道路井蓋實時化監測技術應用分析

李 鈞 孫 宇 沈 義 李 麗

(黑龍江建筑職業技術學院，黑龍江 哈爾濱 150001)

2020年伊始，一場來勢迅猛的新冠肺炎席卷全球，不斷升級的疫情給全人類帶來了沉重的災難。疫情蔓延期間，眾多企業,也受到了重大沖擊，然而對于某些行業來說卻是“禍兮福之所倚”，遠程教育、遠程醫療、遠程辦公等無接觸式服務相關的行業得到迅猛發展，人工智能、物聯網技術、大數據分析等技術的應用也更加廣泛，與此同時建設智慧城市、智慧道路的呼聲也越來越高。經此一“疫”，國家和人民都認識到了建設智慧城市、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，雜亂無章的井蓋管理模式與智慧城市建設越來越格格不入，智能化井蓋管理勢在必行。

1 市政井蓋管理的現狀分析

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

1.1 井蓋管理難度大，無法實現統一規劃

由于市政井蓋數量眾、分布廣泛，且歸屬于不同的管理系統，管理難度極大。市政井蓋一般按區域按井蓋歸屬系統分系統管理。如通訊井蓋由通信運營商維護，電力井蓋由電力系統維護，不同的管理系統都需要為維護井蓋投入大量的人力、物力，各系統間無法實現資源共享，信息互通。

1.2 井蓋維護不及時，無法及時獲知井蓋狀態

傳統井蓋一般是鐵鑄的，具備一定的經濟價值，常有不法之徒盜竊井蓋。另外井蓋毀損、移位、堵塞的情況也經常發生。丟失、毀損的井蓋若得不到及時維護就會演變成“馬路陷阱”，近年來井蓋“吃人”的悲劇時有發生。

1.3 井蓋維護成本高，人工效率低

目前井蓋維護主要依賴人工巡檢，由于井蓋數量多、分布廣，需要大量的巡檢人員，人力維護成本極高。另外人工檢查的效率也比較低。因此，為了維護人民的安全、促進經濟發展，升級井蓋管理模式刻不容緩。

2 實現道路井蓋實時化監測的意義

近年來物聯網技術、人工智能、大數據分析技術發展迅速，人們普遍追求更高效、更便捷的生活方式。建設智慧城市、智慧道路勢必成為未來城市建設的主流趨勢。傳統井蓋管理模式無法跟上智慧道路建設的步伐，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哪些改變呢？

2.1 實現市政井蓋的全面資產管理

該功能相當于公安系統的“人口普查”，智能井蓋系統可獲取系統內所有井蓋的基本信息，如井蓋具體位置及編號等。傳統單純靠人的管理模式可能連這點都做不到。

2.2 實現市政井蓋的實時定位

智能井蓋系統可實時監測市政井蓋的各類狀態。就好像井蓋內、井蓋旁遍滿了攝像頭，可隨時查看系統內各個井蓋的狀態。傳統井蓋管理模式基本無法實現該功能。目前可通過地理定位技術實現該功能。

2.3 防止偷盜

智能井蓋系統可根據人們預先在系統內設定的規則，在井蓋狀態出現異常時及時報警。進行有效的防盜監管。該功能要比傳統管理模式更便捷，更高效。

2.4 報警聯動

智能井蓋系統報警器觸發后可直接向報警中心報警，同時還會向相關管理人員、責任人的手機等客戶端發送報警信息。使得管理人員可在井蓋發生緊急情況時第一時間獲知井蓋的基本信息，并迅速做出處理。

2.5 鑒權設置

相關管理人員、責任人可以靈活設置井蓋的維修時間，極大地提高了井蓋維修工作的靈活性。

2.6 數據分析

智能井蓋系統可從不同維度對各種數據進行匯總、重組、對比分析，挖掘有價值數據。未來該功能可與智慧道路實現聯動，助力建設智慧城市。

2.7 監測水位功能

智能井蓋系統可監測井內水位，當水位達到設定的預警值時，及時向相關管理人員、責任人發送預警信息。提醒管理人員盡早維護。

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

3 實現道路井蓋實時化監測的方案

要實現道路井蓋的實時化監測，首先要賦予井蓋感知能力，其次要賦予其表達能力，最后要通過“翻譯”將信息傳達給維護人員。智能井蓋實質是一套智能化管理系統，并非人們肉眼可見的傳統井蓋。該系統的主要作用是維護“設備的安全”和“人員的安全”。簡單來說智能井蓋系統通常由感知設備、網絡設備、應用平臺三部分組成。

感知設備相當于給井蓋安裝上“大腦”，即將一種智能感應裝置安裝于井蓋底部，該裝置能夠對井蓋的周圍環境及狀態進行實時監測，感應器內還需安裝通訊控制模塊，該模塊集傳感器技術、地理定位技術、網絡技術于一身。能夠對自身狀態及周邊環境進行監測。一旦井蓋位置發生偏移，被掀動或者水浸時感應器就會發出警報。從異常感應到報警完成，只需要幾十秒。

網絡設備給井蓋安裝上“嘴巴”，需要在井蓋周圍建立網絡基站，將感應器報警信息上傳到系統應用管理平臺。目前主要通過NB-IoT技術實現。應用平臺主要供管理人員及維護人員使用，人們可以通過操作平臺了解井蓋目前的情況并進行相應的操作。

目前小部分城市已開始推行智能化井蓋，但不同產品的應用略有不同。如北斗井蓋智能監測系統，主要通過在傳統井蓋底部按照智能檢測儀和北斗定位系統實現井蓋的智能檢測。有些產品是通過井蓋旁的智能桿及基站來實現井蓋的實時檢測。還有些產品通過改變井蓋材質，應用新材料井蓋、無線網絡及應有平臺實現井蓋的實時檢測。

4 制約智能井蓋發展的因素

住建部雖早于2013年4月提出對井蓋進行數字化管理的要求，但目前井蓋管理仍以傳統人工維護為主。制約智能井蓋發展的因素包括硬件也包括軟件。智能化井蓋管理依賴物聯網技術，目前主要使用NB-IOT技術，國內三大運營商近兩年都在NB-IOT網絡的建設，雖然NB-IOT技術已得到迅速發展但尚未得到普及，相信伴隨5G時代的到來，網絡技術將不再制約智能化井蓋的發展。另外目前智能化井蓋的感應設備尚處在發展初期，井蓋內環境惡劣，需要維護成本低、運行時間長的感應設備。相信伴隨地理定位技術、石墨烯電池技術、鋰電池技術的發展該領域能盡快實現重大突破。市面上現存廠家大都屬于發展初期，技術參差不齊，產品互不兼容也制約了智能化井蓋系統的發展。

5 結 語

要實現市政井蓋的統一規劃、統一建設、統一運維，實現智能井蓋與智慧道路的資源共享、信息融合，還有很長的路要走。伴隨著技術的迅速發展，相信在不久的未來將有更多智能井蓋出現在人們的生活中。