管道電子定位標(biāo)識技術(shù)助力城市埋地管道建設(shè)
時間：2022-10-20 15:48
來源：
作者:虞 康/中石油華北
隨著城市的建設(shè)，各種地面公共設(shè)施由地面進(jìn)入地下，地下管網(wǎng)線纜日益復(fù)雜。一條故障管線線纜確認(rèn)需要多個市政部門核實(shí)。由于部門各負(fù)其責(zé)，線路核實(shí)歸屬異常困難。一種全新埋地管道標(biāo)識定位技術(shù)，讓地下天然氣管道電子標(biāo)識系統(tǒng)與智能化管道系統(tǒng)相結(jié)合，成功用于與城市之中。
目前，埋地天然氣管道的定位標(biāo)識主要分為地上標(biāo)識、地面標(biāo)識及埋地標(biāo)識3類，尚存在一些不足之處：地上標(biāo)識中的標(biāo)志樁、警示牌和地面標(biāo)識中的標(biāo)識磚、標(biāo)識貼易丟失、受損，運(yùn)行管理難；埋地標(biāo)識中的示蹤帶及示蹤線施工中外皮易破損，金屬絲過細(xì)不易被探測到，后期一旦受到外力破壞重新更新將增加維護(hù)成本。
對新、舊天然氣管道的關(guān)鍵點(diǎn)實(shí)行數(shù)字化、信息化的實(shí)時動態(tài)管理，將地下天然氣管道的地理位置、走向、關(guān)鍵點(diǎn)信息、周圍情況等信息直觀、準(zhǔn)確地通過掌上電腦(PDA)展現(xiàn)出來，使得管道信息查詢、統(tǒng)計和管道日常維護(hù)、搶修、補(bǔ)測、技術(shù)改造等各項工作變得簡單，從根本上解決了管道查找難、統(tǒng)計難、維護(hù)難的問題，減少了大量成本，大大提高了運(yùn)行維護(hù)、搶修、搶險的工作效率。2智能化管理方案組成。方案由3M電子標(biāo)識系統(tǒng)、PDA整合系統(tǒng)、后臺管理系統(tǒng)及GIs平臺展示系統(tǒng)4部分組成。
3M電子標(biāo)識系統(tǒng)
EMs是近年來國際上流行的一項用于精確定位地下管網(wǎng)和設(shè)施的技術(shù)，它是一種特定頻率電磁波的自發(fā)／自收裝置，由電子標(biāo)識器和標(biāo)識器定位儀兩種設(shè)備組成，見圖1所示。標(biāo)識器定位儀先向地下發(fā)射特定頻率的電磁波信號，當(dāng)接近管道附近的電子標(biāo)識器時，電子標(biāo)識器會反射該電磁波信號，從而被標(biāo)識器定位儀發(fā)現(xiàn)接收，并通過聲頻變化和屏顯數(shù)據(jù)告知操作者地下設(shè)施的信息。
在地下管道建設(shè)和維護(hù)過程中，電子標(biāo)識器可按照一定的間隔埋設(shè)，也可在改變走向的拐彎處和一些事件點(diǎn)進(jìn)行埋設(shè)以示標(biāo)記，例如接續(xù)點(diǎn)、閥門、井蓋、T形分支等。根據(jù)工程重要性及工程預(yù)算不同，埋設(shè)密度也不同，通常直管道上的埋設(shè)間隔為50-200 m。標(biāo)識器定位儀主要用于查找電子標(biāo)識器并對其儲存信息進(jìn)行讀、寫，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，還具備探測儀的全部功能。標(biāo)識器定位儀不僅能探測埋設(shè)了電子標(biāo)識器的新管道，包括PE管道，還能對沒埋設(shè)電子標(biāo)識器的金屬管道進(jìn)行路由和埋深探測，一機(jī)兩用，大大降低了設(shè)備成本。3M電子標(biāo)識系統(tǒng)采用先進(jìn)的RFID(射頻信息識別)技術(shù)，不需要電源，水平定位精度達(dá)lO cm。
3M電子標(biāo)識系統(tǒng)有別于我們現(xiàn)在使用的示蹤線，它不僅能確定管位(實(shí)現(xiàn)示蹤線功能)，還能精確定點(diǎn)，存儲管道相關(guān)信息，且不受管材材質(zhì)限制，能與GIS系統(tǒng)配合使用，是目前實(shí)現(xiàn)地下管網(wǎng)信息化管理的先進(jìn)技術(shù)。
電子標(biāo)識系統(tǒng)的優(yōu)越性
提高搶險效率；減少開挖面積，降低賠付成本；電子標(biāo)識器能幫助我們一次性地精確定位，減少開挖面積?，F(xiàn)在市政對于路面開挖的管理越來越嚴(yán)格，每次施工需按開挖面積繳納道路補(bǔ)償費(fèi)，將開挖面積控制在最小范圍內(nèi)可節(jié)省不少開支。
促進(jìn)PE等非金屬管道的使用。雖然PE管道因其成本低、耐腐蝕、易連接等優(yōu)點(diǎn)逐漸地大范圍使用，但缺乏相應(yīng)的探測手段，示蹤線也只能在短期內(nèi)解決部分問題，因此使用PE管道存在一定隱患。而電子標(biāo)識器的應(yīng)用可以幫助我們解除后顧之憂，放心使用PE管道。電子標(biāo)識系統(tǒng)在沒有GIS系統(tǒng)時，可以通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行簡單管理，獨(dú)立使用。在建立GIs系統(tǒng)時，可以幫助測繪人員精確定位，減小數(shù)據(jù)偏差。最終與GIs系統(tǒng)結(jié)合使用，使G1s具有現(xiàn)場指導(dǎo)意義，架起信息化管理與日常維護(hù)工作之間的橋梁。
PDA整合系統(tǒng)
GPS定位技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、電子標(biāo)識探測技術(shù)有機(jī)結(jié)合后內(nèi)置于PDA中，在天然氣管道運(yùn)行維護(hù)、搶修、補(bǔ)測、技術(shù)改造等各項工作中，可現(xiàn)場利用PDA查找管道具體位置，獲得管道具體信息(如建設(shè)年代，施工單位，壓力、管徑、材質(zhì)，管道的三通、彎頭、變徑管、穿越等特殊關(guān)鍵點(diǎn)的具體位置等詳細(xì)信息)。
PDA的功能包括：迅速查找功能，發(fā)現(xiàn)管道泄漏，準(zhǔn)確確定燃?xì)夤艿缆酚?，掌握地下管道信息解決問題。編輯、管理功能，在EMS管理系統(tǒng)中還可以編輯管道的相關(guān)信息，便于我們隨時隨地掌握管道的情況。
在管道關(guān)鍵點(diǎn)(如出土點(diǎn)、人土點(diǎn)、T型分支、閥門、預(yù)埋管道的端口、保護(hù)套管兩端、轉(zhuǎn)彎、中間接頭、道路交叉、管道交叉等位置)埋設(shè)電子信息標(biāo)識器，在管道直管段埋設(shè)普通電子標(biāo)識器?，F(xiàn)在對老城已建的燃?xì)夤艿溃鶕?jù)路面情況及地下管道的重要程度、復(fù)雜程度，分別進(jìn)行球型、釘型標(biāo)識器的補(bǔ)埋工作。目前一線專業(yè)巡視人員反映良好，避免了過去“翻地瓜”式的管道巡查，遇到險情反應(yīng)迅速，確保了管網(wǎng)的安全運(yùn)行。尤其是在防止第三方破壞的管理中發(fā)揮了重要作用，定位準(zhǔn)確，最大限度保證了管網(wǎng)的安全。
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