隱蔽點精檢驗公式的比較分析

地下管線

隱蔽點精度檢驗公式的分析比較王乾2013年11月正元地球物理有限責(zé)任公司中國冶金地質(zhì)總局地球物理勘查院第一頁，共二十八頁。目錄

隱蔽點精度從理論到實踐1.引言2.原理分析3.數(shù)據(jù)實驗4.工程實踐第二頁，共二十八頁。1：引言現(xiàn)行地下管線探測規(guī)程中的隱蔽精度規(guī)定精度和限差計算公式與埋深線性相關(guān)、但精度計算公式與管線埋深無關(guān)。并且精度與限差之間不符合總則中以兩倍中誤差為限差的規(guī)定。造成對隱蔽管線點進行精度評價的困難和矛盾。目前一些監(jiān)理單位和從業(yè)人員已經(jīng)意識到這一問題，并提出相應(yīng)的精度規(guī)定及檢驗方法。中國冶金地質(zhì)總局地球物理勘查院（正元地球物理有限責(zé)任公司）在2012年提出單位權(quán)法的解決方案，系統(tǒng)科學(xué)的解決了這一問題。并將這一理論和方法應(yīng)用在在滄州、衢州、揚州、蘭州、秦皇島等城市管線普查項目。第三頁，共二十八頁。三種方法依照現(xiàn)行規(guī)程提供的方法計算：簡稱規(guī)程法.分區(qū)間加權(quán)計算以單位權(quán)方法計算.隱蔽點

規(guī)程法

區(qū)間法

單位權(quán)法第四頁，共二十八頁。1.1：現(xiàn)行規(guī)程本規(guī)程以中誤差作為衡量探測精度的標(biāo)準(zhǔn)，二倍中誤差作為極限誤差。3.0.12——精度指標(biāo)1

地下管線隱蔽管線點的探查精度：

平面位置限差δts：0.10h；埋深限差δth：0.15h。4.6.3——檢驗方法

隱蔽管線點平面位置中誤差mts和埋深中誤差mth及明顯管線點的量測埋深中誤差mtd，mts和mth不得超過限差δts、δth的0.5倍，限差δts和δth按公式（）和（）計算。第五頁，共二十八頁。4.6.3——計算公式

(4.6.3-1)(4.6.3-4)(4.6.3-2)

(4.6.3-5)第六頁，共二十八頁。1.2：對隱蔽點探測精度規(guī)定的

思考與推論我們注意到，既與一般的精度規(guī)定明顯不同，也與該規(guī)程同一條款的后兩項不同，隱蔽點的探查精度指標(biāo)給出的不是中誤差，而是直接給定了限差，這是其一，按照規(guī)范的總則中以兩倍中誤差作為限差的規(guī)定，我們不難推出：隱蔽點探查精度為應(yīng)該為0.050h，埋深中誤差應(yīng)該是0.075h；其二：隱蔽點探查精度不是一個固定值，而是與管線埋深線性相關(guān)；其三：限差函數(shù)是一個分段函數(shù)，在埋深小于1.0米時，按照1.0米計算。依據(jù)規(guī)范規(guī)定，隱蔽點探測精度隨著地下管線的埋深不同而不同，呈線性相關(guān)，這樣一來，不同埋深的管線的探測精度不同，從誤差理論上講，稱之為不等精度觀測，對于不等精度觀測，我們無法給出一個固定的精度值，通常情況下，其精度評定方法需要采用加權(quán)方法進行。第七頁，共二十八頁。1.3：三種方案-1規(guī)程法4.6.3——計算公式

(4.6.3-1)(4.6.3-4)(4.6.3-2)

(4.6.3-5)第八頁，共二十八頁。1.3：三種方案-2區(qū)間法第九頁，共二十八頁。1.3：三種方案-3單位權(quán)法精度規(guī)定限差精度檢驗公式平面（每米）埋深（每米）平面（每米）埋深（每米）平面埋深0.050cm0.075cm0.100cm0.150cm所有測區(qū)統(tǒng)一精度所有測區(qū)無需計算精度的2倍即限差加權(quán)計算，與埋深相關(guān)第十頁，共二十八頁。1.3：推薦方案單位權(quán)法中誤差是表征精度的一個絕對的數(shù)字指標(biāo)，權(quán)是表征精度的相對數(shù)字指標(biāo)。在不等精度觀測和計算時，通過對不同精度的觀測量賦予相應(yīng)的權(quán)，可以客觀衡量不等精度觀測量的整體精度。在隱蔽點的探查工作中，我們可以通過單位權(quán)中誤差的大小來衡量不同深度的隱蔽點探查的整體精度，根據(jù)地下管線隱蔽點的探測設(shè)備的電磁場工作原理和實際工作特點，以管線埋深的倒數(shù)的平方為觀測量的權(quán)較為合理，以1米埋深的探查精度為管線探查的單位權(quán)中誤差，即令：δ0=δ1.0m不同埋深的隱蔽點的探查值的權(quán)為，第十一頁，共二十八頁。單位權(quán)法不等精度觀測單位權(quán)中誤差計算公式：第十二頁，共二十八頁。二：原理比較-精度規(guī)定、精度計算、限差計算三者之間存在系統(tǒng)矛盾。.-同一區(qū)間內(nèi)，其貢獻值不能區(qū)分，例如1.1米埋深和1.9米埋深貢獻相同，仍然不合理。.-既能夠滿足精度規(guī)定、精度計算、限差計算三者之間的邏輯關(guān)系，又能體現(xiàn)埋深和離散度的貢獻。規(guī)程法區(qū)間法單位權(quán)法第十三頁，共二十八頁。1.3：原理比較規(guī)程法規(guī)程法的精度計算公式本質(zhì)上是同精度觀測計算公式，嚴(yán)格意義上只適用于各點探測精度相同的情況，但無論是管線探測的實際情況還是管線探測的精度規(guī)定都明確指出——隱蔽管線點探測精度與管線深度相關(guān)，所以隱蔽管線點探測是不等精度觀測，故而該計算公式在誤差理論上應(yīng)用不太妥當(dāng)，原理不相符合。對于限差計算公式雖然也采用的比例系數(shù)，以管線埋深為系數(shù)，但該系數(shù)無法區(qū)分埋深的離散程度，而離散程度是精度的主要特征，所以說該公式實際上無法準(zhǔn)確衡量精度，其計算方法存疑。第十四頁，共二十八頁。1.3：原理比較區(qū)間法區(qū)間加權(quán)法的精度計算公式不變，但限差計算公式使用區(qū)間加權(quán)。這在一定程度上區(qū)分了不同深度的貢獻，但在這一具體區(qū)間內(nèi)，其貢獻值不能區(qū)分，例如1.1米埋深和1.9米埋深貢獻相同，仍然不合理。第十五頁，共二十八頁。1.3：原理比較單位權(quán)法單位權(quán)法與上述方法相比，優(yōu)勢明顯，其精度計算公式采用加權(quán)系數(shù)，符合不等精度觀測的原理，權(quán)系數(shù)的確定為埋深值，符合規(guī)程中關(guān)于管線探測精度與埋深線性相關(guān)的規(guī)定，計算的精度為單位權(quán)中誤差，等同于我們通常的比例誤差，更通俗的說法是每米的比例誤差。這樣一來，限差不用計算，根據(jù)規(guī)程總則關(guān)于兩倍中誤差為限差的規(guī)定，平面位置限差為0.100h，故平面位置單位權(quán)中誤差應(yīng)不大于0.050h，由于單位為1m，故其值為0.050X1=0.050m。同理，埋深限差為0.150h，故埋深單位權(quán)中誤差不得大于0.075X1=0.075m。限差的計算簡單明了，且對所有測區(qū)相同，實際上只要是執(zhí)行規(guī)程規(guī)定的探測精度的所有項目，其限差均為平面單位權(quán)中誤差0.050m，埋深中誤差0.075m，無需計算。第十六頁，共二十八頁。數(shù)據(jù)實驗線性相關(guān)性離散程度三種計算公式對埋深與精度的關(guān)系的體現(xiàn)三種方式對誤差離散程度與精度的關(guān)系的體現(xiàn)規(guī)程法單位權(quán)法區(qū)間法實驗?zāi)康牡谑唔?，共二十八頁。埋深相關(guān)實驗數(shù)據(jù)序號點號平面偏差原測埋深復(fù)測埋深埋深-50埋深+50埋深誤差1TX17753566616116102TX1771270722212223JS1813361651511544TX177024655510545JS1812170712112116TX1769370732312337TX1767470742412448JS1819689954514569JS18243707525125510JS18253858939139411JS1827252544104212JS18033707323123313JS1720613213585185914JS17217165166116216715JS1722511812070170816JS17247115119691691017JS1731712512373173818JS1732613012979179719JS1736712312575175820JS1743511511767167821JS1746712712575175822JS17487135139891891023JS17547115119691691024JS1755210010353153325TX17078642662163161326TX17087782842343341727TX18881075272222322828TX17488712752253251529TQ124691103122623621330GD147188428423433411第十八頁，共二十八頁。埋深相關(guān)實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計組號埋深變化單位權(quán)法區(qū)間加權(quán)法規(guī)程法埋深變化值單位權(quán)平面中誤差單位權(quán)埋深中誤差單位權(quán)平面限差單位權(quán)埋深限差平面中誤差埋深中誤差平面限差埋深限差平面中誤差埋深中誤差平面限差埋深限差1原值+502.844.0357.54.15.919.2913.944.15.919.6714.52原值3.344.7657.54.15.916.7910.194.15.917.6711.53原值-504.817.1357.54.15.914.296.444.15.916.589.88第十九頁，共二十八頁。埋深相關(guān)性比較第二十頁，共二十八頁。離散度實驗數(shù)據(jù)序號點號平面偏差埋深1組2組3組4組原值離散度加大離散度減小離散度最佳1TX17753242.56662TX17712132.79723JS18133242.52654TX17702132.13555JS18121022.75716TX17693242.83737TX17674352.87748JS18196563.68959JS18243242.917510JS18253243.458911JS18272132.095412JS18033242.837313JS17206755.2313514JS17217866.4416615JS17225464.6512016JS17247864.6111917JS17317864.7712318JS1732675512919JS17367864.8512520JS17435474.5411721JS17467864.8512522JS17487865.3913923JS17547864.6111924JS17552133.9910325TX170789710.3126626TX170878611.0128427T5527228TX174889710.6627529TQ1246910812.131230GD147189711.01284第二十一頁，共二十八頁。離散度實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計組號誤差說明單位權(quán)法區(qū)間加權(quán)法規(guī)程法單位權(quán)單位權(quán)平面誤差限差平面平面平面平面平面中誤差中誤差限差中誤差限差1原值3.34108.4215.338.4214.712離散度加大3.58109.4215.339.4214.713離散度減小3.3107.9215.337.9214.714離散度最佳3.2109.2415.339.2414.71第二十二頁，共二十八頁。離散度比較第二十三頁，共二十八頁。四：工程實踐利用其它城市的工程數(shù)據(jù)分析滄州、衢州、揚州、蘭州、秦皇島可以比較不同城市、不同標(biāo)段、不同埋深的測區(qū)的整體精度.第二十四頁，共二十八頁。某市管線精度統(tǒng)計測區(qū)

平均埋深(cm)點數(shù)（個）比例（%）規(guī)程統(tǒng)計精度(cm)推薦統(tǒng)計精度(cm)質(zhì)量評定