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        排水管道檢測監(jiān)測與運(yùn)營維護(hù)一體化系統(tǒng)平臺技術(shù)研究與應(yīng)用

        2018-04-21 07:12:48徐智勇吳學(xué)明
        世界有色金屬 2018年2期
        關(guān)鍵詞:排水管道管線管道

        徐智勇,吳學(xué)明

        (中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,云南 昆明 650051)

        當(dāng)前中國各地頻發(fā)道路塌陷,小雨道路漬水,大雨城市內(nèi)澇,造成這種結(jié)果往往并不是城市排水能力問題,而是城市地下排水管道出現(xiàn)堵塞、滲漏、開裂或者由于長期的滲漏帶走管道周邊的泥土致管道坍塌,導(dǎo)致城市地下排水管道未起到應(yīng)用的作用[1]。排水管道的健康安全與正常運(yùn)營已經(jīng)嚴(yán)重關(guān)系著城市的文明建設(shè)。

        管道內(nèi)部檢測技術(shù)、管道安全實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)目前已很成熟。當(dāng)前內(nèi)部檢測技術(shù)主要是通過QV(管道潛望鏡)、CCTV(閉路電視系統(tǒng))、管道聲納等技術(shù)方法得到管道內(nèi)部健康狀況信息[2]。管道安全實(shí)時(shí)監(jiān)測主要是通過在管井或管道壁上安置監(jiān)測儀器,通過GPRS實(shí)時(shí)傳送監(jiān)測數(shù)據(jù)至服務(wù)器。其檢測數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)和有效利用能夠提高城市管理者水平和效率。

        通過研發(fā)排水管道檢測監(jiān)測與運(yùn)營維護(hù)一體化系統(tǒng)平臺,利用該平臺同時(shí)管理檢測數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)掌握管道運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)監(jiān)測指標(biāo)超過預(yù)設(shè)閾值范圍,自動報(bào)警提醒,可利用系統(tǒng)預(yù)設(shè)輔助決策方案,以此為城市管理者服務(wù),保障管道健康運(yùn)營提供依據(jù)[3]。

        1 平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

        排水管道檢測監(jiān)測與運(yùn)營維護(hù)一體化系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的三層體系結(jié)構(gòu):數(shù)據(jù)層:采用SQLServer數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),將管道檢測數(shù)據(jù)、管道實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)、管道模型、數(shù)字高程模型、三維建筑模型等以“一張圖”的模型形式進(jìn)行組織,實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲和管理。同時(shí),提供目錄服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等數(shù)據(jù)共享服務(wù)(圖1)。應(yīng)用服務(wù)層:采用SuperMapGIS平臺,通過SuperMapSDX+空間數(shù)據(jù)引擎,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn),如空間數(shù)據(jù)的存取、管理、發(fā)布、查詢、分析等需求。用戶層:通過桌面虛擬化技術(shù),滿足管線部門各級人員對管線日常管理要求。

        圖1 排水管道檢測監(jiān)測與運(yùn)營維護(hù)一體化系統(tǒng)邏輯框架

        1.2 平臺功能設(shè)計(jì)

        排水管道檢測監(jiān)測與運(yùn)營維護(hù)一體化系統(tǒng)是對整個城市排水管道數(shù)據(jù)資源的可視化管理,實(shí)現(xiàn)地下管線的三維展示、數(shù)據(jù)入庫,具備地圖操作、查詢統(tǒng)計(jì)、管線數(shù)據(jù)的維護(hù)與動態(tài)更新、三維空間分析、三維量測、數(shù)據(jù)管理、監(jiān)測預(yù)警、任務(wù)管理、輔助決策、檢測與修復(fù)數(shù)據(jù)管理等功能。主要功能如下:

        地下管線應(yīng)用管理:對地下管線信息提供直觀的瀏覽和基礎(chǔ)信息服務(wù)功能,這主要包括地下管線信息的瀏覽、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、設(shè)計(jì)、報(bào)表、出圖等。

        數(shù)據(jù)管理與分析:能夠?qū)Τ鞘泄芫€的數(shù)據(jù)更新,使場景數(shù)據(jù)信息與城市實(shí)際管線保持同步,并通過管線數(shù)據(jù)分析功能,為城市管線埋設(shè)、地下開挖施工提供必要基礎(chǔ)信息。主要包括:①數(shù)據(jù)管理模塊②數(shù)據(jù)分析與處理。

        運(yùn)營維護(hù)管理:管理管道檢測健康狀況信息,可通過統(tǒng)計(jì)任意區(qū)域范圍內(nèi)管道缺陷情況,了解管道和管井健康狀況,主要包括:①檢測基本信息;②健康狀況:結(jié)構(gòu)性和功能性缺陷情況;③清淤和修復(fù)情況;④日常巡視記錄;⑤任務(wù)管理。

        圖2 管線檢測基本信息

        圖3 管道健康狀況

        圖4 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

        監(jiān)測預(yù)警與輔助決策:實(shí)時(shí)監(jiān)測管道運(yùn)行狀況,并根據(jù)報(bào)警等級做出相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案,輔助管理者決策。主要包括:①監(jiān)測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);②歷史數(shù)據(jù);③閾值設(shè)置;④報(bào)警分析;⑤應(yīng)急預(yù)案發(fā)布;⑥應(yīng)急預(yù)案管理。

        2 系統(tǒng)在實(shí)際工程的應(yīng)用

        昆明經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)排水管道檢測監(jiān)測與運(yùn)營維護(hù)一體化系統(tǒng)平臺項(xiàng)目采用管道內(nèi)窺檢測技術(shù),針對林溪路和春漫大道的排水管網(wǎng)開展管道內(nèi)部隱患排查,查清缺陷和安全隱患,根據(jù)缺陷等級和分布情況,分別作出不同修復(fù)處置方案。

        將管道修復(fù)前后的圖片、信息、視頻等保存,分析易發(fā)生缺陷的位置,對癥下藥,減小影響管道安全運(yùn)營的因素。并通過在管井和管道內(nèi)部埋設(shè)監(jiān)控設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)控管道運(yùn)維等參數(shù),實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控室可實(shí)時(shí)查看管道參數(shù)信息,當(dāng)監(jiān)測值超過閾值,通過系統(tǒng)能夠及時(shí)啟動應(yīng)急響應(yīng),做出輔助決策應(yīng)對方案,及時(shí)處置,確保管道安全運(yùn)營。(圖5)。

        圖5 昆明經(jīng)開區(qū)林溪路排水管道缺陷統(tǒng)計(jì)圖

        3 結(jié)論

        排水管道檢測監(jiān)測與運(yùn)營維護(hù)一體化系統(tǒng)在昆明經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的應(yīng)用效果表明該系統(tǒng)能充分利用城市地下管線信息來輔助運(yùn)營者進(jìn)行決策,為城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)和科學(xué)化管理提供重要依據(jù)。主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

        (1)排水管道檢測監(jiān)測與運(yùn)營維護(hù)一體化系統(tǒng)將為政府和相關(guān)單位提供完善的城市地下排水管道檢測信息、監(jiān)測信息、管道健康狀況、管道運(yùn)維等信息服務(wù),為管線維護(hù)、更新、應(yīng)急搶險(xiǎn)等各項(xiàng)工作提供及時(shí)的數(shù)據(jù)資料保障,也為綜合管廊、智慧城市等規(guī)劃和建設(shè)打下了良好基礎(chǔ)。

        (2)排水管道檢測監(jiān)測與運(yùn)營維護(hù)一體化系統(tǒng)可滿足城市管網(wǎng)輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工信息管理、管網(wǎng)運(yùn)營管理等全生命周期的管理需求,能提高地下管線管理和工作效率,提高城市應(yīng)急水平和管理水平。

        [1]章霞.市政排水管道檢測機(jī)器人智能控制系統(tǒng)研究[D].北京信息科技大學(xué),2007.

        [2]蔣瑞,儲征偉.城市排水管道健康狀況檢測與評估內(nèi)外業(yè)流程一體化方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].測繪通報(bào),2016(12):90-95.

        [3]王珊珊.地下排水管道狀態(tài)評價(jià)理論研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)(北京),2014.

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