管線GPS巡檢系統(tǒng)設計方案

1、 本文由qq75129貢獻 doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 燃氣管線 GPS 巡檢管理系統(tǒng)設計方案 V10-3 2010 項目背景 現代社會燃氣業(yè)務飛速發(fā)展，已成為經濟發(fā)展的重要公用基礎設施之一，并 關系到廣大百姓的日常生活。燃氣管網及其附屬設施有其特定功能，在燃氣的輸 送、配氣中發(fā)揮其特定的作用。正是因為有這些管線和附屬設施，對燃氣管網的 總體控制才成為可能，滿足用戶的不同用氣需求才得以實現，因此必須加強對管 線及其附屬設施的管理。 燃氣管網和相關的設施（包括調壓器，閥門，聚水井，犧牲陽極等）是燃氣 輸送環(huán)節(jié)中的一個重點、設施的正常運行，

2、保障了公司為所有客戶提供可靠的燃 氣供應服務，并能在發(fā)生應急情況下具有較強的供氣保障手段和能力。要保證設 備的正常運行，及時的掌握設備的運行數據和運行狀態(tài)是基礎。目前燃氣行業(yè)主 要通過人員的日常巡檢巡視和 SCADA 遠程監(jiān)測系統(tǒng)相結合的方式對管網及其 附屬設施實現日常管理和維護。 管網及其附屬設施的日常巡檢工作主要為： 對不同類型的管網或附屬設施制 定相應的日常巡視保養(yǎng)周期以及巡檢保養(yǎng)的具體工作內容，即巡檢計劃。管網及 附屬設施日常巡視保養(yǎng)人員應根據巡檢計劃在規(guī)定的巡視周期內完成巡視保養(yǎng) 工作，在現場記錄管線及附屬設施的狀態(tài)和運行數據。管理者收集現場采集的管 線及設施的運行狀態(tài)和運行數據，安

3、排對管線和設施的維護保養(yǎng)，并對設施狀態(tài) 的變更在臺帳中予以更新。 并通過以上數據的積累和數據挖掘為管線和設施的更 新，選型作輔助決策。 二. 需求分析 對燃氣公司的巡線和附屬設施的巡檢工作的管理目標是能降低成本、 提高工 作效率以及管理水平。在目前階段巡檢工作的主要管理難點有三個： 1. 無法客觀、方便地掌握巡檢人員巡檢的到位情況，因而無法有效地保證巡檢 工作人員按計劃要求，按時按周期對所有的管線或附屬設施開展巡視，使巡檢 工作的質量得不到保證，管線狀態(tài)和設施運行數據的真實性得不到保證。 2. 管線和附屬設施的運行狀況、運行參數無法方便、可靠的記錄存檔，目前很 多用戶還在使用紙張記錄的方式記錄

4、巡檢信息，保存不便，如錄入電腦存檔， 又存在數據丟失，誤差的問題，并耗工費時。 3. 管線和附屬設施的運行狀況、運行參數等歷史數據無法有效地利用，查詢不 便，對設備的缺陷分析，設備選型，輔助決策無從實施。 目前燃氣行業(yè)的管線巡檢工作主要依靠員工的責任心和自覺性， 并結合不定 期的現場抽查等管理方法，對數據缺乏有效的處理手段。這樣源頭的巡檢質量和 數據真實性無法保障，同時采集回的數據也得不到很好的利用。因此需要借助現 代新的技術搭建巡檢信息管理平臺提高巡檢工作的質量。 三.系統(tǒng)概述 系統(tǒng)概述 三1 系統(tǒng)簡介及主要技術 GREAT 管線 GPS 巡檢管理系統(tǒng)是借助 GPS，GIS，GPRS 網絡等

5、技術， 針對燃氣行業(yè)開發(fā)的對管線巡視和附屬設施巡檢的管理工具。 該系統(tǒng)可以很好地 解決現有巡檢管理工作中的一些不便與不足，大大提高管理的質量和效率。 GPS 定位技術 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Global Positioning System 簡稱 GPS）是隨著現代科 學技術的發(fā)展建立起來的一個高精度、全天候和全球性的無線電導航定位、定時 的多功能系統(tǒng)。它利用位于距地球 2 萬多公里高的由 24 顆人造衛(wèi)星組成的衛(wèi)星 網，向地球不斷發(fā)射定位信號。地球上的任何一個 GPS 接收機，只要接收到三 顆以上的衛(wèi)星發(fā)出的信號，經過計算后，就可以報出 GPS 接收機的位置（精度、 緯度、高度） 、時間和運動狀

6、態(tài)（速度、航向） 目前，沒有任何一種傳統(tǒng)的導 。 航定位技術能夠達到 GPS 這樣的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。 GIS 地理信息系統(tǒng) GIS（Geographic Information System）是近些年來迅速發(fā)展起來的一門新 興技術。它作為制圖學、計算機技術、地理、遙感、統(tǒng)計、測繪、通訊、規(guī)劃和 管理學科交叉運用的產物廣泛地運用在各個領域。在本系統(tǒng)中，主要用于在計算 機系統(tǒng)中對地圖的顯示和管理以及城市受控目標信息的管理。 GPRS 網絡介紹 GPRS（General Packet Radio Service，即：通用分組無線業(yè)務）是 相對于傳統(tǒng)的 GSM 傳送方式，具有“高

7、速傳輸”“永遠在線”“按量計費”和 、 、 “自如切換”等優(yōu)點，全面提升移動數據通信質量。 高速傳輸、快捷：峰值傳輸可達 53.6Kbps，超過 GSM 技術 3-5 倍（與網 絡情況有關）永遠在線方便：只要激活 GPRS 應用后，將一直保持在線狀態(tài)。 按量計費實惠：GPRS 服務雖然一直在線，但您不必擔心費用問題，只有 產生數據流量才計費（也可選擇包月方式） ，城市間漫游也不再收費。 自如切換靈活：支持話音和數據業(yè)務，隨時切換、交替使用。 整個系統(tǒng)充分利用公共通訊網絡進行 GPS 人員定位和地理信息查詢，系統(tǒng) 設計為多重構架的監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)的 GPS 智能終端接收衛(wèi)星(共 24 顆，分布在

8、6 個不同的地球軌道上)每秒鐘發(fā)來的定位數據，并根據從三顆以上不同衛(wèi)星發(fā) 來的數據計算出自身所處地理位置的坐標。 經過處理后與系統(tǒng)地圖客戶端上的電 子地圖匹配，并在地圖上顯示坐標的正確位置，就可清楚和直觀的掌握人員的動 態(tài)位置信息。 同時該系統(tǒng)提供了一系列的解決方案， 基礎版的解決方案可通過提供所有人 員的巡檢軌跡和實時定位，對巡檢質量實現由人工管理到電子化管理的轉變，進 行考評， 保證巡檢工作的正常開展。 專業(yè)版的解決方案除了巡檢到位情況管理外， 還可對巡檢的具體工作內容即設備運行狀態(tài)和設備運行數據，實現實時的上傳， 記錄，保存，并自動對數據分析和挖掘，對設備的運行狀態(tài)和使用的情況做統(tǒng)計 和

9、分析，最終為設備的維護和更換做輔助決策。并且針對燃氣行業(yè)管線及其附屬 設施的管理要求，所有解決方案可以選擇附加，設備臺帳管理模塊，和報修管理 模塊。管理者可以通過該系統(tǒng)對管線、調壓器、閥門，犧牲陽極等設施的巡檢實 現科學化的管理， 在辦公室內足不出戶即可通過各類電子報表掌握巡檢的實施質 量和設施的運行狀況。根據燃氣公司現階段的管理要求，即需要同時對管線巡檢 和管線附屬設施的巡檢實現管理，我們推薦使用專業(yè)版的 GREAT 管線 GPS 巡 檢管理系統(tǒng)，同時解決巡檢到位問題和設備運行狀態(tài)和參數的信息處理。 三2 系統(tǒng)原理 系統(tǒng)由工業(yè)防爆 GPS 智能終端和系統(tǒng)管理平臺利用 GPRS 網絡組成一個實

10、 時巡檢管理系統(tǒng)。巡檢人員在巡檢時攜帶手持式的 GPS 智能終端，每隔 20 秒 （按巡檢方式不同可設置）自動向管理中心通過 GPRS 網絡發(fā)送位置信息，若 并可經 GPRS 網絡傳回系統(tǒng)管 發(fā)現管線發(fā)生故障可以記錄在 GPS 智能終端內， 理平臺，在需要檢查附屬設施處，工作狀態(tài)和運行參數也可以同樣的方式傳回系 統(tǒng)管理平臺。系統(tǒng)管理平臺會對人員的位置信息，管線故障，設施的狀態(tài)和參數 自動統(tǒng)計，分析合評估，并生成各類統(tǒng)計分析報表，通過巡檢到位報表了解巡檢 人員的巡檢軌跡和巡檢到位情況；通過管線故障和設施狀態(tài)、參數等數據類報表 可掌握、分析設施運行情況，缺陷分析。 該解決方案后所有巡檢人員位置信息

11、，設備狀態(tài)和運行參數可以實時，自動 地進行匯總，并且最大程度保證了數據的客觀與真實，避免了各種人為因素，并 在數據真實的基礎上，根據管理者的需求實現對設備狀態(tài)和參數的分析和統(tǒng)計， 為管線及附屬設施的日常運行，維護保養(yǎng)提供有力的幫助。 GSM 網絡 GPRS 網關 系統(tǒng)管理中心 局域網 /廣域網 圖1 用戶客戶端 用戶客戶端 三3 系統(tǒng)組成 I GPS 智能終端： Trimble Juno SB /SC 手持 GPS 數據采集器 主要特點： 1）高度集成：PDA、GPS、數碼相機、3.5G 通訊模塊集成在一起 2）最新的 Window Mobile6.1 全中文操作系統(tǒng)，支持二次開發(fā)，可以裝載全

12、國地 圖和公里網圖 3）小巧便攜，僅重 230g 4）2-5 米實時或者后處理差分精度，支持廣域差分 （WAAS、EGNS、MSAS) 5）300 萬像素自動調焦拍照，以及 QVGA 攝像 6）533MHZ 高速處理器，128RAM,128 內存 7）NMEA 和 SIRF 協(xié)議，支持行業(yè)軟件定制 系統(tǒng)： -Windows Mobile 6.1 操作系統(tǒng) ?- 533MHz 的三星 S3C2443 處理器 -集成藍牙 V2.0 無線通訊技術 -集成 WLAN 無線局域網，支持 802.11b/g -集成 300 萬彩色數碼相機，自動對焦，JPEG 照片格式，WMV 錄像格式 -128M RAM

13、 及 128M 非易失性閃存，支持 SD/SDHC 擴展 -3.5 寸 QVGA 室外真彩顯示，TFT,16 位（6536）彩色；240*320 像素，觸 摸屏操作，帶 LED 背景光 -可拆卸可充電 2600mAh 鋰電池，可連續(xù)工作 8 小時 -內置揚聲器及麥克風、錄音機和播放器，符合行業(yè)標準的 3.5mm 立體聲 耳機插孔 GPS： -12 通道，L1 頻率 C/A 碼，1Hz 更新頻率；首次定位時間 30 秒（典型） -25 米實時或后處理定位精度，支持 WAAS、EGNOS、MSAS 廣域差分系統(tǒng) -NMEA-0183 和 SiRF 協(xié)議 -支持天寶外業(yè)采集軟件，以及行業(yè)定制軟件；提

14、供 SDK 開發(fā)包 物理性能： -尺寸：12.9cm*7.4cm*3.0cm -重量：230g（含電池） -工作溫度：0 +60 存儲溫度：-20 +70 -抗 76cm 高度震落，可選防護罩 -數碼相機：300 萬像素彩色自動調焦，JPEG 格式輸出，WMV 錄像格式 II 系統(tǒng)管理平臺 采用 SQL2000 網絡型數據庫 MO GIS 平臺 支持 C/S 和 B/S 結構 可遠程維護，自動版本升級 開放的數據接口 人員實時定位 巡檢軌跡回放 調度功能 設施屬性維護 巡檢計劃編制，分發(fā) 巡檢計劃考核 巡檢統(tǒng)計報表 設施缺陷分析 設施運行參數歷史分析 數據備份與打印 巡檢信息與管線，附屬設施的

15、可視化管理 管線設施中修，大修管理 四系統(tǒng)功能 巡視管理模塊 作用： 通過巡視人員的動態(tài)跟蹤和實時定位， 客觀考核巡視的實際到位情況， 輔助巡檢調度和指揮。 位置立即回報：終端接到管理中心立即回報指令后，立即回報其當前位置信 息，并在電子地圖上顯示人員位置。 實時監(jiān)控：終端根據指令設定的回報時間間隔和跟蹤時間長度，發(fā)回其實際 位置信息，在 GIS 地圖上顯示巡檢軌跡。 非實時監(jiān)控：終端根據管理中心指令設定的回報時間間隔和跟蹤時間長度， 發(fā)回其實際位置信息，保存于 GPS 服務平臺的數據服務器中。隨時在 GIS 電子 地圖上回放巡檢人員的歷史軌跡。 對巡檢到位的查詢方式提供包括時間，樣板，單個設

16、備，記錄類型（正常， 漏巡等）等組合的方式，還可以查詢單個工作人員的巡視實施情況。統(tǒng)計分析： 提供指定時間段內，或路線、設備，選擇的巡視情況統(tǒng)計報表，通過百分比的形 式準確反映巡視的相關情況，通過數值形式統(tǒng)計巡視量；統(tǒng)計單個工作人員的巡 視實施情況。 所有的報表可以提供打印和輸出 （excel 或數據庫格式） 可方便的導入其他 ， 系統(tǒng)。 數據管理模塊 作用：現場的故障信息和設備狀態(tài)、運行參數發(fā)送到管理中心后，系統(tǒng)自動 對記錄的設備的狀態(tài)進行查詢和統(tǒng)計。 系統(tǒng)可以提供包括巡視的時間，地點，設備類型，巡檢人員，讀取的數據， 記錄的設備的相關狀態(tài)在內的復合信息。 用戶可以對現場的系統(tǒng)提供多種查詢方

17、 式對巡視信息進行檢索，包括巡視日期，巡視人員，所屬區(qū)域等。也可以根據讀 取的數據和記錄的狀態(tài)對管線和設備進行檢索， 查詢出符合某種狀態(tài)的管線和設 備。能提供多種統(tǒng)計功能，對單個設備的統(tǒng)計，對正?；虿徽ＴO備個數和百分 比的統(tǒng)計。對故障類型做分析。 設備管理模塊 作用：對設備和用戶信息的搜索、查詢及統(tǒng)計。 將系統(tǒng)管理的設備信息和屬性建庫，系統(tǒng)可以對設備進行查找和統(tǒng)計，允許 用戶根據一定的條件，查找某項或多項信息或屬性符合條件的設備，且需查找的 屬性可由用戶自行定義。查找結果的顯示內容（設備屬性項）也可由用戶自行定 義。如用戶可在系統(tǒng)中查找投運日期為 2006 年 1 月 1 日到 2006 年

18、 6 月 30 日 開通，流量計為某品牌的設備，并對查詢出的設備做數量統(tǒng)計?？山Y合 GIS 模 塊使用。所有的報表可以提供打印和輸出（excel 或數據庫格式） ，可方便的導入 其他系統(tǒng)。 GIS 模塊 作用：配合數字化地圖，實現對設備的空間管理。 可以直接調用 GIS 系統(tǒng)中的地區(qū)地形地圖和管線及設施的位置，準確地標 注出需巡視管理的設備和管線的位置，并在 GIS 地圖對人員實時定位，動態(tài)跟 蹤，軌跡回放。并對管線和附屬設施實現可視化的管理。 地圖可自由縮放，漫游。所有設備圖標與該設備的數據庫（包括設備數據， 巡視數據）關聯(lián)，點擊任一設備，新開窗口以表格方式顯示該設備的數據（包 括設備數據，

19、最近三次巡視數據）數據查詢分列表查詢和電子地圖查詢兩種方 式，都可以提供包括巡視的時刻，所用時間，數據值，設備事件狀態(tài)等信息。 每臺設備的位置，采集的數據下載后自動與地圖上的對應設備匹配顯示，兩種 方式可以方便的切換。并提供多種實用的查找定位功能，包括路口，單位，設 備等定位方式，可以直觀，迅速地找到所需的設備并提供測距等使用功能。 所有的數據和信息局域網用戶可以通過客戶端程序查看數據，(C/S)非局域網用 戶可以通過廣域網以網頁方式查看數據（IIS 發(fā)布）(B/S)。 安全管理 系統(tǒng)有多級用戶與密碼管理，可分權限管理；數據自動備份及數據導出功能 （EXCEL，MDB 等格式可選） 系統(tǒng)功能模

20、塊介紹： 1. 人員實時定位 在 GIS 地圖中對所有巡檢人員或單個巡檢人員的當前位置的顯示或鎖定跟蹤 2. 人員巡檢軌跡回放 對所有巡檢人員或指定巡檢人員在設定時間內的巡檢軌跡回放 3. 巡檢計劃比對 按照巡檢計劃或巡檢要求，對巡檢的管線附屬設施或管線自動比對，判斷巡 檢是否合格或自動篩選出沒有按計劃巡查的設施 4. 現場設施和管線狀態(tài)和設施工作參數的現場錄入 巡檢人員在巡檢現場將現場的狀況或管線附屬設施的工作參數記錄在手持終 端內，手動或自動發(fā)送回管理中心，系統(tǒng)自動對事件和工作參數作存檔和分 析，為設備維護及維修作輔助決策 5. 巡檢到位報表 按照巡檢人員的巡檢軌跡和計劃要求的自動對比，統(tǒng)

21、計出巡檢人員到達各管 線附屬設施的具體時間，并分析到位率，考核巡檢計劃的實施質量 6. 設備運行及狀態(tài)報表 對每次巡檢時管線狀態(tài)和附屬設施的工作參數作自動分析，并按管理要求作 各類分析，包括缺陷分析，故 障統(tǒng)計，歷史參數分析等等 帳卡物圖一致 GIS 模塊 以洛陽道路地形圖， 湖州新奧燃氣所有的管線和附屬設施為基礎， 除提供 GIS 系統(tǒng)常規(guī)功能如定位，測距，搜索，關聯(lián)分析等等外，GIS 功能與系統(tǒng)所有 功能模塊無縫連接，可以實時雙向切換 7. 巡檢計劃編制 對管線，附屬設施分解到各人員的巡檢計劃，包括對人員，或對不同類型設施的 不同周期和工作內容。 巡檢計劃地圖定位及打印 通過以上功能模塊的

22、實施，可以方便地建立以管線與附屬設施巡檢為核心，在 GIS 平臺上對管線和附屬設施從新建，日常運行到廢除的全面管理。可作為管線 與附屬設施的基礎信息管理平臺，方便地與公司現有的其他信息系統(tǒng)作集成。 五系統(tǒng)特點 1. 針對燃氣行業(yè)管線及附屬設施的管理要求，采用了 GPS 型 PDA 手機作為手 持終端，內置用戶端軟件，可查詢管線和設施信息，巡檢計劃，記錄管線故障 和設備狀態(tài)、參數，并支持拍照。 2. 系統(tǒng)采用 SQL 網絡型數據庫，支持多級架構，多中心級連、分布式互聯(lián)； 3. 系統(tǒng)具有完整安全及自動災難恢復機制，保證安全穩(wěn)定，降低系統(tǒng)維護成本。 4. 提供標準數據接口，可實現與企業(yè)管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)的無縫對接； 5. 系統(tǒng)部署階段可實現現有管線或附屬設施的數據導入（EXCEL，MDB，SQL 等） ，大大降低部署時間和成本。 6. 不同于普通的巡檢管理系統(tǒng)，除了完善的巡檢到位功能，還提供對管線和設 施運行狀態(tài)和參數的分析處理，貼和燃氣管線和附屬設施的管理要求。 7可以日常巡檢維護為核心提供對管線和設施從安裝到日常運行維護到廢除的 全程管理 。 8. 巡檢計劃設置靈活，可隨時調整。 9 按燃氣行業(yè)管理要求設計的各種實用統(tǒng)計報表，并可按客戶要求定制報表種 類及樣式。 10. 開放式系統(tǒng)，維