[發明專利]一種排水管網運行狀態診斷檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 202110198077.4
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN113111480B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 陶濤;肖云龍;信昆侖;王嘉瑩;顏合想;李樹平
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;F17D5/02;F17D5/00
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 余瑩

本發明提供了一種排水管網運行狀態診斷方法和裝置，裝置含有包括底蓋、頂蓋，配重系統、MEMS陀螺儀加速度系統、啟動系統、聚合物鋰電池。該裝置能根據儀器中MEMS陀螺儀加速度儀可隨水流的運動狀態的改變而發生角加速度和軸向加速度改變的特性，收集角加速度和軸向加速度數據，便進行二次積分位移疊加，重現排水管網水流運動軌跡，比對已建立的模型庫，診斷出水管網的運行狀態，可對排水管道中出現的破損、斷管和淤積等非正常運行工況的檢測與定位功能。本發明可應用于摸清排水管網現狀、掌握和評估排水管網運行狀態、城市內澇防治、黑臭河道治理等，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于市政排水管網管理系統技術領域，具體涉及一種排水管網運行狀態診斷檢測方法和裝置。

背景技術

城市排水管網系統，深埋地下，“看不見、摸不著”，由于重視不足、管理滯后，近年來城市內澇、污水處理效率低下及黑臭水體等問題日益突出。截至2018年5月，我國認定的黑臭水體數為2100個，總流域面積1463km²，城市內河黑臭問題越發嚴重，嚴重影響了城市居民對環境質量的感官認識，給人民的生活帶來了較大影響。但城市排水管網的淤積、塌陷、滲漏、周邊地下水滲入等問題診斷技術不足，排水管網運行狀態難以掌握和評估。目前排水管網健康診斷檢測方法可分為兩大類，一是儀器檢測法，二是在線監測法。

(1)儀器檢測法

方法概要：儀器檢測法主要包括人工檢測及部分儀器檢測。人工檢測法是依靠檢查人員肉眼或借助檢測儀觀測的方法，具體包括目測法、反光鏡檢查、潛水員下管道檢查、量泥斗檢測等方法。

優缺點：儀器檢查技術具有圖像清晰、安全性高和圖像可重復觀看等優點，但也存在著定位不準、難以適應管道淤積環境、以及成本高和效率低等問題。

(2)在線監測法

方法概要：應用大量的計算機及自動化監測技術，在中央控制室實現了對地下排水管網系統的全程監控和管理，建立城市洪水智能監測系統，能夠及時掌握、預警、預測城市洪澇災害情況。

優缺點：利用這種方法只能對排水系統中的非正常入流水流進行診斷，但對淤積，塌陷等狀況無法識別，同時也存在監測環境復雜，數據準確性不高等問題。

發明內容

本發明針對上述缺陷，提供一種可以實現無線檢測，儀器體積小，可對大片管網同時進行檢測診斷的排水管網運行狀態診斷檢測方法和裝置。

本發明提供如下技術方案：一種排水管網運行狀態診斷檢測方法，用于對市政排水管道破損、斷管及淤積等故障管段的檢測與定位，包括以下步驟：

1)組裝調試檢測裝置，投入需檢測管網管道起點檢查井，根據電腦終端GPS定位，檢測完成后回收檢測儀；

2)取出SD卡，讀取并處理數據，提取所述檢測儀中MEMS記錄的X、Y、Z三軸軸向加速度和角加速度；

3)重現檢測儀流經路線，并繪制X、Y、Z三軸軸向加速度及角加速度隨時間變化折線圖；

4)將處理后的信息與已建立模型進行匹配，診斷出排水管網中的非正常運行工況；

所述SD卡中存儲的數據包括時間數據、3D加速度數據、3D角加速度數據，所述3D加速度數據包括g_x、g_y、g_z，所述3D角加速度數據包括w_x、w_y、w_z，所述時間數據、3D加速度數據、3D角加速度數據共7個數據形成一幀數據，所述檢測儀每隔100ms采集和記錄所述一幀數據，將獲得的7個數據中進行坐標轉換和位移補償處理；

然后建立黑箱模型和時間序列三維軌跡模式匹配。