉴权设置

相关管理人员、责任人可以灵活设置井盖的维修时间，极大地提高了井盖维修工作的灵活性。

2.6 数据分析

智能井盖系统可从不同维度对各种数据进行汇总、重组、对比分析，挖掘有价值数据。未来该功能可与智慧道路实现联动，助力建设智慧城市。

2.7 监测水位功能

智能井盖系统可监测井内水位，当水位达到设定的预警值时，及时向相关管理人员、责任人发送预警信息。提醒管理人员尽早维护。

综上所述，智能井盖系统基本解决了传统井盖的缺点，改变了传统井盖管理以人员巡检为主的工作方式，变被动管理为主动管理，不仅极大减轻了巡查人员的压力，井盖维护也更高效，更便捷，既能降低井盖的维护成本又极大减少了经济损失。

3 实现道路井盖实时化监测的方案

要实现道路井盖的实时化监测，首先要赋予井盖感知能力，其次要赋予其表达能力，最后要通过“翻译”将信息传达给维护人员。智能井盖实质是一套智能化管理系统，并非人们肉眼可见的传统井盖。该系统的主要作用是维护“设备的安全”和“人员的安全”。简单来说智能井盖系统通常由感知设备、网络设备、应用平台三部分组成。

感知设备相当于给井盖安装上“大脑”，即将一种智能感应装置安装于井盖底部，该装置能够对井盖的周围环境及状态进行实时监测，感应器内还需安装通讯控制模块，该模块集传感器技术、地理定位技术、网络技术于一身。能够对自身状态及周边环境进行监测。一旦井盖位置发生偏移，被掀动或者水浸时感应器就会发出警报。从异常感应到报警完成，只需要几十秒。

网络设备给井盖安装上“嘴巴”，需要在井盖周围建立网络基站，将感应器报警信息上传到系统应用管理平台。目前主要通过NB-IoT技术实现。应用平台主要供管理人员及维护人员使用，人们可以通过操作平台了解井盖目前的情况并进行相应的操作。

目前小部分城市已开始推行智能化井盖，但不同产品的应用略有不同。如北斗井盖智能监测系统，主要通过在传统井盖底部按照智能检测仪和北斗定位系统实现井盖的智能检测。有些产品是通过井盖旁的智能杆及基站来实现井盖的实时检测。还有些产品通过改变井盖材质，应用新材料井盖、无线网络及应有平台实现井盖的实时检测。

4 制约智能井盖发展的因素

住建部虽早于2013年4月提出对井盖进行数字化管理的要求，但目前井盖管理仍以传统人工维护为主。制约智能井盖发展的因素包括硬件也包括软件。智能化井盖管理依赖物联网技术，目前主要使用NB-IOT技术，国内三大运营商近两年都在NB-IOT网络的建设，虽然NB-IOT技术已得到迅速发展但尚未得到普及，相信伴随5G时代的到来，网络技术将不再制约智能化井盖的发展。另外目前智能化井盖的感应设备尚处在发展初期，井盖内环境恶劣，需要维护成本低、运行时间长的感应设备。相信伴随地理定位技术、石墨烯电池技术、锂电池技术的发展该领域能尽快实现重大突破。市面上现存厂家大都属于发展初期，技术参差不齐，产品互不兼容也制约了智能化井盖系统的发展。