道路井蓋實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

李 鈞 孫 宇 沈 義 李 麗

(黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001)

2020年伊始，一場(chǎng)來(lái)勢(shì)迅猛的新冠肺炎席卷全球，不斷升級(jí)的疫情給全人類帶來(lái)了沉重的災(zāi)難。疫情蔓延期間，眾多企業(yè),也受到了重大沖擊，然而對(duì)于某些行業(yè)來(lái)說(shuō)卻是“禍兮福之所倚”，遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程辦公等無(wú)接觸式服務(wù)相關(guān)的行業(yè)得到迅猛發(fā)展，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的應(yīng)用也更加廣泛，與此同時(shí)建設(shè)智慧城市、智慧道路的呼聲也越來(lái)越高。經(jīng)此一“疫”，國(guó)家和人民都認(rèn)識(shí)到了建設(shè)智慧城市、智慧道路的必要性。然而遍布市政道路的井蓋目前仍依賴人工巡檢，隨著智慧城市、智慧道路的推進(jìn)，雜亂無(wú)章的井蓋管理模式與智慧城市建設(shè)越來(lái)越格格不入，智能化井蓋管理勢(shì)在必行。

1 市政井蓋管理的現(xiàn)狀分析

眾所周知，城市道路下布滿了通訊、電力、排污等各種管道網(wǎng)，為滿足管道維護(hù)和安全的需要，每隔一段距離都得設(shè)置檢查井。地下管道主要依賴檢查井進(jìn)行維護(hù)。但是長(zhǎng)期以來(lái)市政井蓋的管理卻存在諸多隱患和問(wèn)題。

1.1 井蓋管理難度大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃

由于市政井蓋數(shù)量眾、分布廣泛，且歸屬于不同的管理系統(tǒng)，管理難度極大。市政井蓋一般按區(qū)域按井蓋歸屬系統(tǒng)分系統(tǒng)管理。如通訊井蓋由通信運(yùn)營(yíng)商維護(hù)，電力井蓋由電力系統(tǒng)維護(hù)，不同的管理系統(tǒng)都需要為維護(hù)井蓋投入大量的人力、物力，各系統(tǒng)間無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源共享，信息互通。

1.2 井蓋維護(hù)不及時(shí)，無(wú)法及時(shí)獲知井蓋狀態(tài)

傳統(tǒng)井蓋一般是鐵鑄的，具備一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，常有不法之徒盜竊井蓋。另外井蓋毀損、移位、堵塞的情況也經(jīng)常發(fā)生。丟失、毀損的井蓋若得不到及時(shí)維護(hù)就會(huì)演變成“馬路陷阱”，近年來(lái)井蓋“吃人”的悲劇時(shí)有發(fā)生。

1.3 井蓋維護(hù)成本高，人工效率低

目前井蓋維護(hù)主要依賴人工巡檢，由于井蓋數(shù)量多、分布廣，需要大量的巡檢人員，人力維護(hù)成本極高。另外人工檢查的效率也比較低。因此，為了維護(hù)人民的安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，升級(jí)井蓋管理模式刻不容緩。

2 實(shí)現(xiàn)道路井蓋實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)的意義

近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)發(fā)展迅速，人們普遍追求更高效、更便捷的生活方式。建設(shè)智慧城市、智慧道路勢(shì)必成為未來(lái)城市建設(shè)的主流趨勢(shì)。傳統(tǒng)井蓋管理模式無(wú)法跟上智慧道路建設(shè)的步伐，必將被智能化管理模式所取代。那么智能井蓋模式能為市政井蓋管理帶來(lái)哪些改變呢？

2.1 實(shí)現(xiàn)市政井蓋的全面資產(chǎn)管理

該功能相當(dāng)于公安系統(tǒng)的“人口普查”，智能井蓋系統(tǒng)可獲取系統(tǒng)內(nèi)所有井蓋的基本信息，如井蓋具體位置及編號(hào)等。傳統(tǒng)單純靠人的管理模式可能連這點(diǎn)都做不到。

2.2 實(shí)現(xiàn)市政井蓋的實(shí)時(shí)定位

智能井蓋系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)市政井蓋的各類狀態(tài)。就好像井蓋內(nèi)、井蓋旁遍滿了攝像頭，可隨時(shí)查看系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)井蓋的狀態(tài)。傳統(tǒng)井蓋管理模式基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)該功能。目前可通過(guò)地理定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)該功能。

2.3 防止偷盜

智能井蓋系統(tǒng)可根據(jù)人們預(yù)先在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定的規(guī)則，在井蓋狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)報(bào)警。進(jìn)行有效的防盜監(jiān)管。該功能要比傳統(tǒng)管理模式更便捷，更高效。

2.4 報(bào)警聯(lián)動(dòng)

智能井蓋系統(tǒng)報(bào)警器觸發(fā)后可直接向報(bào)警中心報(bào)警，同時(shí)還會(huì)向相關(guān)管理人員、責(zé)任人的手機(jī)等客戶端發(fā)送報(bào)警信息。使得管理人員可在井蓋發(fā)生緊急情況時(shí)第一時(shí)間獲知井蓋的基本信息，并迅速做出處理。

2.5 鑒權(quán)設(shè)置

相關(guān)管理人員、責(zé)任人可以靈活設(shè)置井蓋的維修時(shí)間，極大地提高了井蓋維修工作的靈活性。

2.6 數(shù)據(jù)分析

智能井蓋系統(tǒng)可從不同維度對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、重組、對(duì)比分析，挖掘有價(jià)值數(shù)據(jù)。未來(lái)該功能可與智慧道路實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，助力建設(shè)智慧城市。

2.7 監(jiān)測(cè)水位功能

智能井蓋系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)井內(nèi)水位，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定的預(yù)警值時(shí)，及時(shí)向相關(guān)管理人員、責(zé)任人發(fā)送預(yù)警信息。提醒管理人員盡早維護(hù)。

綜上所述，智能井蓋系統(tǒng)基本解決了傳統(tǒng)井蓋的缺點(diǎn)，改變了傳統(tǒng)井蓋管理以人員巡檢為主的工作方式，變被動(dòng)管理為主動(dòng)管理，不僅極大減輕了巡查人員的壓力，井蓋維護(hù)也更高效，更便捷，既能降低井蓋的維護(hù)成本又極大減少了經(jīng)濟(jì)損失。

3 實(shí)現(xiàn)道路井蓋實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)的方案

要實(shí)現(xiàn)道路井蓋的實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)，首先要賦予井蓋感知能力，其次要賦予其表達(dá)能力，最后要通過(guò)“翻譯”將信息傳達(dá)給維護(hù)人員。智能井蓋實(shí)質(zhì)是一套智能化管理系統(tǒng)，并非人們?nèi)庋劭梢?jiàn)的傳統(tǒng)井蓋。該系統(tǒng)的主要作用是維護(hù)“設(shè)備的安全”和“人員的安全”。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)智能井蓋系統(tǒng)通常由感知設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、應(yīng)用平臺(tái)三部分組成。

感知設(shè)備相當(dāng)于給井蓋安裝上“大腦”，即將一種智能感應(yīng)裝置安裝于井蓋底部，該裝置能夠?qū)w的周圍環(huán)境及狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，感應(yīng)器內(nèi)還需安裝通訊控制模塊，該模塊集傳感器技術(shù)、地理定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身。能夠?qū)ψ陨頎顟B(tài)及周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。一旦井蓋位置發(fā)生偏移，被掀動(dòng)或者水浸時(shí)感應(yīng)器就會(huì)發(fā)出警報(bào)。從異常感應(yīng)到報(bào)警完成，只需要幾十秒。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備給井蓋安裝上“嘴巴”，需要在井蓋周圍建立網(wǎng)絡(luò)基站，將感應(yīng)器報(bào)警信息上傳到系統(tǒng)應(yīng)用管理平臺(tái)。目前主要通過(guò)NB-IoT技術(shù)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用平臺(tái)主要供管理人員及維護(hù)人員使用，人們可以通過(guò)操作平臺(tái)了解井蓋目前的情況并進(jìn)行相應(yīng)的操作。

目前小部分城市已開(kāi)始推行智能化井蓋，但不同產(chǎn)品的應(yīng)用略有不同。如北斗井蓋智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要通過(guò)在傳統(tǒng)井蓋底部按照智能檢測(cè)儀和北斗定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)井蓋的智能檢測(cè)。有些產(chǎn)品是通過(guò)井蓋旁的智能桿及基站來(lái)實(shí)現(xiàn)井蓋的實(shí)時(shí)檢測(cè)。還有些產(chǎn)品通過(guò)改變井蓋材質(zhì)，應(yīng)用新材料井蓋、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)有平臺(tái)實(shí)現(xiàn)井蓋的實(shí)時(shí)檢測(cè)。

4 制約智能井蓋發(fā)展的因素

住建部雖早于2013年4月提出對(duì)井蓋進(jìn)行數(shù)字化管理的要求，但目前井蓋管理仍以傳統(tǒng)人工維護(hù)為主。制約智能井蓋發(fā)展的因素包括硬件也包括軟件。智能化井蓋管理依賴物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，目前主要使用NB-IOT技術(shù)，國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商近兩年都在NB-IOT網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，雖然NB-IOT技術(shù)已得到迅速發(fā)展但尚未得到普及，相信伴隨5G時(shí)代的到來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將不再制約智能化井蓋的發(fā)展。另外目前智能化井蓋的感應(yīng)設(shè)備尚處在發(fā)展初期，井蓋內(nèi)環(huán)境惡劣，需要維護(hù)成本低、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的感應(yīng)設(shè)備。相信伴隨地理定位技術(shù)、石墨烯電池技術(shù)、鋰電池技術(shù)的發(fā)展該領(lǐng)域能盡快實(shí)現(xiàn)重大突破。市面上現(xiàn)存廠家大都屬于發(fā)展初期，技術(shù)參差不齊，產(chǎn)品互不兼容也制約了智能化井蓋系統(tǒng)的發(fā)展。

5 結(jié) 語(yǔ)

要實(shí)現(xiàn)市政井蓋的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)智能井蓋與智慧道路的資源共享、信息融合，還有很長(zhǎng)的路要走。伴隨著技術(shù)的迅速發(fā)展，相信在不久的未來(lái)將有更多智能井蓋出現(xiàn)在人們的生活中。