城市地下排水管道智能检测系统研究及应用

城市地下排水管道智能检测系统研究及应用

尹鑫，丁思侗

镇江市勘察测绘研究院， 212004；中交二航局第三工程有限公司， 212000

摘要：排水管网是城市最重要的基础设施之一，直接影响城市的公共安全和环境保护。然而随着管道使用时间的增加，管道堵塞、破损、渗漏等问题日益凸显。若这些问题得不到妥善解决，将严重影响管道的实际承载能力，造成重大的社会经济损失。为提高管道的排水能力，延长管道使用寿命，需定期组织专业性检查，及时发现管道安全隐患并采取有效的措施进行维护。然而，传统人工评价存在劳动密集和易出错的问题，不仅操作流程复杂，且易受人为主观因素的影响，难以满足现代排水管网检测的发展要求。建立智能化的管道缺陷检测和分类系统，已成为城市排水设施建设和管理的迫切需求。国内外传统的检测方法主要通过图像处理技术，将形态学分割与图像预处理方法相结合，对缺陷区域进行特征提取。目前较为先进的机器学技术也逐渐用于排水管道缺陷的评估。基于此，本篇文章对城市地下排水管道智能检测系统研究及应用进行研究，以供参考。

关键词：城市地下；排水管道；智能检测系统；研究及应用

引言

近年来，我国经济发展迅猛，地下管道的规模也随城市功能扩展在不断扩大。但是，随着地下管道服役时间的增长以及外界工程施工的影响，导致管线产生不同类型的病害，其中排水管道的病害对人民的生活影响较大。因此，根据多年来的工作实践证明，只有加强对排水管道的日常管理养护和检测才能消除病害，从而降低灾害事故的发生。经调研发现，西方一些发达国家已开展排水管网的日常检测工作多年，其相关的检测技术也较为成熟，并对排水管道的检测内容和周期都做出了明确的规定，实现了排水管道检测标准化，不仅如此，部分城市还开展了对排水管道的监测和评估。近年来，我国大部分城市的相关部门和人员也意识到排水管道检测的重要性，另外，随着科学技术的发展，其相关检测技术也在高速发展，提升了排水管道检测的准确性。

1排水管道疏通方法

1.1水力疏通

实际操作中利用水，伴随一定的冲击力，冲洗管道。操作中可使用河流中水冲洗管道，也可利用没有杂物的污水冲洗管道。另外则是在所要疏通管道附近，选择检查井，将其作为冲洗供水点，但是必须要确保在上游。冲洗之前需将下游管道口堵住，必须要牢固。上游管道注入水，当涨到一定的高度，产生了所需的水头差情况下，将提前所堵塞的东西拔掉。水头差下水的压力大，会以非常快的速度流淌，向下游冲击，达到比较好的冲洗和疏通效果。而水资源非常宝贵，针对日益严峻的水资源危机，在采用水力疏通排水管道时不要使用自来水。

1.2高压射水疏通

排水管道疏通中提前安排好高压喷射车辆，同时还要安排吸泥车，两者联合作业。喷射车内水量充足，在高压作用下对管道进行冲射，力度非常大，能够使附着在管道内淤积物脱离，紧接着使用吸泥车将其吸出。这种疏通方法需要使用净水，为了减少水资源浪费，可通过设置净化设备，处理管道中污水，然后将其用于高压喷射疏通之中。城市排水管道疏通极为重要，上面介绍了常见的几种疏通方式，各自有特点与适用性。故而在管道实际疏通之中，应根据堵塞与淤积实际情况，结合每种疏通方法的特点与优势，科学合理选择，以确保疏通成效最大化。另外管道疏通方式选择还要考虑成本，在确保能够达到疏通目的同时，选择经济性最高的疏通方法。

2排水管道检测的主要流程

排水管道检测的主要流程包括:接受任务、搜集资料、外业检测、内业评估、成果整理与提交。在接受检测任务后，应组织踏勘现场并收集管线竣工成果数据。根据现场的情况和已经收集的成果数据制定工作方案。外业检测的过程中应对管道缺陷现场初步判读，同时应对管线竣工数据中与现场不符的数据进行记录与更新。外业检测后，按照《城镇排水管道检测与评估技术规程》(以下简称规程)的要求、外业获取的管道内窥视频以及初步判读结果对各个管段进行再次判读并生成缺陷信息表、管道检测报告、管线竣工数据更新成果等成果数据，并将缺陷情况及时反馈给建设方，并提供相应的修复、养护建议，待建设方对各缺陷管段修复、养护完成后，再次组织技术力量对缺陷管段进行复检，并编制检报告提交主管部门。

3城市地下排水管道智能检测系统研究及应用

1）自动巡航。基于陀螺仪和编码器设计的智能巡航机器人结合完备的软件与硬件系统，可实现基于WiFi控制、自动巡航、监控系统等功能；可进行手动和自动切换，在正常巡检过程中自动巡视行进2）独立作业。传统的管道机器人在供电、数据传输都采取有线的方式，一方面增加机器人运行负载；另一方面增加整套装备的复杂性。本研究设计的管道机器人采用高性能电池组驱动，可独立运行，续航能力满足日常作业要求，数据传输采用无线方式，实现装备的轻量化，提高其机动性能。3）视频传输。摄像头选择720P高质量、高清摄像头进行监控，摄像头满足0°~270°旋转，可以远程打开或关闭。用于监控管道内实时状况并判断管道是否有结构性和功能性病害。4）GPS定位和轨迹绘制。通过控制台对每个井进行GPS定位，根据智能车行驶路径绘制起点至终点的行车轨迹掌握管线的具体走向。5）3D扫描成像。利用激光雷达实现3D扫描成像，采集算法开发进行3D重建算法实现并能生成3D管道场景图及管道展开图。通过3D扫描成像对管道的结构情况进行详细绘制和分析，对病害具体位置判断和病害程度进行形象展示，达到预期目标。6）机器人紧急停止。机器人前端设置传感器，一旦遇到前方洼处发出停止信号并停止行进，用户可结合视频实时信息进行是否行进的选择。此功能的实现可满足管道机器人在自动巡航过程中遇到管道不明洼坑或变形时可确保智能车的行驶安全。7）气体检测。机器人机身安装有危险气体传感器，能检测包括甲烷等危险气体的浓度。通过实现预设的气体浓度警戒值，能在气体浓度达到一定量时发出警告信号，从而实现机器人对管道环境的实时监测。

结束语

综上所述，详细论述了地下排水管道智能检测系统方法，该方法实现全流程数字化的作业模式，不仅提高了工作效率，减少了人为误差的产生，还方便了成果的与归档。

参考文献

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