重庆燃气集团GPS管线巡检管理系统方案

重庆燃气集团GPS管线巡检管理系统方案

第一章   需求分析

第一节、项目背景

现代社会燃气业务飞速发展,已成为经济发展的重要公用基础设施之一,并关系到广大百姓的日常生活。燃气管网及其附属设施有其特定功能,在燃气的输送、配气中发挥其特定的作用。正是因为有这些管线和附属设施,对燃气管网的总体控制才成为可能,满足用户的不同用气需求才得以实现,因此必须加强对管线及其附属设施的管理。目前燃气行业主要通过人员的日常巡检巡视和SCADA远程监测系统相结合的方式对管网及其附属设施实现日常管理和维护。

管网及其附属设施的日常巡检工作主要为:

1)对不同类型的管网或附属设施制定相应的日常巡视保养周期以及巡检保养的具体工作内容,即巡检计划。

2)管网及附属设施日常巡视保养人员应根据巡检计划在规定的巡视周期内完成巡视保养工作,在现场记录管线及附属设施的状态和运行数据。

3)管理者收集现场采集的管网及附属设施的运行状态和运行数据,安排对管网和管网附属设施的维护保养,并对设施状态的变更在台帐中予以更新。并通过以上数据的积累和数据挖掘为管线和设施的更新,选型作辅助决策。

第二节、需求分析

初步了解下来,重庆燃气的GPS巡检管理系统主要分为人员及车辆信息、调度管理、图表管理、实时采集管理、GIS系统管理、系统维护等,对人员及车辆的各项监控调度管理功能。

1、信息

可对监控的人员及车辆进行信息查看、追踪、历史轨迹、行驶数据。

1.1、人员及车辆信息

人员及车辆信息包括:基本人员信息、车辆的保险信息、车辆的维修信息等。可随时进行编辑修改及更新。

 1.2、追踪

监控中心通过监控平台可以实时、动态、连续地监控人员及车辆的运行轨迹、当前速度、当前位置。最短时间间隔可选,**秒__-**分钟,可根据用户情况定义。

1.3、历史轨迹

可以清晰的了解人员及车辆在过去一段时间的运行轨迹。轨迹回放时可以选择回放速度,中间的暂停功能,查看该运行时的速度等。

1.4行驶数据

在行驶数据中可查看人员及车辆的行驶速度。即对选定的车辆设置某个 时间段,查询这段时间内该车的速度数据,同时, 可查看所有速度相关数据,还可查询其中大于某个速度值的数据集。

3调度管理

可以将现场采集数据,事件以及图像通过GPRS,WIFI,或者USB传输到管理中心便于在遇到问题时对人员及车辆的调度功能。

4、巡查、检修计划制订

巡检管理人员可以制订当月、日巡查、检修计划

5、巡查、检修计划分派与下装

巡检管理人员可以将巡查、检修计划分派给各个巡查人员并下装至手持终端。

6、现场实时采集管理

可以将现场采集到的图片资料及数据实时的传回公司。

6.1、图片的实时传输

图片传输系统主要功能为:可以将现场拍摄的图片实时传输回公司或者将拍摄的图片资料存入设备,回公司后将所有数据一次性全部导出。

6.2现场抄表

现场抄表系统主要功能是将现场抄到的数据资料及厂家名称等资料进行实时回传。

7、图表管理
         以报表形式输出各种历史数据及记录

7.1、巡线日报表

行驶轨迹报表用于查询车辆在某时间段的行驶情况。

车辆位置报表用于查询车辆在某时间段的车辆位置。

车辆里程报表用于查询车辆在某一时间段的行驶里程数。

7.2、统计分析表
        疑点分析报表用于统计车辆在某时间段的疑点数据。

7.3、巡检路线对比图

根据设定的巡检线路与实际的线路进行比较,对于未按照设定线路跑的部分可以进行咨询及疑点分析等。

8GIS系统管理(需方需自备GIS系统)

可以通过设备查看GIS系统上的信息数据。

8.1GIS系统的查看

可以通过设备在问题现场查看GIS系统,并调查数据;每次调用,数据范围不低于现场方圆50米、时间不超过10秒。

8.2GIS系统的更新

定期对GPS里面的GIS数据库进行更新。

9、系统维护

对于系统里的用户、角色等信息进行增加、修改、删除

9.1、用户管理

用户管理主要用来添加、修改、删除用户信息,修改用户登录密码,并赋予用户对系统的使用权限。

9.2、角色管理

角色管理是对系统的使用角色进行描述,以规范管理,可以添加、修改、删除 角色记录,并对各种角色的权限进行设置。

第二章   系统概述

第一节 系统基本原理

根据项目需求,系统设计为由GPS对巡检人员和车辆进行定位;

定位信息和现场采集的管网及附属设施工作信息由GPRS(CDMA)网络或者WIFI实时上传到系统管理平台(也可通过USB数据线提供非实时的数据上传)。
系统管理平台对以上数据自动归档保存,并自动统计与分析,提供巡检到位统计和管网及附属设施工作情况两大类报表。结合管线及附属设施的GIS地图和电子台帐,可以实现对管线及附属设施从新建到日常运行、维护保养直至废除的全程管理。

1、巡检到位管理

1.1巡检人员到位管理

巡检人员随身的携带手持式PDA巡检仪同时内置了GPS定位和GPRS通讯模块,定位精度5-10米,巡检人员巡视检查过程中,巡检仪会自动连续记录下当前坐标信息,通过GPRS网络实时发回到系统管理软件,并形成巡视检查的工作轨迹,同时需要采集的信息也通过GPRS网络发回到管理软件,并形成各类型报表。

1.2巡检车辆到位管理

巡检车辆上安装有车载GPS定位仪,定位精度5-10米,在巡检过程中,自动联系记录当前坐标信息,通过GPRS网络实时发回管理中心,并形成巡检的工作轨迹。
在GIS地图或者GOOGLE地图中对所有巡检人员,巡检车辆或单个巡检人员,巡检车辆的当前位置的实时可以通过监控中心电脑平台显示或锁定跟踪,位置信息上传时间可以根据用户需求设定,5秒-30秒范围。


 
 
 
 
 
 
 
 







1.3人员、车辆信息基本信息

 

基本人员信息、车辆的信息在系统中和手机号码一一对应,并可以在相应信息中增加列表,对应车辆维修信息以及保险信息,可以随时对这些信息进行编辑和修改。

1.4GPS巡检历史轨迹分析

巡检人员实时定位

巡检人员巡检轨迹回放

巡检距离、巡检速度计算

1.5行驶速度报表

对选定的车辆设置一定时间段,查询该段时间内车辆的行驶速度数据报表,同时查看所有速度相关数据,也可查询其中大于某个速度值的数据集。

2.巡检计划编制

对巡线过程中管网附属设施构建、修改关联关系。对管网某些重点管线和区域可在地图上设置关键位置考核点。巡检计划编制,针对信息点和位置考核点制定巡检计划,包括巡检样板设置,巡检周期设置,可设置日计划、月计划、季度计划和临时计划。设置巡检人员和不同管网设施巡检工作内容。下发到手持终端。

3. 现场实时采集管理

3.1图片的实时传输

可以将现场拍摄的图片实时通过GPRS网络回传到管理平台软件,或者将拍摄的图片及录像资料存入手持PDA设备,回公司后通过USB将所有影像数据传输到电脑管理软件。

3.2现场抄表

将现场抄到的附属设施的运行数据在现场抄取,并通过GPRS网络将抄取数据实时回传到管理中心软件,同时附属设施的固有属性可以根据燃气公司提供电子档资料预先导入系统,也可由巡线人员现场抄取通过GPRS网络回传到管理中心。

4调度管理

管理中心管理软件平台可以向巡线人员及巡检车辆终端发送信息,信息会立刻显示在手持PDA巡检仪上,同时现场如发生险情或者隐患,巡检人员可用PDA拍照,通过GPRS网络回传到管理中心,管理人员应用该套巡检管理系统很方便便于在遇到问题时对人员及车辆的调度功能,抢险调度功能。

5、图表管理

以报表形式输出各种历史数据及记录

5.1、巡线日报表

通过现场采集信息点的信息和时间和巡检计划做自动比对

通过GPS巡检位置信息和巡检计划设置的巡检考核点位置做自动比对

提供巡检记录明细查询表,可查询巡检人员、巡检地点、巡检设施和巡检时间,巡检停留时间在内的巡检记录

自动分析巡检计划实施中的漏巡,正常巡检,不合格巡检信息

提供巡检人员巡检到位考核报表、巡检计划实施情况报表、设施巡检记录报表等

5.2、统计分析表

疑点分析报表用于统计车辆在某时间段的疑点数据。

5.3、巡检路线对比图

根据设定的巡检线路与实际的线路进行比较,对于未按照设定线路跑的部分可以进行咨询及疑点分析等。

根据GPS的定位信息,系统自动对比预设的巡检计划,生成客观有效的巡检到位统计报表,从而保证巡检工作按计划的正常实施。

6.管网及附属设施运行管理

对每次巡检时记录和上传的管线状态和附属设施的工作参数作自动分析

提供每次巡检中管线及附属设施的工作情况和照片的查询

对管线及附属设施的工作情况的历史记录

并按管理要求作各类分析,包括缺陷分析,故障统计,历史参数分析等等

管网及附属设施电子台帐

管网与附属设施的新建,维护,废除以电子台帐的方式纳入系统管理,可方便地搜索查找设备及相关属性,并按巡检采集回的信息及时更新,更和GIS地图的位置信息直接勾连,可在地图上搜索,定位

8.  GIS模块

地图制图

地图浏览

距离量算、Tip查询

设备定位、点图查询

空间定位(地图导航、空间查询、路口定位、单位检索、道路追踪)

图层控制、地图标注、地图打印、地图输出

可通过设备在问题现场查看GIS系统,并调查数据 

9、系统维护

9.1、用户管理

可根据管理实际需求添加、修改、删除用户信息,修改用户登录密码,并给予用户对系统的使用权限。

9.2、角色管理

可以对系统的使用角色进行描述,以规范管理,可以添加、修改、删除角色记录,并对各种角色的权限进行设置。

10、其他

安检、维修人员也可以进行安检、维修业务时随手携带一个PDA,巡检系统也可以对其进行定位追踪、以便调度。可以通过权限设置把安检、维修人员的定位追踪与巡检人员分离,以适用不同的管理部门,维修检修设备记录可以生成报表及图表。

系统关键技术

GPS定位技术

全球卫星定位系统(Global Positioning System简称GPS)是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的由24颗人造卫星组成的卫星网,向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机,只要接收到三颗以上的卫星发出的信号,经过计算后,就可以报出GPS接收机的位置(经度、纬度、高度)、时间和运动状态(速度、航向)。 目前,没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。

GIS地理信息系统

GIS(Geographic Information System)是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物广泛地运用在各个领域。在本系统中,主要用于在计算机系统中对地图的显示和管理以及燃气管线信息的管理。

RFID无线射频识别

RFID电子标签每个可提供独一无二的序列号编码,并有多种封装方式,适合在野外环境使用。

GPRS网络介绍

GPRS(General Packet Radio Service,即:通用分组无线业务)是相对于传统的GSM传送方式,具有“高速传输”、“永远在线”、“按量计费”和“自如切换”等优点,全面提升移动数据通信质量。高速传输、快捷:峰值传输可达53.6Kbps,超过GSM技术3-5倍(与网络情况有关)永远在线—方便:只要激活GPRS应用后,将一直保持在线状态。

第三章 系统构成

第一节.系统构成

GPS巡检人员管理系统由三部分组成, 即手持设备部分、电子标签信息点和系统管理中心部分。

系统总体设计图

工作流程图

根据项目要求及使用环境要求,防护系统选用了防护等级达到IP64的工业级手持式巡检仪,无源型全密封设计的电子标签,软件采用B/S结构(网页浏览方式)设计,避免了C/S结构(客户端方式)安装客户端麻烦,访问速度慢,系统稳定性差的弊端。

第二节.硬件介绍

1.手持式巡检仪 GRT-PDA

主要特性:

工业级三防设计 防水/防摔/防尘集成了RFID、GPS、GPRS等模块

内置摄像头

内置WIN CE操作系统和功能强大的巡检手持端软件

带触摸屏和全功能32键键盘,可通过手写或键盘输入信息和操作软件

3.2寸彩色TFT-LCD液晶

超大存储内存,完整放置全部管网及附属设施的电子台帐、照片、维护记录等海量信息数据库

通过基于WIN CE平台的巡检手持端软件软件,可以方便的查询电子台帐、巡检计划、查找当前位置附近设施,并可在巡检中完成复杂的巡检工作内容填写和申报,并上传现场照片。

配置与参数

* RFID格式  工作频率:125K 读写距离:2cm-5cm

*GPS:应用SIRFⅢGPS定位模块 定位精度5-10m

*使用环境:

工作温度:-25℃至80℃

储存温度:-40℃至80℃

湿度:5%RH--95%RH(无凝露)

跌落规格:在操作温度范围内,6面均可承受1.5米高度跌落至水泥地面的冲击

滚动规格:1,000次0.5米,六个接触面滚动

密封环境:IP64

*物理参数:

尺寸:186.5*75*31mm(标准电池配置)186.5*75*38.9mm(4,000mAH电池配置) 重量:400克

*性能参数:

CPU:Samsung ARM920T@533MHz

内存:128MB RAM/1GB Flash存储

存储空间扩展:支持最大8G Micro SD(TF)卡

触摸显示屏:彩色3.2英寸QVGA仿玻璃耐用触摸屏,TFT-LCD、65K色、240X320(QVGA尺寸)

按键:31个软硅胶按键

*输入方式:

标配手写笔,手写、触摸输入或键盘输入

*电池容量:可选充电式聚合物电池 (3.7V 4,000mAH)

扩展插槽:SIM卡、SAM卡、Micro SD(TF)卡

*无线通讯功能:

支持GPRS和CDMA无线网络

传输距离:支持IEEE802.11b/g协议,需要有效无线局域网信号覆盖。

* 拍照功能

摄像头:Samsung 320万像素摄像头 2048(H)×1536(V),QXGA

2.车载GPS定位仪:

车载GPS智能终端:

YD-A1

车载设备由GPS主机、GPS天线、GPRS天线、电源线以及ACC控制线。

技术参数

(一)通信模块

1、通讯模块采用BenQ M33AG

2、通讯方式:TCP/IP、UDP/IP、SMS

3、工作电压:3.9V

4、工作电流:最大峰值280MA

5、工作频段:900MHZ、1800MHZ、GPRS Class 8

6、工作环境:-20℃ ~ +70℃

(二)定位模块

1、定位模块采用:UBLOX- 5s

2、输出格式:0183(GPRMC、GPGGA、GPVGT)

3、波特率:9600

4、工作电压:3V

5、工作电流:<30mA

6、GPS通道: 16通道

7、启动参数:热启动:<5秒;温启动:<38秒;冷启动:<45秒

8、刷新率:1次/秒

9、定度精度:<10米

10、工作环境:-40℃ ~ +85℃

(三)整机参数

1、体积:长76mm  宽66mm 高43mm

2、颜色:银白色

3、重量:

4、工作电压:宽电压 DC 9V~30V

5、工作电流:80mA @DC 12V;

6、工作环境:-20℃ ~ +70℃

7、过压保护门阀:32V~100V

8、后备电池使用时间:2小时

9、通讯方式:TCP/UDP

3.电子标签信息钮 GRT-EM

工作频率:125kHz;

电  源:读头驱动方式 无需电源;

感应距离为5CM以内;

使用具有唯一性的数字代码;

抗冲击、防浸水,坚固,无使用次数限制;

可在-40℃―+80℃的温度范围内使用

多种封装方式 可适合吊装、埋入安装、螺丝安装、粘贴安装,并有适合安装在金属表面的防干扰封装

第二节.    系统管理软件介绍

1.  软件结构介绍

软件采用先进的B/S结构,应用SQLSERVER,WEBGIS等核心技术开发,地形道路图使用GOOGLE MAP。(GOOGLE MAP为免费的道路地形GIS资料,每年会做一定的更新,在用户还没有建立或购买测绘道路地形数据时,是较理想的选择,既可提供较准确的道路地形资料,又可为用户节约大量的地图购买和每年更新的费用,也避免了可能发生的地图资料版权法律纠纷)

软件网络结构示意图

巡检数据,管网及附属设施GIS资料,电子台帐信息,用户信息等系统管理软件数据统一发送并保存在一台数据库服务器中,并由该服务器负责以网页形式发布软件。用户可用任意电脑由局域网或者是外网直接用浏览器访问使用软件,不需要安装任何客户端软件。这样不仅大大提高了使用软件的便利性,更加强了系统的稳定性,确保了系统数据的安全和可靠性,又避免了由于客户端软件带来的系统不稳定性,同时系统的维护工作量大大降低。

软件结构示意图1

软件结构示意图2 

 2. 系统软件简介

系统管理平台

采用SQL2000网络型数据库

支持C/S和B/S结构

可远程维护,自动版本升级

开放的数据接口

GPS实时定位

轨迹回放                                              

设施属性维护

巡检计划编制

巡检统计报表

巡检计划比对

设施缺陷分析

设施运行参数历史分析

人员车辆考核统计

设备信息维护

数据备份与打印

设施中修,大修管理                               

设备缺陷管理

系统特点

稳定性

作为管线日常维护一个比较重要的系统,必须能高可靠的连续运行,本系统本着经济实用,高性价比的原则设计,从系统结构、设计方案、技术保障等方面综合考虑,采用B/S结构设计,设立单独的数据和通信服务器,使得系统能保证稳定可靠。硬件充分考虑野外的使用环境,选用工业级的巡检仪和适合多种安装方式的信息点,确保系统的稳定性。

先进性

系统采用全WEB页面的方式,包括先进的WEBGIS技术。巡检仪集成了RFID,GPS,GPRS和摄像头等功能,更好的满足了巡检人员现场使用的实际需求,并为以后系统向现场抢修,维护的使用提供了良好的基础。

可扩展性

系统提供标准的数据库接口可方便的导入其他数据库资料,或是excel、CAD资料,为系统数据导入提供便利可输出入管网及附属设施台帐资料和工作信息到其他管理系统,方便用户实施大管理平台的系统集成

维护便利性

地图采用了GOOGLE MAP,可以免维护自动做更新(同时也可人工添加图层修绘制道路及其他信息)系统数据及软件发布由一台数据服务器完成,系统维护工作量小管网及其附属设施资料和地图可以通过GPS坐标导入、CAD图纸导入、手工绘制等多种方式编辑

公司介绍

GREAT管线及附属设施巡检管理系统是由上海格瑞特科技实业股份有限开发生产。上海格瑞特是国内专业的巡检产品制造商和巡检解决方案的提供商,从1997年开始从事巡检手持仪,巡检信息管理平台的开发与销售。目前公司是国家巡检行业标准的首席制定单位,上海市高新技术企业,并连续多年通过企业ISO认证。十余年来已为国内数万用户提供了高品质的巡检管理系统,用户中包括了燃气,自来水,石油化工,电信,油田,隧道,铁路,住宅小区和智能楼宇等行业。其中的燃气管线及附属设施巡检管理系统已成功应用在
1. 上海大众燃气,
2. 上海浦东燃气销售公司输配所
3. 上海燃气浦东销售有限公司营业所
4. 上海市北燃气
5. 无锡华润燃气,
6.上海市天然气管网公司
7.上海天然气管网金山输配部
8.上海市北燃气等公司,
9.上海金山燃气,
10.   湖南岳阳华润燃气
11.   上海青浦燃气
12.   吴淞煤气制气厂
13.   浙江湖州新奥燃气
14.   宿迁中石油昆仑燃气
15.   建湖中石油昆仑燃气
16.   徐州中石油昆仑燃气
17.   射阳中石油昆仑燃气
18.   东台中石油昆仑燃气
19.   宝应中石油昆仑燃气
20.   东海中石油昆仑燃气
21.   泰州中石油昆仑燃气
22.   洛阳新奥燃气
23.   青岛泰能燃气集团
24.   沅江中石油燃气有限公司
25.   潜江华润燃气有限公公司
26.   潮州中石油
27.   大庆燃气
28.   昆明华润燃气有限公司
29.   宜城华润燃气有限公司
30.   上海吴淞煤气制气厂
31.   齐鲁石化
32.   辽宁华锦化工集团
33.   江西三美化工
34.   宁波科源塑胶有限公司
35.   克拉玛依石化
36.   西南石油管理局
37.   东营胜利油田
38.   德国basf化工厂
39.   宁波鄞州供电局
40.   南通供电局
41.   浙江秦山核电站
42.   深圳大亚湾核电站
43.   上海青浦电信
44.   上海嘉定电信
45.   中国移动绵阳分公司
46.   中国移动宜宾分公司
47.   中国电信泉州分公司
48.   福州车辆段
49.   浦江桥隧道
50.   上海地铁
51.   河南郑州铁路局
52.   上海浦东公路建设有限公司的管网,调压器,阀门 ,牺牲阳极,生产装置,车辆等的巡检管理中。

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