檢查水管爆裂研究報(bào)告

1、輸水管道破損的快速發(fā)現(xiàn)及報(bào)警系統(tǒng)研究報(bào)告一、立項(xiàng)的背景和依據(jù)1、隨著當(dāng)今社會的發(fā)展，生產(chǎn)生活的用水量急劇增大，地下的輸水管道日趨繁密而交錯縱橫。但隨著輸水量劇增的同時(shí)，總會不期然的發(fā)生一些事故，很容易導(dǎo)致輸水管道的破損，并且破損管道埋于地下，受到各種地質(zhì)條件的影響，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。而現(xiàn)代城市水資源的相對匱乏，因此，如何快速的檢測到破損漏水，并進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，是十分重要的。2、此次立項(xiàng)的目的在于輸水管道一旦發(fā)生問題，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的反饋給有關(guān)部門，并及時(shí)維修，將損失降到最低。通過這項(xiàng)系統(tǒng)，既可以順應(yīng)當(dāng)今可持續(xù)發(fā)展、綠色環(huán)保的趨勢，又能切實(shí)保證水的傳輸過程中的穩(wěn)定，使效益最大化，損失最低化，因此具有廣闊

2、的前景。二、主要的研究內(nèi)容和研究方法主要是 GIS 系統(tǒng)與 GPRS 無線通信技術(shù)的整合，先來介紹 GIS（一）GIS 空間數(shù)據(jù)獲取技術(shù)在自來水管線建設(shè)中的應(yīng)用1、目前GIS空間數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)狀隨著GIS技術(shù)的應(yīng)用與推廣用戶對基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也提出了更高的要求。目前我國現(xiàn)有的自來水管線建設(shè)的資料殘缺不全而且有關(guān)的資料精度不高與當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)情況有出入，因此GIS空間數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的信息系統(tǒng)大量應(yīng)用于自來水管線建設(shè)非常有必要。1.1 GIS空間數(shù)據(jù)獲取的策略及技術(shù)方法在獲取GIS空間數(shù)據(jù)之前首先要根據(jù)項(xiàng)目的目標(biāo)和任務(wù)確定更新范圍、內(nèi)容和周期制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)和人員并組織有關(guān)部門進(jìn)行實(shí)

3、施。相關(guān)專門機(jī)構(gòu)要通力合作和大力支持。并且需要有責(zé)任心強(qiáng)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的驗(yàn)收部門層層把關(guān)才能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)效性最終保證GIS數(shù)據(jù)獲取的質(zhì)量。1.2 GIS空間數(shù)據(jù)獲取過程中所面臨的問題1、獲取變換的信息的途徑對于GIS數(shù)據(jù)獲取這項(xiàng)工作而言最關(guān)鍵的問題就是要速度快數(shù)據(jù)準(zhǔn)并且所花費(fèi)的經(jīng)費(fèi)數(shù)目較少。要做到這些那么首先就是要確定更新的周期各方面選取確實(shí)何種方式在這一周期期間內(nèi)獲得最翔實(shí)和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。2、對于GIS數(shù)據(jù)變化信息的采集若GIS空間數(shù)據(jù)相關(guān)的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行了更新那么主要的技術(shù)問題將會涉及到最新影像資料的獲得影像識別與特征對于這些影像照片需要采用專用的軟件并選擇合適的人員進(jìn)行培訓(xùn)以達(dá)到準(zhǔn)確掌

4、握這些GIS空間數(shù)據(jù)。3 、GIS空間數(shù)據(jù)變化的更新標(biāo)準(zhǔn)對于已經(jīng)建成的GPS系統(tǒng)其面臨的主要問題就是現(xiàn)勢資料數(shù)據(jù)的更新與循環(huán)運(yùn)行，這就需要保持現(xiàn)勢資料的更新速度，從而推動GIS系統(tǒng)健康、和諧地應(yīng)用與發(fā)展。4、 GIS空間數(shù)據(jù)獲取技術(shù)在自來水管線建設(shè)中的應(yīng)用自來水管線建設(shè)過程中通常會需要DN15到DN2600二十多種管徑鋼管、球墨鑄鐵等六種管材再加上市區(qū)配水管線長度較大屬于多水源性質(zhì)的管風(fēng)給水系統(tǒng)另外在管網(wǎng)上還要設(shè)置閘門、消火栓等。為了對這龐大的供水管網(wǎng)進(jìn)行高效、科學(xué)的管理采用先進(jìn)的GIS技術(shù)就非常有必要。5、GIS空間數(shù)據(jù)自來水管線建設(shè)中需要與其他技術(shù)綜合運(yùn)用在自來水管線建設(shè)當(dāng)中為了實(shí)現(xiàn)對地下

5、供水管網(wǎng)信息的采集、錄入、處理、存儲、查詢、分析、顯示、輸出、信息更新并提供其它專題系統(tǒng)應(yīng)用需要將GIS技術(shù)與其他技術(shù)綜合運(yùn)用比如說CAD技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、專題應(yīng)用模型等等這些都會提高自來水管線網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的科學(xué)化、自動化、信息化提高工作效率和水平。同時(shí)為自來水管網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)及建設(shè)和管理工作提供高質(zhì)量的基本管網(wǎng)的資料實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)信息及用戶信息的統(tǒng)一化管理、信息的發(fā)布與共享。6、 GIS空間數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)自來水管線建設(shè)中的作用GIS空間數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)的提高對于自來水管線建設(shè)過程中所需的地理信息數(shù)據(jù)庫具有重要的意義可以實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)的自動化管理實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)

6、、應(yīng)急處理、水力計(jì)算等。同時(shí)可以快速輸出符合標(biāo)準(zhǔn)或符合用戶要求的各種地圖實(shí)現(xiàn)面向社會公眾的網(wǎng)上管網(wǎng)地理信息服務(wù)。為自來水集團(tuán)供水分公司其它信息系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化的、權(quán)威的、多種比例尺的供水管網(wǎng)基礎(chǔ)地理平臺和實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)地理信息的實(shí)時(shí)更新等。當(dāng)前GIS空間數(shù)據(jù)已經(jīng)在自來水管線建設(shè)方面達(dá)到了穩(wěn)定的狀態(tài)并有效的服務(wù)于社會提高了居民的日常生活水平。同時(shí)GIS空間數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的提高對于應(yīng)用于自來水管線建設(shè)具有重要的意義。當(dāng)一個(gè)城市的GIS 城市管網(wǎng)相對成熟即可在管道處加裝相應(yīng)的GPRS信息傳輸系統(tǒng)。（二）GPRS 無線通信技術(shù)監(jiān)控原理在理論分析和大量的現(xiàn)場考察后我們發(fā)現(xiàn)，自來水管網(wǎng)如果輸送正常，那么管內(nèi)的水

7、壓是一個(gè)比較平穩(wěn)的值。在水管破裂后，水壓會有下降，下降程度和破裂口的出水量有關(guān)。所以我們可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測管道水壓，并設(shè)定一個(gè)水壓下限報(bào)警和水壓變化率報(bào)警來及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)的異常。通信方式因?yàn)樽詠硭芫W(wǎng)分布非常廣泛，如果用傳統(tǒng)的有線通信方式來傳送現(xiàn)場數(shù)據(jù)，將耗費(fèi)極大的人力物力來施工和維護(hù)。所以應(yīng)該選擇無線方式，而傳統(tǒng)的數(shù)傳電臺存在功耗大，組網(wǎng)困難，成本高等缺點(diǎn)。而較先進(jìn)的GSM 短信通信方案則存在大數(shù)據(jù)量收發(fā)不可靠的缺點(diǎn)，特別是在節(jié)假日，這時(shí)移動業(yè)務(wù)非常繁忙，短信延時(shí)會變得不確定，甚至可能出現(xiàn)數(shù)小時(shí)后送達(dá)信息的情況。而此時(shí)恰恰是市民用水最頻繁，最考驗(yàn)水務(wù)部門反應(yīng)能力的時(shí)候。綜合考慮我們選擇了目前最先

8、進(jìn)的GPRS 無線通信方案，它同時(shí)具有組網(wǎng)方便、建設(shè)和維護(hù)成本低、通信可靠迅速等優(yōu)點(diǎn)，是本系統(tǒng)的理想通信方式。3 系統(tǒng)組成本系本系統(tǒng)由水壓傳感器、現(xiàn)場監(jiān)控及無線通信設(shè)備、監(jiān)控中心服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫軟件幾大部分組成，系統(tǒng)組成如圖所示。水壓傳感器水壓傳感器可以使用常見的壓力變送器。變送器是將物理信號或普通電信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出或能夠以通訊協(xié)議方式輸出的設(shè)備。該應(yīng)用中我們可以選擇輸出形式為05V電壓或420mA 電流的變送器。變送器的工作電壓通常有5V、12V、24V 等數(shù)種?，F(xiàn)場監(jiān)控及無線通信終端現(xiàn)場終端要求可以完成從變送器讀取采樣結(jié)果，并把采樣結(jié)果通知監(jiān)控中心服務(wù)器。由于終端系統(tǒng)是位于管線的各個(gè)

9、監(jiān)測點(diǎn)上的，通常都沒有市電供應(yīng)，所以需要使用電池供電。本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)就在于現(xiàn)場終端系統(tǒng)的功耗問題。綜合考慮后，用戶可以接受和認(rèn)可的終端工作流程是終端平時(shí)處于低功耗休眠狀態(tài)，采用定時(shí)喚醒的方式采樣當(dāng)前水壓值。如果水壓正常，則按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔上線通報(bào)數(shù)據(jù)。如果水壓超限，則立即啟動無線通信，將警情信息通知用戶。在通告完采樣數(shù)據(jù)后，設(shè)備恢復(fù)低功耗的正常工作狀態(tài)。3.3監(jiān)控中心及服務(wù)器軟件監(jiān)控中心的作用是接收現(xiàn)場終端上傳的數(shù)據(jù)，并具有數(shù)據(jù)庫功能，可以將各個(gè)終端的數(shù)據(jù)保存起來供以后分析使用。同時(shí)監(jiān)控中心軟件還應(yīng)具有警情提醒的功能，當(dāng)終端設(shè)備出現(xiàn)警情時(shí)，要能提醒工作人員緊急處理。系統(tǒng)工作流程終端設(shè)備上電后將周而復(fù)始的完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳的工作，監(jiān)控中心則接收各個(gè)終端設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)。終端安裝要點(diǎn)終端通常是在戶外無人值守的環(huán)境下工作，而且因?yàn)橐拷斔凸芫€安裝，所以通常是安裝在維護(hù)井中。維護(hù)井環(huán)境比較惡劣，建議用戶將ZWG-5221LV、電池和壓力變送器集中安裝在防水箱中，再將防水箱安裝在現(xiàn)場，如圖所示。設(shè)備天線通過防水箱的防水孔延伸到設(shè)備外部，請將天線安裝在信號較好的地方，盡量安裝到地面以上。如果因?yàn)榉辣I等原因而不便把天線外置的話，可以聯(lián)系購買防盜天線或偽裝天線。三、創(chuàng)新的主要方式，便是 GIS 與 GPRS 信息通信系統(tǒng)的相結(jié)合，徹底解決現(xiàn)階