本发明涉及一种管廊定位管理系统及方法，特别是涉及地下综合管廊现场多源综合现场定位系统及方法。
背景技术：
城市综合管廊系统承担了大量城市电力、燃气等动力系统、通讯网络系统、供排水系统等众多城市设备设施安装、运行及管理维护工作，在当前城市建设、规划中发挥这越来越重要的作用，同时也造成了当前的城市管廊系统的设备布局位置、通道分布结构及功能也越来越复杂，因此导致在城市管廊系统日常管理维护工作中及工作人员现场工作及巡查中，极易出现无法对工作人员、设备的位置进行精确定位监管作业，同时也易造成工作人员及设备在管廊内部发生迷路而无法在预定工作路径范围内开展工作情况发生，而由于城市管廊系统往往均处于较深的密闭地下环境，从而导致卫星导航系统的卫星信号穿透地下结构进行导航作业，而当前传统通过通讯基站进行定位的定位系统均不同程度存在系统构成复杂且定位精度差，无法实现精确定位的同时，对定位数据信息的传递构成能力差，且定位数据信息也缺乏有效的保护能力，在造成定位效率低下的同时还易造成城市管廊系统的信息泄露，对城市管廊系统运行的安全性和可靠性造成影响。
因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的城市管廊定位系统，以满足管廊系统实际运行维护管理作业的需要。
技术实现要素：
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种综合管廊现场多源综合现场定位系统及方法，以克服传统设备在运行中的缺陷，提高设备运行的稳定性、安全性和可靠性。为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种综合管廊现场多源综合现场定位系统，包括云服务器、远程操控终端、现场定位导航终端、现场定位节点装置、物联网通讯服务网络，其中云服务器通过物联网通讯服务网络分别与远程操控终端、现场定位导航终端、现场定位节点装置连接，其中现场定位节点装置若干并相互并联，均布在管廊系统内并沿管廊轴线均布在管廊系统的内表面，现场定位导航终端若干，各现场定位导航终端间通过物联网通讯服务网络混联，且每个现场定位导航终端另通过物联网通讯服务网络与远程操控终端建立数据连接。
进一步的，所述的云服务器内设基于soa体系为基础的主程序系统，同时云服务器另设基于bim和gis为基础的三维信息展示子系统、图像识别处理系统平台子系统、基于ar/vr基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统，且所述基于bim和gis为基础的三维信息展示子系统、图像识别处理系统平台子系统、基于ar/vr基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统均与基于soa体系为基础的主程序系统建立数据链接，所述云服务器另通过通讯网络与外部第三方服务平台建立数据连接。
进一步的，所述的远程操控终端包括操控平台、智能通讯网关系统、显示器、电子沙盘、虚拟现实现系统，所述操控平台分别与智能通讯网关系统、显示器、电子沙盘、虚拟现实现系统电气连接，且所述显示器、电子沙盘、虚拟现实现系统间通过操控平台相互混联。
进一步的，所述操控平台为基于物联网控制器、可编程控制器中任意一种或两种共用为基础的电路系统。
进一步的，所述现场定位节点装置包括扬声器、监控摄像头、无线数据通讯装置、串口通讯装置、gnss卫星定位装置、测距装置、显示器、承载底座、工作台及驱动电路，其中所述承载底座为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述无线数据通讯装置、串口通讯装置、gnss卫星定位装置及驱动电路均嵌于承载底座内，所述承载底座上端面通过转台机构与工作台铰接，且工作台上端面与承载底座上端面间夹角为0°—60°夹角，所述监控摄像头、测距装置及显示器均与工作台上端面连接，其中监控摄像头、测距装置、显示器光轴轴线与水平面呈0°—60°夹角，所述扬声器至少一个，嵌于承载底座外侧面，所述扬声器、监控摄像头、无线数据通讯装置、串口通讯装置、gnss卫星定位装置、测距装置、显示器及转台机构均与驱动电路电气连接，且所述驱动电路另通过无线数据通讯装置、串口通讯装置与物联网通讯服务网络建立数据。
进一步的，所述现场定位导航终端为电子巡更装置、穿戴式巡检系统、移动智能通讯终端中的任意一种或几种共用。
一种综合管廊现场多源综合现场定位系统的使用方法，包括以下步骤：
s1，基础数据采集，首先由云服务器通过物联网通讯服务网络与市政规划资料库服务器、管廊管理系统服务器建立数据连接，获取当前管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息，并将管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息直接带入到管廊系统设计图纸中，获得当前管廊系统在城市中的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息；最后根据管廊系统设管理维护作业的需要，基于管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息，为当前管廊系统划分设定定位管理节点；
s2，三维建模，完成s1步骤，由云服务器根据s1步骤获取的管廊系统设计图纸、管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息，通过bim三维建模系统建立当前管廊系统的基础三维模型信息数据库，然后通过gis系统对三维模型信息数据库中各坐标点进行渲染赋值，从而获得当前管廊系统三维模型信息数据库，最后将s1步骤设定的各定位管理节点在三维模型信息数据库中进行标记定位，并通过物联网通讯服务网络发送至远程操控终端输出展示，同时根据设定的各定位管理节点位置，为每个定位管理节点位置处均设至少1个现场定位节点装置；
s3，定位赋值，在完成s2步骤后，首先由云服务器分别为远程操控终端及各现场定位导航终端、现场定位节点装置分配统一的数据通讯寻址地址，然后一方面对各定位管理节点根据其对应的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息；另一方面对各定位管理节点在管廊系统中结构位置信息，为各定位管理节点编订相应的节点识别信息，并将各定位管理节点识别信息一方面保存在云服务器中；另一方输送至各定位管理节点位置处的现场定位节点装置处并通过现场定位节点装置进行定位信息展示输出；
s4，双向定位导航，完成s3步骤后，将各分配了数据通讯寻址地址的现场定位导航终端分别发放至管廊系统中相应的工作人员及巡检设备上，并通过现场定位导航终端对当前的工作人员人员及巡检设备进行身份信息识别，并将识别后的身份信息同时反馈至云服务器、远程操控终端中；然后由携带现场定位导航终端的工作人员及巡检设备在管廊系统中开展日常设备操作及巡检作业，并在工作中在途径各定位管理节点位置时，通过与定位管理节点位置安装的至少一个现场定位节点装置间进行双向数据交互达到识别定位和导航的目的。
进一步的，所述s2步骤中，在为定位管理节点位置安装配备现场定位节点装置时，当所设置的现场定位节点装置为1个时，则现场定位节点装置安装位置坐标值与定位管理节点位置坐标值间偏差为0—30厘米；当所设置的现场定位节点装置为两个及两个以上时，各现场定位节点装置环绕定位管理节点位置均布，并与定位管理节点位置间间距为0.3—1.5米，且各现场定位节点装置轴线相交，角度位于定位管理节点位置。
进一步的，所述s3步骤中，通过现场定位节点装置展示输出的定位信息为包括现场定位节点装置所对应的定位管理节点位置信息的电子地图、条形码、二维码中的任意一种或任意几种组合。
进一步的，所述s4步骤中，在定位运行中，采用被动定位及主动定位两种工作模式进行定位作业，其中：
采用被动定位时，当现场定位导航终端随工作人员及巡检设备途径定位管理节点时，由定位管理节点位置安装的至少一个现场定位节点装置主动向现场定位导航终端发送定位识别信息，并由现场定位导航终端在接收到定位识别信息后在工作人员及巡检设备不参与情况下根据定位识别信息进行答复和相应，从而完成被动被动定位作业；
采用主动定位时，当现场定位导航终端随工作人员及巡检设备途径定位管理节点时，由工作人员及巡检设备通过所携带的现场定位导航终端从当前定位管理节点位置处的其中一个现场定位导航终端发送定位请求，然后由现场定位导航终端对当前定位管理节点位置信息进行直接展示和直接发送至现场定位导航终端中进行展示，从而完成主动定位作业。
本发明一方面系统构成结构简单、数据通讯处理能力强，可有效满足对管廊系统进行全面精确定位识别，并可实现对日常工作人员及设备进行定位监控和导航通讯作业的需要，从而提高管廊系统运行及管理的工作效率和精度；另一方面本发明运行时定位精度高，定位手段灵活，可有效的克服设备故障、地理环境因素干扰等导致的定位数据、通讯数据信号质量、稳定性差及定位精度的缺陷密，且定位信息数据获取便捷，安全性高，并可有效防止数据泄露情况发生。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。
图1为本发明系统构成结构原理示意图；
图2为本发明系统原理结构示意图；
图3为云服务器运行系统结构示意图；
图4为远程操控终端结构示意图；
图5为现场定位节点装置结构示意图；
图6为本发明使用方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，以氢气为例进一步阐述本发明。
如图1—5所示，一种综合管廊现场多源综合现场定位系统，包括云服务器1、远程操控终端2、现场定位导航终端3、现场定位节点装置4、物联网通讯服务网络5，其中云服务器1通过物联网通讯服务网络5分别与远程操控终端2、现场定位导航终端3、现场定位节点装置4连接，其中现场定位节点装置4若干并相互并联，均布在管廊系统内并沿管廊轴线均布在管廊系统的内表面，现场定位导航终端3若干，各现场定位导航终端3间通过物联网通讯服务网络5混联，且每个现场定位导航终端3另通过物联网通讯服务网络5与远程操控终端2建立数据连接。
其中，所述的云服务器1内设基于soa体系为基础的主程序系统，同时云服务器1另设基于bim和gis为基础的三维信息展示子系统、图像识别处理系统平台子系统、基于ar/vr基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统，且所述基于bim和gis为基础的三维信息展示子系统、图像识别处理系统平台子系统、基于ar/vr基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统均与基于soa体系为基础的主程序系统建立数据链接，所述云服务器1另通过通讯网络与外部第三方服务平台建立数据连接。
同时，所述的远程操控终端2包括操控平台21、智能通讯网关系统22、显示器23、电子沙盘24、虚拟现实现系统25，所述操控平台21分别与智能通讯网关系统22、显示器23、电子沙盘24、虚拟现实现系统25电气连接，且所述显示器23、电子沙盘24、虚拟现实现系统25间通过操控平台21相互混联。
进一步优化的，所述操控平台21为基于物联网控制器、可编程控制器中任意一种或两种共用为基础的电路系统。
重点说明的，所述现场定位节点装置4包括扬声器41、监控摄像头42、无线数据通讯装置43、串口通讯装置44、gnss卫星定位装置45、测距装置46、显示器23、承载底座47、工作台48及驱动电路49，其中所述承载底座47为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述无线数据通讯装置43、串口通讯装置44、gnss卫星定位装置45及驱动电路49均嵌于承载底座47内，所述承载底座47上端面通过转台机构6与工作台48铰接，且工作台48上端面与承载底座47上端面间夹角为0°—60°夹角，所述监控摄像头42、测距装置46及显示器23均与工作台48上端面连接，其中监控摄像头42、测距装置46、显示器23光轴轴线与水平面呈0°—60°夹角，所述扬声器41至少一个，嵌于承载底座47外侧面，所述扬声器41、监控摄像头42、无线数据通讯装置43、串口通讯装置44、gnss卫星定位装置45、测距装置46、显示器23及转台机构6均与驱动电路49电气连接，且所述驱动电路49另通过无线数据通讯装置43、串口通讯装置44与物联网通讯服务网络5建立数据。
进一步优化的，所述现场定位导航终端3为电子巡更装置、穿戴式巡检系统、移动智能通讯终端中的任意一种或几种共用。
如图6所示，一种综合管廊现场多源综合现场定位系统的使用方法，包括以下步骤：
s1，基础数据采集，首先由云服务器通过物联网通讯服务网络与市政规划资料库服务器、管廊管理系统服务器建立数据连接，获取当前管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息，并将管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息直接带入到管廊系统设计图纸中，获得当前管廊系统在城市中的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息；最后根据管廊系统设管理维护作业的需要，基于管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息，为当前管廊系统划分设定定位管理节点；
s2，三维建模，完成s1步骤，由云服务器根据s1步骤获取的管廊系统设计图纸、管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息，通过bim三维建模系统建立当前管廊系统的基础三维模型信息数据库，然后通过gis系统对三维模型信息数据库中各坐标点进行渲染赋值，从而获得当前管廊系统三维模型信息数据库，最后将s1步骤设定的各定位管理节点在三维模型信息数据库中进行标记定位，并通过物联网通讯服务网络发送至远程操控终端输出展示，同时根据设定的各定位管理节点位置，为每个定位管理节点位置处均设至少1个现场定位节点装置；
s3，定位赋值，在完成s2步骤后，首先由云服务器分别为远程操控终端及各现场定位导航终端、现场定位节点装置分配统一的数据通讯寻址地址，然后一方面对各定位管理节点根据其对应的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息；另一方面对各定位管理节点在管廊系统中结构位置信息，为各定位管理节点编订相应的节点识别信息，并将各定位管理节点识别信息一方面保存在云服务器中；另一方输送至各定位管理节点位置处的现场定位节点装置处并通过现场定位节点装置进行定位信息展示输出；
s4，双向定位导航，完成s3步骤后，将各分配了数据通讯寻址地址的现场定位导航终端分别发放至管廊系统中相应的工作人员及巡检设备上，并通过现场定位导航终端对当前的工作人员人员及巡检设备进行身份信息识别，并将识别后的身份信息同时反馈至云服务器、远程操控终端中；然后由携带现场定位导航终端的工作人员及巡检设备在管廊系统中开展日常设备操作及巡检作业，并在工作中在途径各定位管理节点位置时，通过与定位管理节点位置安装的至少一个现场定位节点装置间进行双向数据交互达到识别定位和导航的目的。
本实施例中，所述s2步骤中，在为定位管理节点位置安装配备现场定位节点装置时，当所设置的现场定位节点装置为1个时，则现场定位节点装置安装位置坐标值与定位管理节点位置坐标值间偏差为0—30厘米；当所设置的现场定位节点装置为两个及两个以上时，各现场定位节点装置环绕定位管理节点位置均布，并与定位管理节点位置间间距为0.3—1.5米，且各现场定位节点装置轴线相交，角度位于定位管理节点位置。
值得注意的，所述s3步骤中，通过现场定位节点装置展示输出的定位信息为包括现场定位节点装置所对应的定位管理节点位置信息的电子地图、条形码、二维码中的任意一种或任意几种组合。
重点说明的，所述s4步骤中，在定位运行中，采用被动定位及主动定位两种工作模式进行定位作业，其中：
采用被动定位时，当现场定位导航终端随工作人员及巡检设备途径定位管理节点时，由定位管理节点位置安装的至少一个现场定位节点装置主动向现场定位导航终端发送定位识别信息，并由现场定位导航终端在接收到定位识别信息后在工作人员及巡检设备不参与情况下根据定位识别信息进行答复和相应，从而完成被动被动定位作业；
采用主动定位时，当现场定位导航终端随工作人员及巡检设备途径定位管理节点时，由工作人员及巡检设备通过所携带的现场定位导航终端从当前定位管理节点位置处的其中一个现场定位导航终端发送定位请求，然后由现场定位导航终端对当前定位管理节点位置信息进行直接展示和直接发送至现场定位导航终端中进行展示，从而完成主动定位作业。
本发明一方面系统构成结构简单、数据通讯处理能力强，可有效满足对管廊系统进行全面精确定位识别，并可实现对日常工作人员及设备进行定位监控和导航通讯作业的需要，从而提高管廊系统运行及管理的工作效率和精度；另一方面本发明运行时定位精度高，定位手段灵活，可有效的克服设备故障、地理环境因素干扰等导致的定位数据、通讯数据信号质量、稳定性差及定位精度的缺陷密，且定位信息数据获取便捷，安全性高，并可有效防止数据泄露情况发生。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.一种综合管廊现场多源综合现场定位系统，其特征在于：所述综合管廊现场多源综合现场定位系统包括云服务器、远程操控终端、现场定位导航终端、现场定位节点装置、物联网通讯服务网络，其中所述云服务器通过物联网通讯服务网络分别与远程操控终端、现场定位导航终端、现场定位节点装置连接，其中所述现场定位节点装置若干并相互并联，均布在管廊系统内并沿管廊轴线均布在管廊系统的内表面，所述现场定位导航终端若干，各现场定位导航终端间通过物联网通讯服务网络混联，且每个现场定位导航终端另通过物联网通讯服务网络与远程操控终端建立数据连接。
2.根据权利要求1所述的一种综合管廊现场多源综合现场定位系统，其特征在于：所述的云服务器内设基于soa体系为基础的主程序系统，同时云服务器另设基于bim和gis为基础的三维信息展示子系统、图像识别处理系统平台子系统、基于ar/vr基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统，且所述基于bim和gis为基础的三维信息展示子系统、图像识别处理系统平台子系统、基于ar/vr基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统均与基于soa体系为基础的主程序系统建立数据链接，所述云服务器另通过通讯网络与外部第三方服务平台建立数据连接。
3.根据权利要求1所述的一种综合管廊现场多源综合现场定位系统，其特征在于：所述的远程操控终端包括操控平台、智能通讯网关系统、显示器、电子沙盘、虚拟现实现系统，所述操控平台分别与智能通讯网关系统、显示器、电子沙盘、虚拟现实现系统电气连接，且所述显示器、电子沙盘、虚拟现实现系统间通过操控平台相互混联。
4.根据权利要求1所述的一种综合管廊现场多源综合现场定位系统，其特征在于：所述操控平台为基于物联网控制器、可编程控制器中任意一种或两种共用为基础的电路系统。
5.根据权利要求1所述的一种综合管廊现场多源综合现场定位系统，其特征在于：所述现场定位节点装置包括扬声器、监控摄像头、无线数据通讯装置、串口通讯装置、gnss卫星定位装置、测距装置、显示器、承载底座、工作台及驱动电路，其中所述承载底座为横断面呈矩形的闭合腔体结构，所述无线数据通讯装置、串口通讯装置、gnss卫星定位装置及驱动电路均嵌于承载底座内，所述承载底座上端面通过转台机构与工作台铰接，且工作台上端面与承载底座上端面间夹角为0°—60°夹角，所述监控摄像头、测距装置及显示器均与工作台上端面连接，其中监控摄像头、测距装置、显示器光轴轴线与水平面呈0°—60°夹角，所述扬声器至少一个，嵌于承载底座外侧面，所述扬声器、监控摄像头、无线数据通讯装置、串口通讯装置、gnss卫星定位装置、测距装置、显示器及转台机构均与驱动电路电气连接，且所述驱动电路另通过无线数据通讯装置、串口通讯装置与物联网通讯服务网络建立数据。
6.根据权利要求1所述的一种综合管廊现场多源综合现场定位系统及方法，其特征在于：所述现场定位导航终端为电子巡更装置、穿戴式巡检系统、移动智能通讯终端中的任意一种或几种共用。
7.一种综合管廊现场多源综合现场定位系统的使用方法，其特征在于：所述的综合管廊现场多源综合现场定位系统的使用方法包括以下步骤：
s1，基础数据采集，首先由云服务器通过物联网通讯服务网络与市政规划资料库服务器、管廊管理系统服务器建立数据连接，获取当前管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息，并将管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息直接带入到管廊系统设计图纸中，获得当前管廊系统在城市中的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息；最后根据管廊系统设管理维护作业的需要，基于管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息，为当前管廊系统划分设定定位管理节点；
s2，三维建模，完成s1步骤，由云服务器根据s1步骤获取的管廊系统设计图纸、管廊系统的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息，通过bim三维建模系统建立当前管廊系统的基础三维模型信息数据库，然后通过gis系统对三维模型信息数据库中各坐标点进行渲染赋值，从而获得当前管廊系统三维模型信息数据库，最后将s1步骤设定的各定位管理节点在三维模型信息数据库中进行标记定位，并通过物联网通讯服务网络发送至远程操控终端输出展示，同时根据设定的各定位管理节点位置，为每个定位管理节点位置处均设至少1个现场定位节点装置；
s3，定位赋值，在完成s2步骤后，首先由云服务器分别为远程操控终端及各现场定位导航终端、现场定位节点装置分配统一的数据通讯寻址地址，然后一方面对各定位管理节点根据其对应的地理坐标信息及卫星定位座坐标值信息；另一方面对各定位管理节点在管廊系统中结构位置信息，为各定位管理节点编订相应的节点识别信息，并将各定位管理节点识别信息一方面保存在云服务器中；另一方输送至各定位管理节点位置处的现场定位节点装置处并通过现场定位节点装置进行定位信息展示输出；
s4，双向定位导航，完成s3步骤后，将各分配了数据通讯寻址地址的现场定位导航终端分别发放至管廊系统中相应的工作人员及巡检设备上，并通过现场定位导航终端对当前的工作人员人员及巡检设备进行身份信息识别，并将识别后的身份信息同时反馈至云服务器、远程操控终端中；然后由携带现场定位导航终端的工作人员及巡检设备在管廊系统中开展日常设备操作及巡检作业，并在工作中在途径各定位管理节点位置时，通过与定位管理节点位置安装的至少一个现场定位节点装置间进行双向数据交互达到识别定位和导航的目的。
8.根据权利要求7所述的一种综合管廊现场多源综合现场定位系统的使用方法，其特征在于：所述s2步骤中，在为定位管理节点位置安装配备现场定位节点装置时，当所设置的现场定位节点装置为1个时，则现场定位节点装置安装位置坐标值与定位管理节点位置坐标值间偏差为0—30厘米；当所设置的现场定位节点装置为两个及两个以上时，各现场定位节点装置环绕定位管理节点位置均布，并与定位管理节点位置间间距为0.3—1.5米，且各现场定位节点装置轴线相交，角度位于定位管理节点位置。
9.根据权利要求7所述的一种综合管廊现场多源综合现场定位系统的使用方法，其特征在于：所述s3步骤中，通过现场定位节点装置展示输出的定位信息为包括现场定位节点装置所对应的定位管理节点位置信息的电子地图、条形码、二维码中的任意一种或任意几种组合。
10.根据权利要求1所述的一种综合管廊现场多源综合现场定位系统的使用方法，其特征在于：所述s4步骤中，在定位运行中，采用被动定位及主动定位两种工作模式进行定位作业，其中：
采用被动定位时，当现场定位导航终端随工作人员及巡检设备途径定位管理节点时，由定位管理节点位置安装的至少一个现场定位节点装置主动向现场定位导航终端发送定位识别信息，并由现场定位导航终端在接收到定位识别信息后在工作人员及巡检设备不参与情况下根据定位识别信息进行答复和相应，从而完成被动被动定位作业；
采用主动定位时，当现场定位导航终端随工作人员及巡检设备途径定位管理节点时，由工作人员及巡检设备通过所携带的现场定位导航终端从当前定位管理节点位置处的其中一个现场定位导航终端发送定位请求，然后由现场定位导航终端对当前定位管理节点位置信息进行直接展示和直接发送至现场定位导航终端中进行展示，从而完成主动定位作业。
技术总结