CN104298862A - 一种获得城市管网巡检到位率数据的方法 - Google Patents

Abstract

一种获得城市管网巡检到位率数据的方法，有利于提高城市管网巡检到位率的数据精度，从而更加准确地反映巡检工作质量，更加客观地进行全管网巡检到位评估，其特征在于，包括以下步骤：根据城市管网的管线地图确定管线巡检区域；将所述巡检区域进行网格划分，得到叠合在所述巡检区域之上的网格矩阵；根据巡检轨迹所经过的网格确定已巡检覆盖区域；在所述已巡检覆盖区域内确定某条管线所占有的网格数，该网格数记为巡检到位管线长度；确定所述某条管线在所述网格矩阵中所占有的网格数，该网格数记为巡检区域管线总长度；所述巡检到位管线长度除以所述巡检区域管线总长度即得巡检到位率。

Description

一种获得城市管网巡检到位率数据的方法

技术领域

本发明涉及城市管网巡检技术，特别是一种获得城市管网巡检到位率数据的方法，所述管网是指管道网络，例如供气管道网络、供水管道网络、供热管道网络等，采用本方法有利于提高城市管网巡检到位率的数据精度，从而更加准确地反映巡检工作质量，更加客观地进行全管网巡检到位评估。

背景技术

随着城市范围越来越大，城市环境日益复杂，管网规模快速扩张，城市管网公司的生产运行管理面临着更加严峻的挑战。城市管网事故时有发生，严重威胁人民群众生命财产安全，严重影响城市运行秩序和城市形象。对管网进行巡检，及时发现并处置管网异常，预防消除事故事件隐患，是城市管网公司保障管网运行安全普遍采用的方法。如何精确计算城市管网巡检到位率，对管网巡检工作进行精确有效的量化考核，一直是城市管网生产运行管理领域难以解决的问题。

目前，城市管网巡检到位率主要根据巡检路径的关键点进行比对计算。其一般计算步骤为：首先，制定固定的计划巡检路径，并确定巡检关键点；然后，计算巡检人员实际经过的关键点的个数；最后，用巡检人员实际经过的关键点个数除以关键点总个数，得到巡检到位率。现有的这种计算方法主要有以下缺点：必须预先制定城市管网全部计划巡检路径，并预先确定全部巡检关键点，对于大型城市管网来说，准备工作量巨大；城市交通环境复杂，交通线路变化很快，通常难以制定固定的计划巡检路径；只能通过有限的巡检关键点进行比对计算，计算精度低，不能对城市管网巡检工作进行精确有效的量化考核，从而不能满足城市管网巡检工作精细化管理的要求；通过巡检关键点计算的巡检到位率，不能保证巡检人员是否按照计划巡检路径完成巡检任务，从而不能准确地反映巡检工作质量，不能客观地进行全管网巡检到位评估。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明提供一种获得城市管网巡检到位率数据的方法，所述管网是指管道网络，例如供气管道网络、供水管道网络、供热管道网络等，采用本方法有利于提高城市管网巡检到位率的数据精度，从而更加准确地反映巡检工作质量，更加客观地进行全管网巡检到位评估。

本发明的技术方案如下：

一种获得城市管网巡检到位率数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据城市管网的管线地图确定管线巡检区域；将所述巡检区域进行网格划分，得到叠合在所述巡检区域之上的网格矩阵；根据巡检轨迹所经过的网格确定已巡检覆盖区域；在所述已巡检覆盖区域内确定某条管线所占有的网格数，该网格数记为巡检到位管线长度；确定所述某条管线在所述网格矩阵中所占有的网格数，该网格数记为巡检区域管线总长度；所述巡检到位管线长度除以所述巡检区域管线总长度即得巡检到位率。

所述网格为正方形。

所述已巡检覆盖区域是指以巡检轨迹所在的各个网格中心为圆心、以覆盖半径画圆而形成的包络线所经过的和包围的网格集合。

所述覆盖半径≥网格的对角线长度。

所述覆盖半径＞网格的对角线长度的50％。

所述巡检轨迹通过巡检人员持有的卫星定位设备上报实时位置确定。

所述卫星定位设备为北斗CORS手持设备。

本发明的技术效果如下：本发明一种获得城市管网巡检到位率数据的方法与现有技术相比，不需要预先制定固定的计划巡检路径和确定巡检关键点，计算精度高，能够为城市管网巡检工作进行精确有效的量化考核，能够准确地反映巡检工作质量，客观地进行全管网巡检到位评估。进一步地，计算速度快，能够满足城市管网公司快速完成多区域、高频度的巡检到位率计算的需求。由于直接计算巡检到位管线长度涉及到大量的GIS矢量运算，计算量大、计算速度慢，所以通过将巡检区域管线和实际巡检轨迹栅格矩阵化的方式，把GIS矢量运算转换为栅格矩阵运算，减少计算量、提高计算速度，进一步优化算法；将实际巡检轨迹矩阵和巡检区域管线矩阵进行比对计算，得到巡检到位率。

综上所述，本发明提供一种获得城市管网巡检到位率数据的方法，是一套完整的、科学的、精确的、高效的城市管网巡检到位率计算方法，满足了城市管网公司对管网巡检工作进行精确有效的量化考核管理的需求，满足了城市管网公司对全管网进行巡检到位评估的需求，填补了国内外相关领域的研究空白，创新性地为城市管网巡检管理标准化和精细化开辟了一种全新的、科学的思路。

附图说明

图1为实施本发明一种获得城市管网巡检到位率数据的方法网格矩阵计算示意图。图中以10×10的网格矩阵为例，从001～100共计100个网格并依次编号，图中的两个圆表明已巡检覆盖区域，两个圆中的虚线表示巡检轨迹，虚线下的实线(直线)为管线，从①～②的管线段位于已巡检覆盖区域内，从②～③的管线段位于已巡检覆盖区域之外，从①～③为整个管线。

具体实施方式

下面结合附图(图1)对本发明进行说明。

图1为实施本发明一种获得城市管网巡检到位率数据的方法网格矩阵计算示意图。一种获得城市管网巡检到位率数据的方法，包括以下步骤：根据城市管网的管线地图确定管线巡检区域；将所述巡检区域进行网格划分，得到叠合在所述巡检区域之上的网格矩阵(如图1所示，图中以10×10的网格矩阵为例，从001～100共计100个网格并依次编号)；根据巡检轨迹所经过的网格确定已巡检覆盖区域(如图1所示，图中的两个圆表明已巡检覆盖区域，两个圆中的虚线表示巡检轨迹)；在所述已巡检覆盖区域内确定某条管线所占有的网格数(如图1所示，巡检轨迹矩阵包括网格是064、065、066，共计3个网格)，该网格数记为巡检到位管线长度；确定所述某条管线在所述网格矩阵中所占有的网格数(如图1所示，巡检区域网格矩阵中的管线包括的网格是064、065、066、067，共计4个网格)，该网格数记为巡检区域管线总长度；所述巡检到位管线长度除以所述巡检区域管线总长度即得巡检到位率(按照图1举例计算，巡检到位率为3/4＝75％)。所述网格为正方形。所述已巡检覆盖区域是指以巡检轨迹所在的各个网格中心为圆心、以覆盖半径画圆而形成的包络线所经过的和包围的网格集合(如图1所示，053，063，073，044，054，064，074，045，055，065，075，046，056，066)。所述覆盖半径≥网格的对角线长度。所述覆盖半径＞网格的对角线长度的50％。所述巡检轨迹通过巡检人员持有的卫星定位设备上报实时位置确定。所述卫星定位设备为北斗CORS手持设备。

一种城市管网巡检到位率精确计算方法，包括以下步骤：S1、以城市管网的实际管线地图为参照；S2、以巡检人员的实际巡检轨迹为基线，将实际巡检轨迹周边所覆盖区域的管线称为巡检到位管线，利用GIS地理信息技术计算巡检到位管线长度；S3、用巡检到位管线长度除以巡检区域管线总长度，得到巡检到位率；S4、由于直接计算巡检到位管线长度涉及到大量的GIS矢量运算，计算量大、计算速度慢，所以通过将巡检区域管线和实际巡检轨迹栅格矩阵化的方式，把GIS矢量运算转换为栅格矩阵运算，减少计算量、提高计算速度，进一步优化算法；S5、将实际巡检轨迹矩阵和巡检区域管线矩阵进行比对计算，得到巡检到位率。

所述步骤S4具体包括以下步骤：S41、指定网格边距，对巡检区域进行网格划分，将巡检区域数学抽象为一个二维特征矩阵，称为巡检区域矩阵；S42、将巡检区域内管线的位置和长度映射到巡检区域矩阵中，得到巡检区域管线矩阵；S43、将实际巡检轨迹映射到相同维度的巡检区域矩阵中，得到实际巡检轨迹矩阵。

所述步骤S43具体包括以下步骤：S431、指定覆盖半径，在实际巡检轨迹覆盖半径内的管线即为巡检到位管线；S432、分别以实际巡检轨迹经过的所有网格为中心，计算覆盖半径内所有网格的集合，即得到实际巡检轨迹矩阵。

所述步骤S5具体包括以下步骤：S51、计算在巡检区域矩阵中，巡检区域管线矩阵经过的网格的数量；S52、计算在巡检区域矩阵中，巡检区域管线矩阵和实际巡检轨迹矩阵均经过的网格的数量；S53、用巡检区域管线矩阵和实际巡检轨迹矩阵均经过的网格的数量除以巡检区域管线矩阵经过的网格的数量，得到巡检到位率。

在步骤S1中，以城市管网的实际管线地图为参照，其中实际管线地图一般包括实际管线的位置(图1中的实线)。在步骤S2中，以巡检人员的实际巡检轨迹为基线，将实际巡检轨迹周边所覆盖区域的管线称为巡检到位管线，利用GIS地理信息技术计算巡检到位管线长度，其中“实际巡检轨迹”(在图1中示意指明：即图1中的虚线)。巡检人员在巡检过程中手持北斗CORS手持设备，北斗CORS手持设备可以自动上报巡检人员的实时位置，根据巡检人员的实时位置在城市管网实际管线地图上组成描绘出巡检人员的实际巡检轨迹；“实际巡检轨迹周边所覆盖区域的管线”(即图1中，以实际巡检轨迹中的实时位置为圆心、以覆盖半径为半径的圆，覆盖的实际管线)：以组成描绘出巡检人员的实际巡检轨迹的实时位置为圆心，指定覆盖半径，并以覆盖半径为半径的圆，覆盖的实际管线，即为该实时位置覆盖的实际管线，所有实时位置覆盖的管线的集合，即构成实际巡检轨迹周边所覆盖区域的管线；“利用GIS地理信息技术计算巡检到位管线长度”的原理如下：把巡检到位管线划分为若干个点，每相邻两点之间的管线为直线管线，分别计算相邻两点之间的管线长度，所有相邻两点之间的管线长度之和即为巡检到位管线长度。在步骤S3中，用巡检到位管线长度除以巡检区域管线总长度，得到巡检到位率，其中“巡检到位管线长度”(即图1中，以实际巡检轨迹中的实时位置为中心的圆覆盖的实际管线的长度，即①和②之间的实际管线的长度)，确定该参数的影响因素是步骤S2的计算结果；“巡检区域管线总长度”(图1中实线表示的实际管线的长度，即①和③之间的实际管线的长度)，确定该参数的影响因素是城市管网基础档案中的已知数据信息。在步骤S4中，由于直接计算巡检到位管线长度涉及到大量的GIS矢量运算，计算量大、计算速度慢，所以通过将巡检区域管线和实际巡检轨迹栅格矩阵化的方式，把GIS矢量运算转换为栅格矩阵运算，减少计算量、提高计算速度，进一步优化算法；其中“巡检区域管线和实际巡检轨迹栅格”(如图1所示，指定网格边距，将巡检区域进行网格划分，形成一个10×10的网格矩阵)，通过这些栅格形成的栅格矩阵包括巡检区域管线矩阵和实际巡检轨迹矩阵；巡检区域管线矩阵是实际管线经过的网格的集合，图1中；实际巡检轨迹矩阵是：实际巡检轨迹经过的网格是055和064，分别以网格055和064为中心、以指定覆盖半径(图1中可以指定覆盖半径为1倍的网格边距或其他半径尺寸，例如网格对角线长度)为半径的圆覆盖的网格的集合，即为实际巡检轨迹矩阵。网格055覆盖的网格是064、065、066，网格064覆盖的网格是064、065，网格055覆盖的网格和网格064覆盖的网格的集合为网格064、065、066，则实际巡检轨迹矩阵就是网格064、065、066。在步骤5中，将实际巡检轨迹矩阵和巡检区域管线矩阵进行比对计算，得到巡检到位率。其中，具体的比对方式对照图1进行说明：(如2中，根据步骤S4的结果，实际巡检轨迹矩阵包括网格是064、065、066，共计3个网格)；巡检区域管线矩阵包括的网格是064、065、066、067，共计4个网格，则巡检到位率为3/4＝75％。由此可见，采用本发明计算巡检到位率，既能够提高数据精度，又简单快捷。

在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (7)

1.一种获得城市管网巡检到位率数据的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据城市管网的管线地图确定管线巡检区域；将所述巡检区域进行网格划分，得到叠合在所述巡检区域之上的网格矩阵；根据巡检轨迹所经过的网格确定已巡检覆盖区域；在所述已巡检覆盖区域内确定某条管线所占有的网格数，该网格数记为巡检到位管线长度；确定所述某条管线在所述网格矩阵中所占有的网格数，该网格数记为巡检区域管线总长度；所述巡检到位管线长度除以所述巡检区域管线总长度即得巡检到位率。

2.根据权利要求1所述的获得城市管网巡检到位率数据的方法，其特征在于，所述网格为正方形。

3.根据权利要求1所述的获得城市管网巡检到位率数据的方法，其特征在于，所述已巡检覆盖区域是指以巡检轨迹所在的各个网格中心为圆心、以覆盖半径画圆而形成的包络线所经过的和包围的网格集合。

4.根据权利要求3所述的获得城市管网巡检到位率数据的方法，其特征在于，所述覆盖半径≥网格的对角线长度。

5.根据权利要求3所述的获得城市管网巡检到位率数据的方法，其特征在于，所述覆盖半径＞网格的对角线长度的50％。

6.根据权利要求1所述的获得城市管网巡检到位率数据的方法，其特征在于，所述巡检轨迹通过巡检人员持有的卫星定位设备上报实时位置确定。

7.根据权利要求6所述的获得城市管网巡检到位率数据的方法，其特征在于，所述卫星定位设备为北斗CORS手持设备。