詳細介紹： 熱力公司管網GPS巡檢管理系統
第一章 需求分析
第一節、項目背景
現代社會水，電，暖，業務飛速發展，已成為經濟發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。其中熱力管網及其附屬設施有其特定功能，在熱力的輸送、配氣中發揮其特定的作用。正是因為有這些管網和附屬設施，對熱力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，因此必須加強對管網及其附屬設施的管理。目前這些行業主要通過人員的日常巡檢巡視和SCADA遠程監測系統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：
1.對不同類型的管網或附屬設施制定相應的日常巡視保養周期以及巡檢保養的具體工作內容，即巡檢計劃。
2．管網及附屬設施日常巡視保養人員應根據巡檢計劃在規定的巡視周期內完成巡視保養工作，在現場記錄管線及附屬設施的狀態和運行數據。
3.管理者收集現場采集的管網及附屬設施的運行狀態和運行數據，安排對管網和管網附屬設施的維護保養，并對設施狀態的變更在臺帳中予以更新。
4.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。
第二節、需求分析
在地圖基礎上，增加x名巡線人員在巡查管線時實現實時定位、上傳巡查點實時位置坐標，設備運行狀態和數據的工作紀錄，隱患紀錄，隱患圖片，隱患視頻，用于對線人員巡查路線、巡查周期的監督，直觀、實時監視突發情況的現場巡檢人員巡檢到位管理，了解巡檢人員真實巡檢到位情況和巡視檢查工作軌跡，掌握設定的巡檢計劃的實施質量，記錄管網附屬設施巡檢的歷史時間節點管網及附屬設施工作情況，運行參數，環境狀況的采集與統計分析，巡視檢查中對管網設施的工作狀態、各類故障，壓力等運行參數，施工、占壓等環境狀況等檢查項目的結果做現場的文字，圖片或者圖像記錄。通過對以上信息和數據的自動分析、統計，評估管網和附屬設施的工作狀況，為維護和保養積累數據提供輔助決策。
管網及附屬設施GIS及電子臺帳
建立區域地形道路GIS圖和管網及附屬設施的GIS地圖，通過坐標化實現對管網及附屬設施的可視化管理。在系統中建立包括基本屬性、維修維護記錄、動態參數在內的管網及附屬設施的電子臺帳，結合GIS地圖，為管網的運行維護提供基礎數據。
現場管網及附屬設施資料查詢
巡檢人員在巡檢現場可在巡檢儀上查詢到管網及附屬設施的臺帳資料、提供工作內容指引、現場位置指引、周邊設施查找等信息，提高現場巡檢工作的效率。
現場拍照，視頻
巡檢過程可對管網或設施現場拍照或者視頻信息實時回傳到管理中心作為搶險調度依據
第二章 系統概述
第一節 系統基本原理
根據項目需求，系統設計為由GPS一種方式同時定位；定位信息和現場采集的管網及附屬設施工作信息由3G（電信或者聯通）或者GPRS（CDMA），WIFI等網絡實時上傳到系統管理平臺（也可通過USB數據線提供非實時的數據上傳）。系統管理平臺對以上數據自動歸檔保存，并自動統計與分析，提供巡檢到位統計和管網及附屬設施工作情況兩大類報表。結合管線及附屬設施的GIS地圖和電子臺帳，可以實現對管線及附屬設施從新建到日常運行、維護保養直至廢除的全程管理。
巡檢到位管理
巡檢人員隨身的攜帶手持式巡檢儀同時內置了GPS定位和3G，GPRS，WIFI通訊模塊，巡檢人員巡視檢查過程中，巡檢儀會自動連續記錄下當前坐標信息，通過GPRS網絡實時發回到系統管理軟件，并形成巡視檢查的工作軌跡。
根據GPS的定位信息和信息點讀點記錄，系統自動對比預設的巡檢計劃，生成客觀有效的巡檢到位統計報表，從而保證巡檢工作按計劃的正常實施。
管網及附屬設施運行信息管理
巡檢人員在對管網及附屬設施巡視檢查時，會自動提示對應的檢查工作內容，并顯示這些設施的地圖位置和臺帳信息，巡檢人員將工作內容通過事件選擇、數字輸入、漢字輸入或拍照的方式記錄在巡檢儀內，一起可通過GPRS網絡實
上傳到系統管理軟件。
系統管理軟件會自動對管網及附屬設施的工作狀態歸檔保存，并對故障、維修信息、運行參數做統計分析，生成各類報表。由于所有的工作狀態信息都綁定了GPS數據，可以極大程度上保證數據的真實性和準確性。
現場拍照或者視頻
巡檢過程可對管網或設施現場拍照或者視頻通過gprs網絡，WIFI網絡，3G網絡實時回傳到管理中心作為搶險調度依據。
管網及附屬設施可視化管理
通過建立管網及附屬設施和對應區域的地形道路GIS系統，以及管網及附屬設施的電子臺帳，可以在GIS平臺中結合管網和附屬設施的地理位置和周邊環境，查看及基本屬性，巡檢記錄，維護保養記錄，工作狀態，運行參數等等信息，實現可視化的管網管理。同時可將電子臺帳資料及地理位置信息下載到巡檢儀中，方便巡檢人員在現場查看，為現場維護保養或是維修提供有力的信息支持。
系統關鍵技術 GPS定位技術
全球衛星定位系統（Global Positioning System簡稱GPS）是隨著現代科學技術的發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。它利用位于距地球2萬多公里高的由24顆人造衛星組成的衛星網，向地球不斷發射定位信號。地球上的任何一個GPS接收機，只要接收到三顆以上的衛星發出的信號，經過計算后，就可以報出GPS接收機的位置（經度、緯度、高度）、時間和運動狀態（速度、航向）。 目前，沒有任何一種傳統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
GIS（Geographic Information System）是近些年來迅速發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、統計、測繪、通訊、規劃和管理學科交叉運用的產物廣泛地運用在各個領域。在本系統中，主要用于在計算機系統中對地圖的顯示和管理以及燃氣管線信息的管理。
GPRS網絡介紹
GPRS（General Packet Radio Service，即：通用分組無線業務）是相對于傳統的GSM傳送方式，具有“高速傳輸”、“永遠在線”、“按量計費”和“自如切換”等優點，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。
3G網絡
3G是“第三代移動通信技術”（英語：3rd-Generation）的縮寫，也就是IMT-2000（International Mobile Telecommunications-2000），是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音（通話）及信息（電子郵件、實時通信等）。3G的代表特征是提供高速數據業務，速率一般在幾百kbps以上。
第三章 系統構成與主要功能
第一節．系統構成
GPS巡檢人員管理系統由兩部分組成， 即手持設備部分，和系統管理中心部分。
系統總體設計圖
工作流程圖
根據項目要求及使用環境要求，防護系統選用了防護等級達到IP67的工業級手持式巡檢儀，無源型全密封設計的電子標簽，軟件采用B/S結構（網頁瀏覽方式）設計，避免了C/S結構（客戶端方式）安裝客戶端麻煩，訪問速度慢
系統穩定性差的弊端。
第二節．硬件介紹
1．手持式巡檢儀 GRT-P-6000
主要特性：
工業級三防設計 防水/防摔/防塵
集成了RFID、GPS、3G等模塊
內置攝像頭
內置WIN CE操作系統和功能強大的巡檢手持端軟件
帶觸摸屏和全功能32鍵鍵盤，可通過手寫或鍵盤輸入信息和操作軟件
3.2寸彩色TFT-LCD液晶
超大存儲內存，完整放置全部管網及附屬設施的電子臺帳、照片、維護記錄等海量信息數據庫
通過基于WIN CE平臺的巡檢手持端軟件軟件，可以方便的查詢電子臺帳、巡檢計劃、查找當前位置附近設施，并可在巡檢中完成復雜的巡檢工作內容填寫和申報，并上傳現場照片,視頻。
外形尺寸：
常規：150mm*70mm*25mm
外包膠：160mm*75mm*35mm（可選）
重量： 240g / 275g(包膠版本)
操作系統： Windows CE 5.0操作系統，支持多語言
CPU ：SUMSANG S3C2451 ((533MHZ))
顯示屏： 3.2英寸TFT-LCD QVGA(240×320)彩色觸控屏幕
內存：ROM 128MB / 256MB /512MB Nand FlashRAM 128MB
數據通訊: Wi-Fi無線局域網 標配，內置802.11b/g 無線通訊功能，通訊速率可達54MB/秒, 滿足CISCO CCX2/3安全標準，完全支持CISCO AP及安全規范攝像功能: 200萬/300萬高清像素，有補光燈，可選光學對焦
RFID: ISO14443A
藍牙 :藍牙Class2.1-EDR
主電源:3.7V 2800mAh可充電鋰電池, 工作時間8小時以上(視具體環境而定)
備用電源:150mAh備用電池
工作溫度:–10°C to +50°C
儲藏溫度:–20°C to +60°C
濕度: 5%–95% (無凝結)
墜地抗震高度:工作溫度范圍內，能承受1.2/1.5米(包膠版本)高度多次跌落到水泥地面的沖擊
擴充卡槽 :Micro SD/TF插槽（最大支持16G）
物理接口: Mini USB ，RS232
打印機 : 可連接串口打印機、藍牙打印機
其他附件: 皮套，通訊座（可同時對兩塊電池進行充電）不屬于標配
保修期： 24個月 配件除外
密封環境：IP64
防爆等級：EXIB ⅡBT4
II 13.56M無源卡
◆ 存儲容量：8Kbit，16個分區,每分區兩組密碼
◆ 工作頻率：13.56MHZ
◆ 通訊速度：106Kboud
◆ 讀寫距離：5—10CM
◆ 讀寫時間：1-2MS
◆ 工作溫度：-20℃-85℃
◆ 擦寫次數：＞100000次
◆ 數據保存：＞10年
◆ 封裝材料：PVC、PET
◆ 封裝工藝：超聲波自動植線/自動碰焊
◆ 制作標準：ISO14443
II 系統管理平臺
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
巡檢計劃考核
巡檢統計報表
設施隱患缺陷分析
設施運行參數歷史分析
數據備份與打印
巡檢信息與管線，附屬設施的可視化管理
管線設施中修，大修管理
第三節．系統管理軟件介紹
1． 軟件結構介紹
軟件采用先進的B/S結構，應用SQLSERVER，WEBGIS等核心技術開發，地形道路圖可使用GOOGLE MAP。（GOOGLE MAP為免費的道路地形GIS資料，每年會做一定的更新，在用戶還沒有建立或購買測繪道路地形數據時，是較理想的選擇，既可提供較準確的道路地形資料，又可為用戶節約大量的地圖購買和每年更新的費用，也避免了可能發生的地圖資料版權法律糾紛），也可以使用GIS系統提供道路地形圖。
軟件網絡結構示意圖
巡檢數據，管網及附屬設施GIS資料，電子臺帳信息，用戶信息等系統管理軟件數據統一發送并保存在一臺數據庫服務器中，并由該服務器負責以網頁形式發布軟件。用戶可用任意電腦由局域網或者是外網直接用瀏覽器訪問使用軟件，不需要安裝任何客戶端軟件。這樣不僅大大提高了使用軟件的便利性，更加強了系統的穩定性，確保了系統數據的安全和可靠性，又避免了由于客戶端軟件帶來的系統不穩定性，同時系統的維護工作量大大降低。
軟件結構示意圖1
軟件結構示意圖2
2． 軟件功能介紹
系統管理軟件主要功能模塊包括：巡檢到位管理/管網及附屬設施運行管理/管網及附屬設施電子臺帳/GIS平臺
2.1巡檢到位管理
2.1.1巡檢計劃編制
對信息點安裝位置、管網附屬設施構建、修改關聯關系。
對管網沒有安裝信息點的管線和區域可在地圖上設置位置考核點。
巡檢計劃編制，針對信息點和位置考核點制定巡檢計劃，包括巡檢樣板設置，巡檢周期設置，可設置日計劃、月計劃、季度計劃和臨時計劃
設置巡檢人員和不同管網設施巡檢工作內容。
2.1.2巡檢到位報表
通過現場采集信息點的信息和時間和巡檢計劃做自動比對
通過GPS巡檢位置信息和巡檢計劃設置的巡檢考核點位置做自動比對
提供巡檢記錄明細查詢表，可查詢巡檢人員、巡檢地點、巡檢設施和巡檢時間，巡檢停留時間在內的巡檢記錄
自動分析巡檢計劃實施中的漏巡，正常巡檢，不合格巡檢信息
提供巡檢人員巡檢到位考核報表、巡檢計劃實施情況報表、設施巡檢記錄報表等
2.1.3GPS巡檢軌跡分析
巡檢人員實時定位
巡檢人員巡檢軌跡回放
巡檢距離、巡檢速度計算
2.2管網及附屬設施運行管理
對每次巡檢時記錄和上傳的管線狀態和附屬設施的工作參數作自動分析
提供每次巡檢中管線及附屬設施的工作情況和照片的查詢
對管線及附屬設施的工作情況的歷史記錄
并按管理要求作各類分析，包括缺陷分析，故障統計，歷史參數分析等等
2.3 管網及附屬設施電子臺帳
管網與附屬設施的新建，維護，廢除以電子臺帳的方式納入系統管理，可方便地搜索查找設備及相關屬性，并按巡檢采集回的信息及時更新，更和GIS地圖的位置信息直接勾連，可在地圖上搜索，定位
2.4 GIS模塊
地圖制圖 地圖瀏覽 距離量算、Tip查詢 設備定位、點圖查詢 空間定位（地圖導航、空間查詢、路口定位、單位檢索、道路追蹤）圖層控制、地圖標注、地圖打印、地圖輸出
現場拍照，視頻信息
巡檢過程可對管網或設施現場拍照或者視頻通過3G網絡實時回傳到管理中心作為搶險調度依據
系統特點
穩定性：
作為管線日常維護一個比較重要的系統，必須能高可靠的連續運行，本系統本著經濟實用，高性價比的原則設計，從系統結構、設計方案、技術保障等方面綜合考慮，采用B/S結構設計，設立單獨的數據和通信服務器，使得系統能保證穩定可靠。硬件充分考慮野外的使用環境，選用工業級的巡檢儀和適合多種安裝方式的信息點，確保系統的穩定性。
先進性：
系統采用全WEB頁面的方式，包括先進的WEBGIS技術。巡檢儀集成了RFID，GPS，GPRS和攝像頭等功能，更好的滿足了巡檢人員現場使用的實際需求，并為以后系統向現場搶修，維護的使用提供了良好的基礎。
可擴展性：
系統提供標準的數據庫接口可方便的導入其他數據庫資料，或是excel、CAD資料，為系統數據導入提供便利可輸出入管網及附屬設施臺帳資料和工作信息到其他管理系統，方便用戶實施大管理平臺的系統集成
維護便利性：
地圖采用了或者GIS系統圖可以免維護自動做更新（同時也可人工添加圖層修繪制道路及其他信息）系統數據及軟件發布由一臺數據服務器完成，系統維護工作量小管網及其附屬設施資料和地圖可以通過GPS坐標導入、CAD圖紙導入、手工繪制等多種方式編輯
