本發(fā)明屬于管網(wǎng)建設(shè)監(jiān)管，特別是涉及一種集約化管網(wǎng)建設(shè)智慧監(jiān)管系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在科技的不斷發(fā)展中，使得人們對地下管線的信息需求不斷的加大，地下管網(wǎng)的管理系統(tǒng)，不僅僅是改變了以前的作業(yè)模式和管理方式，還改變了地下管線管理的認(rèn)知。由于不同種類的管線資料，有不同的部門所掌管，每個部門都有自己的管理方式，不同部門之間的資料無法實現(xiàn)共享，以至于出現(xiàn)了資源的浪費，產(chǎn)生了信息孤立的問題，但是，由于有了地下管網(wǎng)管理系統(tǒng)的出現(xiàn)，就可以解決這個問題，使得資料得到共享，還能實時更新，除此之外，還能拓展新的功能，比如管線的查詢、統(tǒng)計、分析等，這樣一來，就能為城市的發(fā)展規(guī)劃，施工建設(shè)提供更有利的支持。

2、地下管網(wǎng)系統(tǒng)中包含有供電、供氣、供水等多種管線系統(tǒng)，其中地下污水的管線系統(tǒng)作為城市污水管理重點關(guān)注的問題，地下污水管網(wǎng)系統(tǒng)的外業(yè)采集和數(shù)據(jù)庫的建立是其中重要的一個部分，外業(yè)的地下管線數(shù)據(jù)采集從最開始的傳統(tǒng)測量方法，即圖紙記錄，這種方法除了效率低外，還有可能因為外業(yè)的作業(yè)條件使得記錄模糊，造成數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確；同時無法將地下污水管網(wǎng)信息和地形信息相結(jié)合，導(dǎo)致后續(xù)對管網(wǎng)的維護(hù)造成不便

3、目前的地下污水管網(wǎng)系統(tǒng)缺乏嚴(yán)格的監(jiān)管力度和先進(jìn)的監(jiān)測手段，并不能做到對地下污水管網(wǎng)系統(tǒng)的全方位監(jiān)管，導(dǎo)致管網(wǎng)系統(tǒng)在出現(xiàn)問題時不能第一時間對其進(jìn)行定點化相關(guān)處理，為此我們提出一種集約化管網(wǎng)建設(shè)智慧監(jiān)管系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種集約化管網(wǎng)建設(shè)智慧監(jiān)管系統(tǒng)，解決現(xiàn)有的地下污水管網(wǎng)系統(tǒng)缺乏嚴(yán)格的監(jiān)管力度和先進(jìn)的監(jiān)測手段，并不能做到對地下污水管網(wǎng)系統(tǒng)的全方位監(jiān)管，導(dǎo)致管網(wǎng)系統(tǒng)在出現(xiàn)問題時不能第一時間對其進(jìn)行定點化相關(guān)處理的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明為一種集約化管網(wǎng)建設(shè)智慧監(jiān)管系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)模塊、監(jiān)管模塊以及運行模塊；

4、數(shù)據(jù)模塊：用于通過數(shù)據(jù)采集單元對基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)、窨井安全監(jiān)控數(shù)據(jù)、節(jié)點視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)、節(jié)點水位監(jiān)測數(shù)據(jù)、節(jié)點管道距離窨井蓋高度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并通過數(shù)據(jù)整合單元對所采集的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合至管網(wǎng)分布數(shù)據(jù)圖中直觀顯示；所述數(shù)據(jù)整合單元首先根據(jù)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)結(jié)合地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)建立地面建筑與地下管網(wǎng)相對應(yīng)的三維管網(wǎng)分布圖并導(dǎo)入三維坐標(biāo)系中，根據(jù)節(jié)點管道距離窨井蓋高度數(shù)據(jù)結(jié)合節(jié)點管道對應(yīng)的正上方窨井蓋位于三維坐標(biāo)系中坐標(biāo)計算所有節(jié)點管道的三維坐標(biāo)點，在三維管網(wǎng)分布圖中各節(jié)點窨井設(shè)置自定義交互按鈕，點擊自定義交互按鈕彈窗窨井安全監(jiān)控數(shù)據(jù)、節(jié)點水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)以及節(jié)點水位監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中，節(jié)點包括各所述窨井蓋以及其正下方的節(jié)點管道；

5、運行模塊：包括固定設(shè)置于節(jié)點管道內(nèi)壁頂端正中間的超聲波液位傳感器，用于監(jiān)測節(jié)點管道位置的節(jié)點水位監(jiān)測數(shù)據(jù)，還包括設(shè)置于節(jié)點窨井蓋底部的攝像頭，用于獲取窨井安全監(jiān)控數(shù)據(jù)以及節(jié)點視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述節(jié)點視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)包括節(jié)點管道是否堵塞以及節(jié)點管道水質(zhì)視覺渾濁情況；所述運行模塊根據(jù)數(shù)據(jù)模塊請求運行設(shè)置于各節(jié)點位置的監(jiān)測元件對各節(jié)點管網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；

6、監(jiān)管模塊：用于對管網(wǎng)各節(jié)點運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管；各所述節(jié)點窨井蓋底部均固定密封設(shè)置有單片機(jī)，每個節(jié)點所述單片機(jī)接收相對應(yīng)節(jié)點超聲波液位傳感器發(fā)送的實時節(jié)點水位監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及接收攝像頭拍攝獲取的窨井安全監(jiān)控數(shù)據(jù)和節(jié)點視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)；每個節(jié)點根據(jù)預(yù)設(shè)選擇條件選擇兩個專屬接收節(jié)點，并每隔特定時間向所述兩個專屬接收節(jié)點同時發(fā)送實時節(jié)點監(jiān)測數(shù)據(jù)，接收到的兩個專屬接收節(jié)點接收處理所述監(jiān)測數(shù)據(jù)保存并標(biāo)記數(shù)據(jù)來源，同時專屬接收節(jié)點向發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點發(fā)送已接收信號；若所述專屬接收節(jié)點沒有接收到發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)節(jié)點發(fā)送的實時節(jié)點監(jiān)測數(shù)據(jù)或發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點沒有收到所述兩個專屬接收節(jié)點任一發(fā)送的已接收信號，則相應(yīng)節(jié)點向監(jiān)管模塊發(fā)送異常信號，監(jiān)管模塊調(diào)取相應(yīng)節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷是否發(fā)生異常；

7、其中，所述預(yù)設(shè)選擇條件包括以下內(nèi)容：發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點選擇距離其直線距離最近的兩個專屬接收節(jié)點，其中一個專屬接收節(jié)點的節(jié)點管道z軸高度大于發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點的節(jié)點管道z軸高度，另一個專屬接收節(jié)點的節(jié)點管道z軸高度小于發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點的節(jié)點管道z軸高度；

8、其中，所述監(jiān)管模塊中預(yù)設(shè)節(jié)點接收監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)量閾值，若節(jié)點a接收到的其余節(jié)點實時監(jiān)測數(shù)據(jù)來源數(shù)量超過閾值，則判定節(jié)點a為重點監(jiān)管節(jié)點，所述節(jié)點a直接發(fā)送節(jié)點實時監(jiān)測數(shù)據(jù)至監(jiān)管模塊由監(jiān)管模塊直接監(jiān)管；

9、其中，所述專屬接收節(jié)點接收處理監(jiān)測數(shù)據(jù)時，根據(jù)預(yù)設(shè)節(jié)點水位監(jiān)測數(shù)據(jù)閾值、窨井安全監(jiān)控數(shù)據(jù)閾值以及節(jié)點視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)閾值，若接收到的節(jié)點實時監(jiān)測數(shù)據(jù)任一項數(shù)據(jù)超過閾值，則判定為異常數(shù)據(jù)，并由數(shù)據(jù)采集單元輸出至數(shù)據(jù)模塊。

10、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)模塊中還包括異常數(shù)據(jù)處理單元，所述異常數(shù)據(jù)處理單元用于處理數(shù)據(jù)采集單元采集的異常數(shù)據(jù)，根據(jù)異常數(shù)據(jù)信息判斷相應(yīng)節(jié)點出現(xiàn)的問題，若節(jié)點水位監(jiān)測數(shù)據(jù)異常，則降低上游節(jié)點管道的水壓，對流經(jīng)該節(jié)點管道的污水進(jìn)行分流；窨井安全監(jiān)控數(shù)據(jù)異常，則派遣工作人員根據(jù)節(jié)點坐標(biāo)位置前往節(jié)點對窨井進(jìn)行維護(hù)處理；若節(jié)點視頻數(shù)據(jù)異常，判斷節(jié)點管道是否有堵塞危險，根據(jù)異常情況派遣工作人員根據(jù)節(jié)點坐標(biāo)位置前往節(jié)點對節(jié)點管道進(jìn)行清理堵塞，同時根據(jù)節(jié)點管道水質(zhì)渾濁視覺程度調(diào)節(jié)下游污水處理池絮凝劑投加量。

11、優(yōu)選的，獲取所述基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)包括地面建筑物分布位置、地形以及面積數(shù)據(jù)；獲取所述地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)包括地下管網(wǎng)的埋深、管道分布位置、窨井位置、管徑以及管道長度數(shù)據(jù)；根據(jù)所述基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)建立三維模型，再根據(jù)地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)與三維模型進(jìn)行合并，形成三維管網(wǎng)分布圖。

12、優(yōu)選的，所述窨井蓋與節(jié)點管道之間通過窨井連接，所述節(jié)點管道的三維坐標(biāo)點計算方式通過窨井蓋坐標(biāo)點z軸高度減去節(jié)點管道距離窨井蓋高度即為節(jié)點管道的三維坐標(biāo)點z軸數(shù)據(jù)，且節(jié)點管道位于節(jié)點窨井蓋正下方位置，因此節(jié)點管道的三維坐標(biāo)點x軸以及y軸與節(jié)點窨井蓋三維坐標(biāo)點x軸以及y軸數(shù)據(jù)一致。

13、優(yōu)選的，所述運行模塊根據(jù)數(shù)據(jù)模塊請求定期運行各節(jié)點位置的監(jiān)測元件對各節(jié)點管網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，所述運行模塊采集管網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)時間間隔大于監(jiān)管模塊中所述節(jié)點向兩個專屬接收節(jié)點同時發(fā)送實時節(jié)點監(jiān)測數(shù)據(jù)時間間隔。

14、優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)選擇條件中對于發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)節(jié)點選擇距離其直線距離最近的兩個專屬接收節(jié)點包括以下內(nèi)容：所述節(jié)點之間通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，所以發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點根據(jù)其無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍向覆蓋范圍內(nèi)的所有節(jié)點發(fā)送信號，根據(jù)覆蓋范圍內(nèi)的所有節(jié)點接收到的信號強(qiáng)度，通過式（1）中無線電波傳輸過程中損耗模型公式計算出覆蓋范圍內(nèi)的各節(jié)點距離發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)節(jié)點的距離：

15、?（1）其中：為覆蓋范圍內(nèi)的節(jié)點接收到的信號功率；為發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸功率；為發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點信號發(fā)射端的增益；為覆蓋范圍內(nèi)的節(jié)點接收端的增益；為電波波長；l為損耗系數(shù)；d為發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點到覆蓋范圍內(nèi)的節(jié)點之間的距離。

16、優(yōu)選的，監(jiān)管系統(tǒng)還包括功能模塊，所述功能模塊用于操作三維管網(wǎng)分布圖，包括以下內(nèi)容：

17、快捷工具包括圖層管理、透明度、管線圖例、地圖快照以及清屏；

18、地圖瀏覽包括全屏顯示、開啟碰撞、雙屏對比、雙屏聯(lián)動以及雙屏設(shè)置；

19、查詢定位包括坐標(biāo)定位、屬性查詢，所述坐標(biāo)定位用于在已知節(jié)點坐標(biāo)條件下對節(jié)點進(jìn)行快速定位；所述屬性查詢用于查詢目標(biāo)節(jié)點管道的屬性信息，其中屬性信息包括目標(biāo)節(jié)點管道的三維空間坐標(biāo)、管道半徑、管道材質(zhì)以及管道鋪設(shè)時間；

20、管線統(tǒng)計用于區(qū)域范圍內(nèi)管線數(shù)量與長度的統(tǒng)計與結(jié)果輸出，包括管徑分段統(tǒng)計、點性質(zhì)分類統(tǒng)計、管徑分類匯總與材質(zhì)分類匯總；

21、量測用于實現(xiàn)距離量算與面積量算功能，包括節(jié)點水平距離、垂直距離、空間距離、地表距離、水平面積與地表面積測量功能；

22、標(biāo)注用于實現(xiàn)管線信息的圖上標(biāo)注顯示功能，包括標(biāo)高、管徑、坐標(biāo)、距離、復(fù)合、扯旗與坡度標(biāo)注功能。

23、本發(fā)明具有以下有益效果：

24、本發(fā)明通過設(shè)置數(shù)據(jù)模塊，通過數(shù)據(jù)采集單元對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，隨即通過數(shù)據(jù)整合單元對所采集的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)結(jié)合地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)建立三維管網(wǎng)分布圖，同時將三維管網(wǎng)分布圖與三維坐標(biāo)系進(jìn)行結(jié)合，因此各管道節(jié)點就能以坐標(biāo)形式進(jìn)行展現(xiàn)，隨即將采集的窨井安全監(jiān)控數(shù)據(jù)、節(jié)點視頻監(jiān)測數(shù)據(jù)、節(jié)點水位監(jiān)測數(shù)據(jù)、節(jié)點管道距離窨井蓋高度數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維管網(wǎng)分布圖中進(jìn)行直觀顯示，利用設(shè)置的自定義交互按鈕，點擊自定義按鈕即可彈窗顯示節(jié)點數(shù)據(jù)；此模塊能夠?qū)⑺杉綌?shù)據(jù)直觀清晰的顯示于三維管網(wǎng)分布圖中，并且將地下管網(wǎng)以三維地圖進(jìn)行顯示，大大降低了對管網(wǎng)建設(shè)的監(jiān)管難度。

25、本發(fā)明通過設(shè)置監(jiān)管模塊，每個節(jié)點選擇距離其直線距離最近的兩個節(jié)點作為其專屬接收節(jié)點，該節(jié)點定時段向其兩個專屬接收節(jié)點發(fā)送其監(jiān)測數(shù)據(jù)，這樣避免節(jié)點因故障而導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)丟失的可能發(fā)生，同時發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點定時段發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)至專屬節(jié)點時，專屬節(jié)點會向發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點發(fā)送已接收信號，這樣雙方都能夠監(jiān)測到對方是否正常工作，當(dāng)任一方?jīng)]有接到監(jiān)測數(shù)據(jù)或是已接收信號時，該節(jié)點立即向監(jiān)管模塊發(fā)送異常信號，通報節(jié)點異常，這樣能夠通過其他相關(guān)節(jié)點監(jiān)測相鄰節(jié)點的工作狀態(tài)，避免因節(jié)點故障而長時間無法發(fā)現(xiàn)的情況發(fā)生。

26、本發(fā)明通過預(yù)設(shè)選擇條件，發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點選擇兩個專屬接收節(jié)點，且其中一個專屬接收節(jié)點的節(jié)點管道z軸高度大于發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點的節(jié)點管道z軸高度，另一個專屬接收節(jié)點的節(jié)點管道z軸高度小于發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點的節(jié)點管道z軸高度，即兩個節(jié)點的垂直高度位于發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)的節(jié)點的上下兩側(cè)，當(dāng)發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)節(jié)點發(fā)生堵塞或者水位過高時，可以減小位于其垂直高度以上的節(jié)點閥門，降低徑流量，增大位于其垂直高度以下的節(jié)點閥門，增大徑流量，有助于堵塞疏通以及水位降低。

27、本發(fā)明通過預(yù)設(shè)節(jié)點接收監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)量閾值，當(dāng)一個節(jié)點所接收到的其他多個節(jié)點發(fā)送的監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)量超過一個閾值時，代表該節(jié)點聯(lián)通有多個管道節(jié)點，并且距離其他節(jié)點較近，表面該節(jié)點出現(xiàn)問題的可能性較大，因此將該節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)直接發(fā)送至數(shù)據(jù)模塊，由監(jiān)管模塊直接對其進(jìn)行監(jiān)管，避免重點監(jiān)管節(jié)點出現(xiàn)問題，能夠更快地對其進(jìn)行處理。