详细介绍： 热力公司管网GPS巡检管理系统
第一章 需求分析
第一节、项目背景
现代社会水，电，暖，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。其中热力管网及其附属设施有其特定功能，在热力的输送、配气中发挥其特定的作用。正是因为有这些管网和附属设施，对热力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，因此必须加强对管网及其附属设施的管理。目前这些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。
4.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
在地图基础上，增加x名巡线人员在巡查管线时实现实时定位、上传巡查点实时位置坐标，设备运行状态和数据的工作纪录，隐患纪录，隐患图片，隐患视频，用于对线人员巡查路线、巡查周期的监督，直观、实时监视突发情况的现场巡检人员巡检到位管理，了解巡检人员真实巡检到位情况和巡视检查工作轨迹，掌握设定的巡检计划的实施质量，记录管网附属设施巡检的历史时间节点管网及附属设施工作情况，运行参数，环境状况的采集与统计分析，巡视检查中对管网设施的工作状态、各类故障，压力等运行参数，施工、占压等环境状况等检查项目的结果做现场的文字，图片或者图像记录。通过对以上信息和数据的自动分析、统计，评估管网和附属设施的工作状况，为维护和保养积累数据提供辅助决策。
管网及附属设施GIS及电子台帐
建立区域地形道路GIS图和管网及附属设施的GIS地图，通过坐标化实现对管网及附属设施的可视化管理。在系统中建立包括基本属性、维修维护记录、动态参数在内的管网及附属设施的电子台帐，结合GIS地图，为管网的运行维护提供基础数据。
现场管网及附属设施资料查询
巡检人员在巡检现场可在巡检仪上查询到管网及附属设施的台帐资料、提供工作内容指引、现场位置指引、周边设施查找等信息，提高现场巡检工作的效率。
现场拍照，视频
巡检过程可对管网或设施现场拍照或者视频信息实时回传到管理中心作为抢险调度依据
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一种方式同时定位；定位信息和现场采集的管网及附属设施工作信息由3G（电信或者联通）或者GPRS（CDMA），WIFI等网络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。
巡检到位管理
巡检人员随身的携带手持式巡检仪同时内置了GPS定位和3G，GPRS，WIFI通讯模块，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。
根据GPS的定位信息和信息点读点记录，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。
管网及附属设施运行信息管理
巡检人员在对管网及附属设施巡视检查时，会自动提示对应的检查工作内容，并显示这些设施的地图位置和台帐信息，巡检人员将工作内容通过事件选择、数字输入、汉字输入或拍照的方式记录在巡检仪内，一起可通过GPRS网络实
上传到系统管理软件。
系统管理软件会自动对管网及附属设施的工作状态归档保存，并对故障、维修信息、运行参数做统计分析，生成各类报表。由于所有的工作状态信息都绑定了GPS数据，可以极大程度上保证数据的真实性和准确性。
现场拍照或者视频
巡检过程可对管网或设施现场拍照或者视频通过gprs网络，WIFI网络，3G网络实时回传到管理中心作为抢险调度依据。
管网及附属设施可视化管理
通过建立管网及附属设施和对应区域的地形道路GIS系统，以及管网及附属设施的电子台帐，可以在GIS平台中结合管网和附属设施的地理位置和周边环境，查看及基本属性，巡检记录，维护保养记录，工作状态，运行参数等等信息，实现可视化的管网管理。同时可将电子台帐资料及地理位置信息下载到巡检仪中，方便巡检人员在现场查看，为现场维护保养或是维修提供有力的信息支持。
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。
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。
3G网络
3G是“第三代移动通信技术”（英语：3rd-Generation）的缩写，也就是IMT-2000（International Mobile Telecommunications-2000），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音（通话）及信息（电子邮件、实时通信等）。3G的代表特征是提供高速数据业务，速率一般在几百kbps以上。
第三章 系统构成与主要功能
第一节．系统构成
GPS巡检人员管理系统由两部分组成， 即手持设备部分，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IP67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-P-6000
主要特性：
工业级三防设计 防水/防摔/防尘
集成了RFID、GPS、3G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,视频。
外形尺寸：
常规：150mm*70mm*25mm
外包胶：160mm*75mm*35mm（可选）
重量： 240g / 275g(包胶版本)
操作系统： Windows CE 5.0操作系统，支持多语言
CPU ：SUMSANG S3C2451 ((533MHZ))
显示屏： 3.2英寸TFT-LCD QVGA(240×320)彩色触控屏幕
内存：ROM 128MB / 256MB /512MB Nand FlashRAM 128MB
数据通讯: Wi-Fi无线局域网 标配，内置802.11b/g 无线通讯功能，通讯速率可达54MB/秒, 满足CISCO CCX2/3安全标准，完全支持CISCO AP及安全规范摄像功能: 200万/300万高清像素，有补光灯，可选光学对焦
RFID: ISO14443A
蓝牙 :蓝牙Class2.1-EDR
主电源:3.7V 2800mAh可充电锂电池, 工作时间8小时以上(视具体环境而定)
备用电源:150mAh备用电池
工作温度:–10°C to +50°C
储藏温度:–20°C to +60°C
湿度: 5%–95% (无凝结)
坠地抗震高度:工作温度范围内，能承受1.2/1.5米(包胶版本)高度多次跌落到水泥地面的冲击
扩充卡槽 :Micro SD/TF插槽（最大支持16G）
物理接口: Mini USB ，RS232
打印机 : 可连接串口打印机、蓝牙打印机
其他附件: 皮套，通讯座（可同时对两块电池进行充电）不属于标配
保修期： 24个月 配件除外
密封环境：IP64
防爆等级：EXIB ⅡBT4
II 13.56M无源卡
◆ 存储容量：8Kbit，16个分区,每分区两组密码
◆ 工作频率：13.56MHZ
◆ 通讯速度：106Kboud
◆ 读写距离：5—10CM
◆ 读写时间：1-2MS
◆ 工作温度：-20℃-85℃
◆ 擦写次数：＞100000次
◆ 数据保存：＞10年
◆ 封装材料：PVC、PET
◆ 封装工艺：超声波自动植线/自动碰焊
◆ 制作标准：ISO14443
II 系统管理平台
采用SQL2000网络型数据库
MO GIS平台
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
人员实时定位
巡检轨迹回放
调度功能
设施属性维护
巡检计划编制，分发
巡检计划考核
巡检统计报表
设施隐患缺陷分析
设施运行参数历史分析
数据备份与打印
巡检信息与管线，附属设施的可视化管理
管线设施中修，大修管理
第三节．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，地形道路图可使用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），也可以使用GIS系统提供道路地形图。
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． 软件功能介绍
系统管理软件主要功能模块包括：巡检到位管理/管网及附属设施运行管理/管网及附属设施电子台帐/GIS平台
2.1巡检到位管理
2.1.1巡检计划编制
对信息点安装位置、管网附属设施构建、修改关联关系。
对管网没有安装信息点的管线和区域可在地图上设置位置考核点。
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。
2.1.2巡检到位报表
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
2.1.3GPS巡检轨迹分析
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
2.2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
2.3 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
2.4 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
现场拍照，视频信息
巡检过程可对管网或设施现场拍照或者视频通过3G网络实时回传到管理中心作为抢险调度依据
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：
地图采用了或者GIS系统图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
