胡憲勝

(中建(泉州)城市發(fā)展有限公司，福建 泉州 362122)

0 前 言

智慧城市建設(shè)的主要目標(biāo)是提高城市現(xiàn)代化、智能化和服務(wù)自動(dòng)化，從而建設(shè)快捷、高效的城市運(yùn)行環(huán)境，不斷提升城市居民生活幸福指數(shù)，滿足群眾對(duì)城市功能的多項(xiàng)需要。在智慧城市建設(shè)過程中，智慧管網(wǎng)是一項(xiàng)重要功能，通過將部分管網(wǎng)增加智能化、自動(dòng)化功能，能夠提高市政管網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，降低維護(hù)管理難度，從而避免多種因市政管網(wǎng)運(yùn)行故障導(dǎo)致的問題。

1 智慧管網(wǎng)的主要內(nèi)涵分析

智慧管網(wǎng)在智慧城市建設(shè)中，是具有綜合性的地理信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)建設(shè)完成后能夠?yàn)槌鞘械叵鹿芫W(wǎng)的管理提供數(shù)字化、智能化以及自動(dòng)化等多項(xiàng)功能，符合當(dāng)前城市建設(shè)發(fā)展理念[1]。智慧管網(wǎng)建設(shè)以硬件設(shè)備為基礎(chǔ)、以云計(jì)算為傳輸方式、以管線數(shù)據(jù)為核心、以用戶作為基本接地端，通過手機(jī)監(jiān)控地下管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)信息，將其應(yīng)用在調(diào)整管網(wǎng)建設(shè)以及為用戶提供服務(wù)等多個(gè)方面。總體來看，智慧管網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)具有系統(tǒng)性和復(fù)雜性的工程，建設(shè)難度較大，需要對(duì)當(dāng)前市政管網(wǎng)線路進(jìn)行改造，同時(shí)需要做好專業(yè)規(guī)劃工作，將傳感器等新設(shè)備安裝在現(xiàn)有管網(wǎng)線路中，結(jié)合一定區(qū)域內(nèi)的管網(wǎng)基礎(chǔ)信息，需要完成大量的前期調(diào)查和勘探工作，才能夠保證智慧管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量[2]。

泉州市近些年來在智慧城市建設(shè)中取得多項(xiàng)成果，其中智慧管網(wǎng)建設(shè)突破較大，為其他城市的智慧管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)提供豐富經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)泉州市的智慧管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，智慧管網(wǎng)建設(shè)主要包括以下內(nèi)容：①硬件設(shè)施,硬件設(shè)施主要為傳感設(shè)備，用于收集管網(wǎng)的運(yùn)行信息，是智慧管網(wǎng)建設(shè)中最為基礎(chǔ)的內(nèi)容。在泉州市的智慧管網(wǎng)工程建設(shè)中，通過采用“智慧井蓋”的方式，在智慧井蓋中安裝傳感器設(shè)備，能夠?qū)Φ叵率姓芫W(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集，具有良好的建設(shè)效果[3]；②軟件設(shè)備，軟件是傳感器運(yùn)行的基礎(chǔ)，同時(shí)是智慧管網(wǎng)建設(shè)的系統(tǒng)架構(gòu)，能夠?qū)鞲性O(shè)備所收集的信息傳遞到系統(tǒng)中，具有重要的作用；③運(yùn)行管理模式，智慧管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)要求改變當(dāng)前的市政管網(wǎng)管理模式，利用信息系統(tǒng)開展各項(xiàng)管理工作，所以必須結(jié)合智慧管網(wǎng)建設(shè)的主要內(nèi)容，對(duì)管理模式進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，從而提高管理效率，能夠有效提升城市管網(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)、保養(yǎng)等方面的作業(yè)模式，對(duì)于智慧管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)具有重要意義[4]。

2 項(xiàng)目案例概況

2.1 項(xiàng)目概況

泉州臺(tái)商投資區(qū)白沙區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目位于福建省泉州市臺(tái)洛陽鎮(zhèn)白沙片區(qū)西南部，位于海江大道以東，由白沙片區(qū)和部分白崎湖片區(qū)組成，項(xiàng)目北至承國(guó)街，南至來達(dá)街，東至光湖路，西至江海大道，總占地面積9.15 km2。白沙片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目將以建設(shè)高品質(zhì)城市空間為目標(biāo)，結(jié)合自然山水環(huán)境，運(yùn)用海綿城市、城市雙修等理念，塑造濱水地段、城市中心區(qū)、城市主要門戶節(jié)點(diǎn)等區(qū)域的現(xiàn)代化城市空間形象。本次項(xiàng)目位于泉州臺(tái)商投資區(qū)白沙片區(qū)，共包含5條市政道路，總長(zhǎng)約4.6 km，主要為江春路、江東路、江秋路、開發(fā)街、來達(dá)街，其中江東路為城市次干路，紅線寬度30 m，其余均為城市支路，紅線寬度20、24、30 m。近些年來，城市中給水、排水、燃?xì)?、熱力、電力、通信等各類市政公用地下管線設(shè)施日益增加，城市路面上各類地下管線設(shè)施的人孔井蓋也相應(yīng)地不斷增多。因?yàn)槌鞘新访婢w管理不善，造成各類傷人、損車事件頻發(fā)，嚴(yán)重影響了市民出行安全，造成負(fù)面社會(huì)影響，為了改善和加強(qiáng)城市管網(wǎng)管理效率和質(zhì)量，城市規(guī)劃部門決定從“智慧井蓋”方面入手，從而提高當(dāng)?shù)刂腔酃芫W(wǎng)建設(shè)質(zhì)量。

2.2 建設(shè)目標(biāo)

智慧井蓋是智慧城市建設(shè)以及智慧管網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，是城市管理及和諧社區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，本次項(xiàng)目針對(duì)智慧管網(wǎng)的建設(shè)原則為：①減少作業(yè)管理成本，打造節(jié)約型政府；②自動(dòng)告警，及時(shí)報(bào)送，提高管理效率，強(qiáng)化服務(wù)型政府形象；③理念創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新，管理創(chuàng)新，具有可復(fù)制性。

該項(xiàng)目建設(shè)的基本流程為：①為道路雨污、通信等每個(gè)井蓋建立“身份電子檔案”；②為減少井蓋異常開啟、井蓋傾斜等因素引發(fā)的安全事故保護(hù)市民的通行安全；對(duì)區(qū)域道路雨污、通信井蓋加裝井蓋狀態(tài)監(jiān)測(cè)終端，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井蓋的安全狀態(tài)；③對(duì)雨水、污水等井下安裝信息監(jiān)測(cè)終端，監(jiān)測(cè)城市管網(wǎng)的水文，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管網(wǎng)水位。

3 智慧管網(wǎng)建設(shè)的具體應(yīng)用

3.1 電子標(biāo)簽管理

在井蓋電子標(biāo)簽管理方面，城市井蓋管理的難度在于：井蓋數(shù)量多、布局分散、環(huán)境復(fù)雜、權(quán)屬多樣、質(zhì)量監(jiān)管困難、導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)效率低下。想要解決這些問題，必須在整個(gè)行業(yè)建立產(chǎn)品管理系統(tǒng)。基于RFID射頻技術(shù)的電子標(biāo)簽，可以適應(yīng)井蓋復(fù)雜的工作環(huán)境，是當(dāng)前最好的解決方案。因此，建設(shè)以RFID電子標(biāo)識(shí)樁為信息感知載體并融合無線網(wǎng)絡(luò)，基于GIS建立井蓋全生命周期數(shù)字檔案。明確井蓋身份及管理歸責(zé)，建立信息化管理及追蹤溯源系統(tǒng)，強(qiáng)化管理部門監(jiān)管職能，能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：①利用電子標(biāo)簽為井蓋建立唯一的身份標(biāo)識(shí)，把井蓋整個(gè)生命周期的事務(wù)統(tǒng)一歸檔、統(tǒng)一管理；②在生產(chǎn)、銷售、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、施工、維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)做到快速查詢、溯源。提升整個(gè)井蓋行業(yè)的綜合管理水平；③幫助井蓋的生產(chǎn)、施工、單位、業(yè)主及井蓋回收等單位，建立規(guī)范統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)流程。所采用的產(chǎn)品參數(shù)如表1所示。

表1 產(chǎn)品參數(shù)1

RFID電子標(biāo)志樁具有防水、防腐蝕、抗紫外線以及耐磨功能，能夠適應(yīng)多種不同的環(huán)境，從而提高RFID電子標(biāo)志樁的運(yùn)行穩(wěn)定性和使用壽命。

3.2 智能開蓋管理

在智能井蓋的開蓋管理方面，全天候監(jiān)測(cè)井蓋開閉狀態(tài)，當(dāng)井蓋出現(xiàn)開閉狀態(tài)、傾斜、震動(dòng)報(bào)警等狀態(tài)，立即遠(yuǎn)程發(fā)送報(bào)警信息至指定平臺(tái)，通知井蓋管理與施工人員，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并解除井蓋異常狀態(tài)[5]。智能井蓋狀態(tài)監(jiān)測(cè)終端，通過加裝的方式安裝在道路井蓋內(nèi)側(cè)，當(dāng)井蓋出現(xiàn)異常開啟、道路變形導(dǎo)致的井蓋歪斜等異常情況，智能井蓋狀態(tài)監(jiān)測(cè)終端會(huì)及時(shí)地發(fā)送報(bào)警信息到管理平臺(tái)以及相關(guān)人員的手機(jī)終端，能夠?qū)崿F(xiàn)以下幾項(xiàng)功能：①智能井蓋狀態(tài)監(jiān)測(cè)終端采用IP68防護(hù)設(shè)計(jì)，采用防腐蝕、防爆、抗震、抗紫外線材質(zhì)，可以使用與城市各種類型的管網(wǎng)井蓋安裝；②采用低功耗窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IOT技術(shù)，通過電池供電保證待機(jī)2年以上；③結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺(tái)以及GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)綜合管理，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以直接展示在地圖信息上方便定位以及導(dǎo)航。所采用的產(chǎn)品參數(shù)如表2所示。

表2 產(chǎn)品參數(shù)2

3.3 智能檢測(cè)管理

城市地下管網(wǎng)一直是監(jiān)控盲區(qū)，對(duì)管網(wǎng)信息的監(jiān)測(cè)也成為智慧城市建設(shè)非常重要的部分，針對(duì)不同的管網(wǎng)監(jiān)測(cè)信息也存在不同。雨水、污水管網(wǎng)承載著城市排澇、排污的重要作用，所以雨污管網(wǎng)的水位信息是重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的信息。通過水位信息可以明確管網(wǎng)排澇、排污能力為城市規(guī)劃以及改進(jìn)提供大量的數(shù)據(jù)依據(jù)，在此方面該智能井蓋具有以下優(yōu)勢(shì)和作用：①智能井下液位監(jiān)測(cè)終端采用不銹鋼材質(zhì)IP68防護(hù)設(shè)計(jì)，可以適應(yīng)城市管網(wǎng)復(fù)雜的環(huán)境；②采用高精度傳感器，采樣精度達(dá)到0.5%FS；③采用低功耗窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IOT技術(shù)，通過電池供電保證待機(jī)時(shí)間得到延長(zhǎng)；④通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管網(wǎng)水位信息，當(dāng)水位超過設(shè)置警戒值，智能井下液位終端會(huì)發(fā)送報(bào)警信息到管理平臺(tái)，以及相關(guān)管理人員的手機(jī)終端；⑤通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)，將管網(wǎng)的水位信息自動(dòng)生成曲線以及報(bào)表分析。為管理部門日常管網(wǎng)管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3.4 取得效果

通過智能井蓋以及配套智能管網(wǎng)的建設(shè)，能夠?qū)⒐芾矸绞接杀粍?dòng)應(yīng)對(duì)變?yōu)橹鲃?dòng)管理，由人工巡查變?yōu)橹悄鼙O(jiān)控為主，按需、及時(shí)地進(jìn)行調(diào)度處置，大幅提高管理工作效率，降低養(yǎng)護(hù)管理成本。在線監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)的建設(shè)，為城市發(fā)展和安全運(yùn)行提供有力保障。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可去除傳統(tǒng)管理模式的多種弊端，對(duì)城市雨污管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)、通信井蓋的異常開啟信息等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為城市排水管網(wǎng)、通信等檢查井等體系的運(yùn)行調(diào)度、養(yǎng)護(hù)管理、快速響應(yīng)提供有效的數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文全面闡述了智慧管網(wǎng)的基本內(nèi)涵和其主要建設(shè)內(nèi)容，并結(jié)合泉州市的智慧管網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)其“智慧井蓋”系統(tǒng)進(jìn)行全面闡述，希望能夠?qū)ξ覈?guó)城市現(xiàn)代化建設(shè)、綜合管網(wǎng)管理系統(tǒng)建設(shè)起到一定的借鑒和幫助作用，全面提升城市智慧管網(wǎng)建設(shè)效果，從而促進(jìn)城市建設(shè)質(zhì)量提升，為居民提供更加高效便捷的服務(wù)。

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