周亞娟， 李廷彥

(北京訊騰智慧科技股份有限公司， 北京 100029)

1 概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的不斷發(fā)展，地下管道的日常巡檢和檢修變得異常復(fù)雜。管網(wǎng)線路巡檢對于及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷和故障，及時(shí)評(píng)估管網(wǎng)系統(tǒng)，有計(jì)劃地安排線路與設(shè)施檢修，提高城市管網(wǎng)的可靠性具有重要的作用[1-2]。城市管網(wǎng)事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和影響城市運(yùn)行秩序以及城市形象。如何精確計(jì)算城市管網(wǎng)巡檢到位率，對管網(wǎng)巡檢工作進(jìn)行精確有效的量化考核，一直是城市管網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行管理領(lǐng)域難以解決的問題。

2 現(xiàn)有巡檢到位率計(jì)算方法

2.1 計(jì)算步驟

目前，城市管網(wǎng)巡檢到位率主要根據(jù)巡檢路徑的關(guān)鍵點(diǎn)比對計(jì)算。其一般計(jì)算步驟為：首先，制定固定的計(jì)劃巡檢路徑，并確定巡檢關(guān)鍵點(diǎn)；然后，計(jì)算巡檢人員實(shí)際經(jīng)過的關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)量；最后，用巡檢人員實(shí)際經(jīng)過的關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)量除以關(guān)鍵點(diǎn)總數(shù)量，得到巡檢到位率。

2.2 存在的問題

① 必須預(yù)先制定城市管網(wǎng)全部計(jì)劃巡檢路徑，并預(yù)先確定全部巡檢關(guān)鍵點(diǎn)。對于大型城市管網(wǎng)來說，準(zhǔn)備工作量巨大。

② 城市交通環(huán)境復(fù)雜，交通線路變化很快，通常難以制定固定的計(jì)劃巡檢路徑。

③ 只能通過有限的巡檢關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行比對計(jì)算，計(jì)算精度低，不能對城市管網(wǎng)巡檢工作進(jìn)行精確有效的量化考核，不能滿足城市管網(wǎng)巡檢工作精細(xì)化管理的要求。

④ 通過巡檢關(guān)鍵點(diǎn)計(jì)算得到的巡檢到位率，不能保證巡檢人員是否按照計(jì)劃巡檢路徑完成巡檢任務(wù)，從而不能準(zhǔn)確地反映巡檢工作質(zhì)量，不能客觀地進(jìn)行全管網(wǎng)巡檢到位評(píng)估。

3 巡檢到位率精確計(jì)算方法的步驟

① 以城市管網(wǎng)的實(shí)際管道地圖為參照，根據(jù)城市管網(wǎng)的管道地圖確定管道巡檢區(qū)域。

② 將巡檢區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到網(wǎng)格矩陣(見圖1，網(wǎng)格為正方形，以10×10的網(wǎng)格矩陣為例，100個(gè)網(wǎng)格依次編號(hào)001～100。圖1中虛線表示實(shí)際巡檢軌跡，實(shí)直線表示被巡檢管道)。

圖1 網(wǎng)格矩陣

③ 巡檢人員持有的北斗精準(zhǔn)定位手持設(shè)備上報(bào)實(shí)時(shí)位置，得到實(shí)際巡檢軌跡。如圖1所示，已巡檢覆蓋區(qū)域是指以實(shí)際巡檢軌跡兩個(gè)端點(diǎn)所在的各網(wǎng)格中心為圓心、以覆蓋半徑(覆蓋半徑為手持設(shè)備可檢測的半徑范圍)畫圓而形成的包絡(luò)線所經(jīng)過和包圍的網(wǎng)格集合，如圖1中編號(hào)為053，063，073，044，054，064，074，045，055，065，075，046，056，066的網(wǎng)格集合。

④ 確定該被巡檢管道在已巡檢覆蓋區(qū)域內(nèi)占有的網(wǎng)格數(shù)(如圖1，管道在已巡檢覆蓋區(qū)域內(nèi)占有的網(wǎng)格編號(hào)是064、065、066，共計(jì)3個(gè)網(wǎng)格)，該網(wǎng)格數(shù)記為巡檢到位管道長度。

⑤ 確定該被巡檢管道在網(wǎng)格矩陣中占有的網(wǎng)格數(shù)(如圖1，管道在網(wǎng)格矩陣中占有的網(wǎng)格編號(hào)是064、065、066、067，共計(jì)4個(gè)網(wǎng)格)，該網(wǎng)格數(shù)記為巡檢區(qū)域管道總長度。

⑥ 巡檢到位管道長度除以巡檢區(qū)域管道總長度即得到巡檢到位率。按照圖1舉例計(jì)算，巡檢到位率為75%。

在實(shí)際計(jì)算過程中，可以通過改變網(wǎng)格邊距控制計(jì)算精度。網(wǎng)格邊距越小，得到的管網(wǎng)巡檢到位率計(jì)算精度越高。

4 該精確計(jì)算方法的優(yōu)勢與應(yīng)用效果

4.1 優(yōu)勢

該城市管網(wǎng)巡檢到位率精確計(jì)算方法，有效解決了城市管網(wǎng)公司難以預(yù)先制定固定的計(jì)劃巡檢路徑和確定巡檢關(guān)鍵點(diǎn)的問題，極大地方便了城市管網(wǎng)巡檢工作的開展；克服了通過有限的巡檢關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行比對計(jì)算得到的巡檢到位率精度低的問題，計(jì)算精度高，能夠?yàn)槌鞘泄芫W(wǎng)巡檢工作進(jìn)行精確有效的量化考核，滿足了城市管網(wǎng)巡檢工作精細(xì)化管理的要求；能夠準(zhǔn)確地反映巡檢工作質(zhì)量，客觀地進(jìn)行全管網(wǎng)巡檢到位評(píng)估。

通過將巡檢區(qū)域管道和實(shí)際巡檢軌跡柵格矩陣化的方式，把GIS矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)換為柵格矩陣運(yùn)算，在保證計(jì)算結(jié)果精確的同時(shí)，減少了計(jì)算量，提高了計(jì)算速度，解決了直接計(jì)算巡檢到位管道長度涉及到大量的GIS矢量運(yùn)算而導(dǎo)致的計(jì)算量大、計(jì)算速度慢的問題，滿足了城市管網(wǎng)公司快速完成多區(qū)域、高頻度的巡檢到位率計(jì)算的需求。

4.2 應(yīng)用效果

該城市管網(wǎng)巡檢到位率精確計(jì)算方法已經(jīng)全面應(yīng)用到北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司的生產(chǎn)運(yùn)行管理中。經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，運(yùn)用該算法計(jì)算出的巡檢到位率能夠準(zhǔn)確地反映管網(wǎng)巡檢工作質(zhì)量，從而對管網(wǎng)巡檢工作進(jìn)行全面客觀地評(píng)估，實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)巡檢工作精確有效的量化考核，極大地提高了北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司的生產(chǎn)運(yùn)行管理水平。