CN107437153A - 地下综合管廊大数据可视化运维云平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了地下综合管廊大数据可视化运维云平台，包括展示层、应用层、数据层、传输层和感知层；感知层将数据信息通过传输层储存到数据层中，展示层通过应用层对数据层中的数据信息进行分析处理并反馈处理结果，处理结果均显示在展示层的软件界面窗口中；本发明通过集中管控、统一管理、流程化管理，对人力、资源的精细管理，提高了工作效率，实现了综合管廊的远程在线监控、智能运营维护、报警响应处置的实时化、精确化、集中化、智能化、自动化目标。
Description
技术领域
本发明涉及综合管廊技术领域，具体涉及地下综合管廊大数据可视化运维云平台。
背景技术
综合管廊是指建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施。综合管廊***不仅解决城市交通拥堵问题，还极大方便了电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检修。在我国由于管线管理部门各自为政，数据不能共享，管理不透明等原因，导致城市地下管线的管理十分混乱，存在建了挖、挖了建，施工导致的道路损伤、漏水、漏气等现象时有发生，严重影响了城市的正常运行，同时也带来很多不安定因素，人民的生命、财产安全存在着极大的隐患。
为此，国家提出了关于地下综合管廊的统一管理机制，明确了将综合管廊建设作为今后发展的重点，将错综复杂的各类管线集中到统一的管廊中进行管理，将各类不同的管线共同敷设到同一个地下综合管廊中将极大了利用空间，减少地面工程开挖量，随着综合管廊建设的不断推广，新技术的不断提高，对综合管廊的在线监控和运营维护管理的要求也会越来越高，实现综合管廊的远程在线监控、智能运营维护、报警响应处置的实时化、精确化、集中化、智能化、自动化目标。
发明内容
本发明的目的是提供地下综合管廊大数据可视化运维云平台，以实现综合管廊的远程在线监控、智能运营维护、报警响应处置的实时化、精确化、集中化、智能化、自动化目标。
本发明是这样实现的，地下综合管廊大数据可视化运维云平台，包括展示层、应用层、数据层、传输层和感知层；所述感知层将数据信息通过传输层储存到数据层中，所述展示层通过应用层对数据层中的数据信息进行分析处理并反馈处理结果，处理结果均显示在展示层的软件界面窗口中；
所述展示层为基于BIM+GIS的软件界面，软件界面设置有井盖监测单元、基础数据单元、入廓收费管理单元、设备管理单元、管线拓扑管理单元、辅助决策单元、积水监测单元、查询统计单元、指挥调度单元、运维管理单元、实时监测单元和大数据分析单元；
所述应用层包括有门户管理服务单元、搜索引擎服务单元、工作流引擎单元、日志管理单元、数据抽取单元、元数据管理单元、分析统计单元、目录服务单元、查询检索单元、数据共享服务单元、实时消息引擎服务单元、BIM模型单元及模型分析单元；
所述数据层包括有数据单元、数据库单元、中间件单元、业务数据适配单元、***单元，所述数据库单元依次连接有中间件单元、业务数据适配单元和***单元；
所述运维管理单元调用BIM模型单元及模型分析单元，所述BIM模型单元由数据单元构建而成；所述运维管理单元包括BIM模型可视化模块、模型索引模块、剖面视图模块、管网安全隐患排查模块、风险评估和应急预案模块和市政项目优化模块，所述模型分析单元包括数据分析模块和碰撞分析模块，所述BIM模型单元包括管网BIM模型模块、地形模块、卫星地图模块、贴卫星图的地形模块、道路、景观树和建筑白模模块和渲染模块，所述数据单元包括管网测量数据模块、地形探测数据模块、卫星地图模块和倾斜摄影三维影像模块。
进一步的，所述的地下综合管廊大数据可视化运维云平台，其特征在于，所述数据库单元包括有Mysql集群、Redis集群、HBASE集群和MemCache；所述MemCache与市政数据中心相连接；所述中间件单元包括有Apache Apollo、UTGARD、Red5 Media Server、FFmpeg、Axis2和Kettle；所述业务数据适配单元包括有OPC协议、MQTT协议、Restful API、WebService、RTSP协议和RTMP协议。
进一步的，所述的地下综合管廊大数据可视化运维云平台，其特征在于，所述***单元包括有环境与设备监控***、通信***、安全防范***和预警与报警***；所述环境与设备监控***包括有网络监控子***、环境检测子***、设备监控子***、结构检测子***和智能供配电子***；所述通信***包括有有线电话通讯子***和无线对讲通讯子***；所述安全防范***包括有视频监控子***、出入口控制子***、入侵报警子***和机器人巡检子***；所述预警与报警***包括有大灾应急子***、气体探测子***、防火门控制子***、电气火灾监控子***和分布式光纤测温子***。
进一步的，所述的地下综合管廊大数据可视化运维云平台，其特征在于，所述传输层为无线监测组网，所述无线监测组网包括有LAN/WAN/GPRS/CDMA/3G/4G。
进一步的，所述的地下综合管廊大数据可视化运维云平台，其特征在于，所述感知层为数据采集设备，所述数据采集设备包括有甲烷传感器、氧气传感器、气体检测仪、温湿度传感器、水位计和摄像头等。
术语解释：
mysql集群：是一个无共享的(shared-nothing)、分布式节点架构的存储方案，其目的是提供容错性和高性能。
Redis集群：是一个提供在多个Redis间节点间共享数据的程序集。
Hbase集群：Hbase分布式运行依赖一个Zookeeper集群，其中至少需要 一个Zookeeper节点对集群进行同步；Zookeeper节点只能为基数，并且生产环境中数量越多，可靠性越高。
Memcache：是一个高性能的分布式的内存对象缓存***，将数据调用到内存中，然后从内存中读取，从而大大提高读取速度。
Apache Apollo：是一个代理服务器，其是在ActiveMQ基础上发展而来的，可以支持多种协议，如：STOMP、AMQP、MQTT、SSL等。
Utgard：是一个开源的项目，基于j-interop做的，用于和OPC SERVER通讯。
Red5 Media Server:是一个采用 Java 开发的开源的 Flash 流媒体服务器，功能上与 FMS 类似。它支持：把音频（MP3）和视频（FLV）转换成播放流；录制客户端播放流（只支持 FLV）；共享对象；现场直播流发布；远程调用；Red5 使用 RSTP 作为流媒体传输协议，包括在线录制，Flash 流媒体播放，在线聊天，视频会议等一些基本功能。
FFmpeg：是一套可以用来记录、转换数字音频、视频，并能将其转化为流的开源计算机程序。采用LGPL或GPL许可证。它提供了录制、转换以及流化音视频的完整解决方案。
Axis2：是下一代 Apache Axis。Axis2 虽然由 Axis 1.x 处理程序模型提供支持，但它具有更强的灵活性并可扩展到新的体系结构。
Kettle：是一款国外开源的ETL工具，纯java编写，可以在Window、Linux、Unix上运行，数据抽取高效稳定。
OPC协议：是一种利用微软的COM/DCOM技术来达成自动化控制的协定，采用典型的C/S模式，针对硬件设备的驱动程序由硬件厂商完成，提供统一OPC接口标准的Server程序，软件厂商只需按照OPC标准接口编写Client程序就访问Server程序进行读写，即可实现与硬件设备的通信。
MQTT协议：支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和致动器的通信协议。
RESTful API：是基于HTTP协议产生的一种相对简单的API设计方案，属于无状态传输。
Web Service：也叫XML Web Service WebService，是一种可以接收从Internet或者Intranet上的其它***中传递过来的请求，轻量级的独立的通讯技术。是:通过SOAP在Web上提供的软件服务，使用WSDL文件进行说明，并通过UDDI进行注册。
Rtsp协议：该协议用于C/S模型，是一个基于文本的协议，用于在客户端和服务器端建立和协商实时流会话。 实时流协议（RTSP）是应用级协议，控制实时数据的发送。RTSP提供了一个可扩展框架，使实时数据，如音频与视频，的受控、点播成为可能。
RTMP协议：该协议基于TCP，是一个协议族，包括RTMP基本协议及RTMPT/RTMPS/RTMPE等多种变种。RTMP是一种设计用来进行实时数据通信的网络协议，主要用来在Flash/AIR平台和支持RTMP协议的流媒体/交互服务器之间进行音视频和数据通信。支持该协议的软件包括Adobe Media Server/Ultrant Media Server/red5等。
本发明的有益效果是：
1.可实时地对井盖情况、积水情况及设备情况进行实时的监测，并且可以及时地收到报警信息，平台亦可方便地进行指挥调试，有效地安排相关人员进行实地抢修和定时巡检，并可自动生成监测报告、抢修报告和巡检报告；
2.平台可通过基础数据和管线拓扑方便相关人员熟悉和了解整个管廊的情况，为指挥调度、大数据分析和辅助决策提供基础数据支撑；
3.平台根据管廊的基础数据、设备和管线进行入廊收费管理，为各客户入廊提供快速便捷地服务，同时也加快了基础工程的建设。
4.平台采用BIM&GIS技术,三维呈现管线和设备，实现运维管理可视化；平台可实时展现管廊运行状态，故障设备三维呈现，故障点快速定位，提供将数据管理、空间信息管理、运营维护管理融为一体的一站式解决方案｡
5.在BIM+GIS模型中可漫游查看相关设施,并可即点即查设施的相关资料和信息，通过传感装置也可实时获取和展示采集到的监控信息；
6.在***维护模型建立时就会对设备进行标准化分类和编码，并把各类设备的保养维护周期和程序、以及与设备维护承包商的维护合约及设备保险等内置到***中；
7.基于三维可视化模型可以进行设备检索、运行和控制功能，通过点击模型中的设备，可以查阅所有设备信息，如供应商、使用期眼、联系电话、维护情况、所在位直等；
8.可以对设备生命周期进行管理，比如对寿命即将到期的设备及时预警和更换配件，防止事故发生，通过设备名称，或者描述信息，可以查询所有相应设备在虚拟模型中的准确定位；
9.***提供与视频监控设备、消防报警设备的接口，可以实时在三维运维平台中采集查看监控这些信息，在设备报警时可以做到及时处理，防患于未然，此外，***还可以对采集的数据进行统计分析，如统计设备报警情况等；
10.通过能耗分析软件与实时采集数据相结合，可以协助技术人员拟定节能计划和节能方案；
11.***通过对三维可视化模型信息和运维中产生和采集的数据，可以提供各类信息的查询统计报告，为资源盘查、配件采购，财务预算等提供数据参考；
12.该***通过集中管控、统一管理、流程化管理，对人力、资源的精细管理，提高了工作效率，实现了综合管廊的远程在线监控、智能运营维护、报警响应处置的实时化、精确化、集中化、智能化、自动化目标。
附图说明
图1是本发明的***结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：
如图1所示，地下综合管廊大数据可视化运维云平台，地下综合管廊大数据可视化运维云平台包括展示层、应用层、数据层、传输层和感知层；感知层将数据信息通过传输层储存到数据层中，展示层通过应用层对数据层中的数据信息进行分析处理并反馈处理结果，处理结果均显示在展示层的软件界面窗口中；展示层为基于BIM+GIS的软件界面，软件界面设置有井盖监测单元、基础数据单元、入廓收费管理单元、设备管理单元、管线拓扑管理单元、辅助决策单元、积水监测单元、查询统计单元、指挥调度单元、运维管理单元、实时监测单元和大数据分析单元；应用层包括有门户管理服务单元、搜索引擎服务单元、工作流引擎单元、日志管理单元、数据抽取单元、元数据管理单元、分析统计单元、目录服务单元、查询检索单元、数据共享服务单元、实时消息引擎服务单元、BIM模型单元及模型分析单元；
数据层包括有数据单元、数据库单元、中间件单元、业务数据适配单元、***单元，数据库单元依次连接有中间件单元、业务数据适配单元和***单元；运维管理单元调用BIM模型单元及模型分析单元，BIM模型单元由数据单元构建而成；运维管理单元包括BIM模型可视化模块、模型索引模块、剖面视图模块、管网安全隐患排查模块、风险评估和应急预案模块和市政项目优化模块，模型分析单元包括数据分析模块和碰撞分析模块，BIM模型单元包括管网BIM模型模块、地形模块、卫星地图模块、贴卫星图的地形模块、道路、景观树和建筑白模模块和渲染模块，数据单元包括管网测量数据模块、地形探测数据模块、卫星地图模块和倾斜摄影三维影像模块。
数据库单元包括有Mysql集群、Redis集群、HBASE集群和MemCache；MemCache与市政数据中心相连接；中间件单元包括有Apache Apollo、UTGARD、Red5 Media Server、FFmpeg、Axis2和Kettle；业务数据适配单元包括有OPC协议、MQTT协议、Restful API、WebService、RTSP协议和RTMP协议；***单元包括有环境与设备监控***、通信***、安全防范***和预警与报警***；环境与设备监控***包括有网络监控子***、环境检测子***、设备监控子***、结构检测子***和智能供配电子***；通信***包括有有线电话通讯子***和无线对讲通讯子***；安全防范***包括有视频监控子***、出入口控制子***、入侵报警子***和机器人巡检子***；预警与报警***包括有大灾应急子***、气体探测子***、防火门控制子***、电气火灾监控子***和分布式光纤测温子***。
传输层为无线监测组网，无线监测组网包括有LAN/WAN/GPRS/CDMA/3G/4G；感知层为数据采集设备，数据采集设备包括有甲烷传感器、氧气传感器、气体检测仪、温湿度传感器、水位计和摄像头等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.地下综合管廊大数据可视化运维云平台，其特征在于，包括展示层、应用层、数据层、传输层和感知层；所述感知层将数据信息通过传输层储存到数据层中，所述展示层通过应用层对数据层中的数据信息进行分析处理并反馈处理结果，处理结果均显示在展示层的软件界面窗口中；所述展示层为基于BIM+GIS的软件界面，软件界面设置有井盖监测单元、基础数据单元、入廓收费管理单元、设备管理单元、管线拓扑管理单元、辅助决策单元、积水监测单元、查询统计单元、指挥调度单元、运维管理单元、实时监测单元和大数据分析单元；所述应用层包括有门户管理服务单元、搜索引擎服务单元、工作流引擎单元、日志管理单元、数据抽取单元、元数据管理单元、分析统计单元、目录服务单元、查询检索单元、数据共享服务单元、实时消息引擎服务单元、BIM模型单元及模型分析单元； 所述数据层包括有数据单元、数据库单元、中间件单元、业务数据适配单元、***单元，所述数据库单元依次连接有中间件单元、业务数据适配单元和***单元；所述运维管理单元调用BIM模型单元及模型分析单元，所述BIM模型单元由数据单元构建而成；所述运维管理单元包括BIM模型可视化模块、模型索引模块、剖面视图模块、管网安全隐患排查模块、风险评估和应急预案模块和市政项目优化模块，所述模型分析单元包括数据分析模块和碰撞分析模块，所述BIM模型单元包括管网BIM模型模块、地形模块、卫星地图模块、贴卫星图的地形模块、道路、景观树和建筑白模模块和渲染模块，所述数据单元包括管网测量数据模块、地形探测数据模块、卫星地图模块和倾斜摄影三维影像模块。
2.根据权利要求1所述的地下综合管廊大数据可视化运维云平台，其特征在于，所述数据库单元包括有Mysql集群、Redis集群、HBASE集群和MemCache；所述MemCache与市政数据中心相连接；所述中间件单元包括有Apache Apollo、UTGARD、Red5 Media Server、FFmpeg、Axis2和Kettle；所述业务数据适配单元包括有OPC协议、MQTT协议、Restful API、WebService、RTSP协议和RTMP协议。
3.根据权利要求2所述的地下综合管廊大数据可视化运维云平台，其特征在于，所述***单元包括有环境与设备监控***、通信***、安全防范***和预警与报警***；所述环境与设备监控***包括有网络监控子***、环境检测子***、设备监控子***、结构检测子***和智能供配电子***；所述通信***包括有有线电话通讯子***和无线对讲通讯子***；所述安全防范***包括有视频监控子***、出入口控制子***、入侵报警子***和机器人巡检子***；所述预警与报警***包括有大灾应急子***、气体探测子***、防火门控制子***、电气火灾监控子***和分布式光纤测温子***。
4.根据权利要求3所述的地下综合管廊大数据可视化运维云平台，其特征在于，所述传输层为无线监测组网，所述无线监测组网包括有LAN、WAN、GPRS、CDMA、3G和4G中的任一种或多种。
5.根据权利要求4所述的地下综合管廊大数据可视化运维云平台，其特征在于，所述感知层为数据采集设备，所述数据采集设备包括有甲烷传感器、氧气传感器、气体检测仪、温湿度传感器、水位计和摄像头。
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