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城市燃气地下管网快速定位解决方案

发布日期:2015年02月02日    阅读量:1231

 

随着天然气的快速发展,在进行日常的维护、维修、切改线、接线、抢修等工作中,如何快速准确的找到燃气管线,并且能及时得到管线关键点的相关属性信息成为管网运营维护的一个新课题,在燃气管网发展迅速的同时,日常工作中也存在如下一些问题:

地下燃气管线是以地面建、构筑物作为相对参照物来定位的,由于城市建设步伐加快,建筑拆迁增多、道路拓宽改造等因素,原有参照物的变更与消失,对日后寻找管线造成非常大的困难。

市政管网中燃气、供水、电力、通讯等各种管道埋设通常都拥挤在一起,利用金属探管仪无法识别探测到的金属管道哪一条是燃气管线,往往通过运行维护人员的记忆及经验来判断,缺乏一定的科学性。

传统的声波振动式探测仪在工作过程中易受杂散电波、地质环境等的影响,探测准确率不高,比较先进一些的探地雷达在目标管线周围有空洞、水穴、电缆干扰时, 易产生误指示,对于埋设较深或管径小于100mm的管道,难以探明。探地雷达图像具有多解性,只有经过专门训练的人员才能正确判读管线属性。通过以上方法 就算是探测到了目标管线,也只能了解管线的位置、埋设大致的深度信息,而对于管线其他具体信息,如建设年代,施工单位,管线压力、管径、材质、管线的三 通、弯头、变径、穿越等特殊关键点的具体位置等等详细信息,还需要查阅大量的图纸资料,对于年代长久的管线,往往资料查询起来很困难,甚至资料丢失,无法 详细了解管线相关属性信息。

城市燃气中大量塑料管材(PE管)的使用,给日后寻线工作造成巨大困难。通过在警示带中加金属丝或示踪线的方法在一定程度上解决了管线日后寻找的问题,但 因施工中金属丝易折断、易产生腐蚀断点且施工中无法很好的处理两根金属线的接口问题往往难以达到日后寻线的目的,白白的增加了施工费用。

基于以上种种地下燃气管线管理及维护问题,为加强燃气管线的科学管理,近几年来我们一直在寻找、研究有针对性的解决方案,通过种种方案的比较、筛选,最终 我们决定采用《地下燃气管线电子标识及智能化管理系统》的整体解决方案,该方案由讯腾安全公司在采用美国3M公司生产的电子标识设备的基础上,进行二次开 发出配套的手持电脑终端(PDA)定位导航系统标识器后台管理系统” ,极大的扩充了原有电子标识器的信息容量,实现信息的汉化读取、标识器现场定位、智能导航及标识器后台管理等功能,对新埋设的燃气管线的关键点实行数字 化、信息化的时时动态管理,将地下燃气管线的地理位置、管线走向、管线关键点信息、管线周围情况等信息直观、准确的通过PDA展现出来,使得管线信息查 询、统计、日常管线维护、抢修、补测、管线技术改造等各项工作变的异常简单,从根本上解决了管线查找难、统计难、维护难的问题,减少了大量的成本投资,大 大的提高了工作人员的工作效率。

一、方案组成

该方案由电子标识系统、GIS平台展示系统、管线定位及导航系统、后台管理系统三部分组成,流程图见图1,下面简要介绍各部分组成情况:

1、电子标识系统(EMS

该系统由电子信息标识器及标识器探测仪两部分硬件组成,美国3M公司生产。电子信息标识器内置芯片,可存储信息,全球唯一的10ID识别码,用英文字母 或数字来表示管线的管径、压力、三通、弯头等信息。电子信息标识器是可被相应的探测仪从地面以非开挖方式可精准探测到的无源电子器件,至少30年免维护, 根据埋设深度分球型、钉型、盘型、盾型等型号。标识器探测仪可读、写电子信息标识器内芯片存储的信息内容,具有很强的抗干扰能力,此外该仪器还具备探管仪 的功能,可一机两用,降低设备采购成本。

2、管线定位及导航系统(PON

该系统硬件组成:PDA、蓝牙适配器;软件组成:全球卫星定位系统(GPS)模块,蓝牙模块、讯腾公司开发的定位、导航软件。

该系统将GPS技术、无线传输技术、EMS技术三者有机结合后内置于PDA中,在燃气管线运行维护、抢修、补测、技术改造等各项工作中可现场利用PDA实 现管线具体位置的查找、管线具体信息(如建设年代,施工单位名称,压力、管径、材质、管线的三通、弯头、变径、穿越等特殊关键点位置等等)的查询等功能。

1)、定位功能:

首先验收定位人员利用PDA后台管理系统中下载已录入好的工程信息(编号、工程编号,工程名称、交底日期),也可以通过PDA手写录入信息,建立文件名称。

其次将带有GPS功能的PDA通过蓝牙设备与探管仪无线连接,探管仪探测到电子信息标识器后,读出标识器芯片内存储的信息(主要为标识器的ID号、压力机 制、管线类型、管径等信息),读出的信息通过蓝牙设备自动传输到PDA中,同时利用PDAGPS技术测量出该标识器的坐标信息(经度、纬度),PDA自 动将所有信息按标识器ID号为序存储在一条记录中,自动保存到文件中,然后进行下一个标识的定位工作。

回单位后将现场信息通过局域网/广域网方式传输到后台管理系统数据库中,便于日后管理、查询、统计。

2)、导航功能:

PDA首先从后台管理系统中下载工程信息和已经测量定位的标识器信息,登录PDA系统成功后,点击导航按钮,弹出选择导航条件界面,提供标识器ID 坐标查询(经度、纬度)工程编号等条件导航功能,输入条件点击确定后,按照提供的条件显示导航界面,导航界面中提供目标点和当前位置的方 向导向,同时能够提供目标点方圆50M100M300M500M可选)的其他标识器埋设点,点击某个目标点后弹出该目标点的属性信息(ID号、经纬 度坐标以及标识器的属性信息),目标点为黄色,其他标识器点为兰色,所在位置点为红色。

 3、后台管理系统(计算机)

讯腾公司开发的管理软件,对电子信息标识器的发放情况、埋设情况、验收情况进行管理,可以对日后管线的日常维护、数据查询、统计、分析、汇总。通过对历史数据的收集和汇总分析,对制定管线维护计划和处理突发事件提供有益的帮助。

 4GIS平台展示系统

利用原有的GIS平台,在后台管理系统中预留与GIS系统的挂接接口,将电子信息标识器的信息直观的体现在GIS平台上,以电子信息标识器坐标为基 础,直观准确的展现虚拟地下管线分布情况和路由情况,通过电子信息标识器的信息可掌握地下管线的分布情况及关键点情况,直观明了。同时可以用不同颜色区分 不同的电子标识物类型,并提供选择、放大、缩小、平移等工具。

支持数据在线查询:在GIS系统中提供多种手段(坐标、地理名称、管线属性、标识物编码等)查询电子标识物,并显示相应的属性信息、管线信息和工程信息;离线查询:下载一定范围的数据到PAD,通过PDA离线查询;

三、总结

通过城市燃气地下管网快速定位整体解决方案近一年的实施,能基本解决燃气管网地下管理、定位、寻找等现有管线运行维护工作中出现的问题。因为此项工作 属于起步阶段,在实施过程中还需要我们不断的加以改进、完善,最终实现地下燃气管网的智能化、数字化管理,为日后地下燃气管网的规划、发展、研究提供有力 的数字保障体系。