CN106992881A - 一种用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法及系统，包括：根据管网设施数据判断该管网是否满足开启定位功能的条件；通过卫星导航系统获取该管网的监测点的高精度定位数据，并对高精度定位数据进行加密处理；构建管网高精度矢量化分布空间模型；远程管网管理数据平台对接收到的数据进行解密和分析，判断管网是否发生故障，如果发生故障则生成风险提示信息，发送至管网监测点，以实现作业风险提示、避让指导、巡检指导、管网精细化管理。本发明预先采集并构建高精度矢量化管网管理专业应用地理空间信息模型，可以实现后续快速、高精度的应用分析。

Description

一种用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法及系统
技术领域
本发明涉及管网管理技术领域，特别涉及一种用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法及系统。
背景技术
随着中国城镇化建设的快速发展以及跨区域的输油、输水、输气、输电、输热等基础管网工程的大力发展，工程建设等相关的空间拓展活动日益频繁，管网设施增长迅速，同时伴随着陈旧管网设备的日益老化、工程建设等活动对管网的加剧影响、管网施工质量和管网材料质量参差不齐等问题，对管网设施的管理带来了巨大挑战。
管网管理体系包括两大核心：(1)管网的调度监管体系；(2)管网的安全监控体系。而传统的管网安全监控体系目前处于以档案信息管理为主的阶段，主要思路为：(1)借助人工目测、管道CCTV检测系统、管道潜望镜快速检测系统、声呐检测、地质雷达等物探手段，获取管网的相关位置信息；(2)管网的维护方结合管网的地面标识、设计图纸和位置信息，不定期开展管网检查；(3)由其他用户参照地面显著标识，或者进一步获取管网档案图纸与位置信息并结合特定应用开展风险控制工作。
现有的管网安全监控体系存在以下问题：
(1)管网属于隐蔽工程，而且分布范围广，因此基础建设、城市建设、农业活动、林业活动、地质灾害等都可能对管网的安全体系造成影响；
(2)建设工程体系因为活动影响力度大，对管网的安全挑战最大；
(3)现有的管网安全监控体系主要依靠用户的主观意识，一定程度上结合地面标识或相关档案信息，人为进行风险控制；
(4)这种模式会导致大量的对管网可能造成威胁的活动，无法实质性纳入管网安全监控体系中；
(5)即使有了人为的管网风险控制体系，由于数据的不精准或者操作体系偏差，仍会导致管网安全监控的失调；
(6)管网的维护也是基于地面标识和档案信息，人为决策进行相关维护工作，会出现大量漏检、重检、检测维护信息散乱等问题。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法及系统。
为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法，包括如下步骤：
步骤S1，获取管网设施数据，根据所述管网设施数据判断该管网是否满足开启定位功能的条件；
步骤S2，如果满足开启定位功能的条件，则通过卫星导航系统获取该管网的监测点的高精度定位数据，并对所述高精度定位数据进行加密处理，将加密后的数据发送至远程管网管理数据平台；
步骤S3，采集管网分布区域的高精度的地理信息，根据所述地理信息构建管网高精度矢量化分布空间模型；
步骤S4，所述远程管网管理数据平台对接收到的数据进行解密和分析，基于所述管网高精度矢量化分布空间模型，对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，判断管网是否发生故障，如果发生故障则生成风险提示信息，发送至管网监测点，以实现作业风险提示、避让指导、巡检指导、管网精细化管理。
进一步，在所述开启定位功能的条件包括：所述管网发生位移、堵塞和破损，并且，所述开启定位功能的方式包括：自动控制和手动控制。
进一步，在所述步骤S2中，通过移动网络和/或卫星导航系统实现高精度定位数据的采集，以及与所述远程管网管理数据平台的数据交互。
进一步，在所述步骤S4中，所述对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，包括：通过分析管网监测点高精度定位于城市三维地理空间信息之间位移、匹配的时空关系，以对管网故障点进行定位监测。
进一步，还包括如下步骤：采用分布式文件系统存储交互数据。
本发明实施例的用于管网管理的高精度定位与位置匹配系统，包括：管网设施数据终端和远程管网管理数据平台，其中，所述管网设施数据终端包括：高精度定位开关控制模块、高精度定位数据采集模块、数据加密模块、终端数据发送模块、终端数据接收模块；所述远程管网管理数据管理平台包括：平台数据发送模块、平台数据接收模块、大数据分析管理模块、管网高精度矢量化分布空间模型建立模块，其中，
所述高精度定位开关控制模块用于获取管网设施数据，并根据所述管网设施数据判断该管网是否满足开启定位功能的条件；
所述高精度定位数据采集模块用于在满足开启定位功能的条件时，通过卫星导航系统获取该管网的监测点的高精度定位数据；
所述数据加密模块用于对所述高精度定位数据进行加密处理；
所述终端数据发送模块用于将加密后的数据发送至远程管网管理数据平台；
所述管网高精度矢量化分布空间模型建立模块用于采集管网分布区域的高精度的地理信息，根据所述地理信息构建管网高精度矢量化分布空间模型；
所述平台数据接收模块用于接收来自所述终端数据发送模块的加密后的数据；
所述大数据分析管理模块用于对接收到的数据进行解密和分析，基于所述管网高精度矢量化分布空间模型，对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，判断管网是否发生故障，如果发生故障则生成风险提示信息，并通过所述平台数据发送模块发送至所述数据接收模块，以实现作业风险提示、避让指导、巡检指导、管网精细化管理。
进一步，所述开启定位功能的条件包括：所述管网发生位移、堵塞和破损，所述开启定位功能的方式包括：自动控制和手动控制。
进一步，所述高精度定位数据采集模块通过移动网络和/或卫星导航系统实现高精度定位数据的采集，以及与所述远程管网管理数据平台的数据交互。
进一步，所述大数据分析管理模块对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，包括：通过分析管网监测点高精度定位于城市三维地理空间信息之间位移、匹配的时空关系，以对管网故障点进行定位监测。
进一步，所述远程管网管理数据管理平台还包括：数据存储模块，用于以分布式文件系统存储与所述管网设施数据终端的交互数据。
根据本发明实施例的用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法及系统，具有以下有益效果：
1.本发明基于管网管理的特定应用场景需求，结合深度的专业应用，预先采集并构建高精度矢量化管网管理专业应用地理空间信息模型，可以实现后续快速、高精度的应用分析。
2.本发明基于北斗卫星导航系统或其它卫星导航系统、无线定位技术等，采集相关作业活动、可能影响管网隐蔽工程的设备(比如施工设备、钻探设备、重型卡车、吊车等)以及管网专业巡检工作等中的高精度定位数据，实现应用分析的精准化。
3.本发明基于高精度矢量化管网管理专业应用地理空间信息模型与相关作业活动、可能影响管网隐蔽工程的设备(比如施工设备、钻探设备、重型卡车、吊车等)以及管网专业巡检工作等中的高精度定位数据，构建了高效、精准化、安全可控的大数据分析平台，实现了管网位置与相应地理空间的精准匹配分析及其应用。
4.本发明克服了传统城市管网管理方法在应对日趋规模化、复杂化的管网系统时容易产生漏检、重检、检测维护信息散乱等问题缺陷，能够通过北斗卫星导航系统或其它卫星导航系统、无线定位技术等的优势，实现管网精准化、自动化、智能化管理。
5.本发明将地下隐蔽工程中被动的、不可控的、高风险的安全管理模式，转变为主动化、智能化、精准化、实时化的安全监管模式。
6.本发明为北斗卫星导航系统提供了一种具有广泛深入专业化应用价值的应用场景。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法的流程框图；
图2为根据本发明实施例的用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法的示意图；
图3为根据本发明实施例的用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法的建设框架图；
图4为根据本发明实施例的用于管网管理的高精度定位与位置匹配系统的结构框图；
图5为根据本发明实施例的用于管网管理的高精度定位与位置匹配系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
首先，参考图3，本发明的用于管网的高精度定位于位置匹配方法及系统的建设框架进行说明。
(1)对需要实施管网管理的相应区域的地上、地下地理空间进行高精度数据的采集或者基于原有的高精度地理信息数据，构建高精度矢量化地理空间信息模型；或者直接采用已有的高精度矢量化地理空间信息模型，按照管网管理的应用需求，对高精度地理信息模型与相关专业信息模型(包括而不局限于设计成果、专业信息采集成果等)，进行深度加工、融合，构建管网高精度矢量化分布空间模型。
(2)开发部署在管网设施数据终端上的软硬件体系，包括而不限于高精度定位开关控制模块、高精度定位数据采集模块、设备数据收/发模块、数据加密模块等。
(3)开发部署在远程管网数据平台上的软硬件体系，包括而不限于管网高精度矢量化分布空间模型模块、平台数据收/发模块、数据存储模块、大数据分析模块、数据信息安全体系模块等功能模块。
(4)构建数据传输、管理中的加密、解密体系。
下面结合附图对本发明的用于管网管理的高精度定位于位置匹配方法及系统进行说明。
如图1和图2所示，本发明实施例的用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法，包括如下步骤：
步骤S1，获取管网设施数据，根据管网设施数据判断该管网是否满足开启定位功能的条件。
在本发明的一个实施例中，开启定位功能的条件包括：管网发生位移、堵塞和破损。并且，开启定位功能的方式包括：自动控制和手动控制。需要说明的是，依据不同的应用场景需求，高精度定位开关控制可以持续或者以特定的时间间隔处于开启状态。
步骤S2，如果满足开启定位功能的条件，则通过卫星导航系统获取该管网的监测点的高精度定位数据，并对高精度定位数据进行加密处理，将加密后的数据发送至远程管网管理数据平台。
具体地，通过移动网络和/或卫星导航系统实现高精度定位数据的采集，以及与远程管网管理数据平台的数据交互。
高精度定位数据采集模块可以在可能影响管网隐蔽工程的设备(比如施工设备、钻探设备等)上强制性安装。
此外，为管道维护管理单位配备装有高精度定位系统的专业手持设备。为非管道维护管理单位在从事可能影响管网隐蔽工程的活动(比如重型卡车经过管网区域路段)时配备装有高精度定位系统的手持设备。
步骤S3，采集管网分布区域的高精度的地理信息，根据地理信息构建管网高精度矢量化分布空间模型。
在本发明的一个实施例中，对需要实施管网管理的相应区域的地上、地下地理空间进行高精度数据的采集或者基于原有的高精度地理信息数据，构建高精度矢量化地理空间信息模型；或者直接采用已有的高精度矢量化地理空间信息模型，按照管网管理的应用需求，对高精度地理信息模型与相关专业信息模型(包括而不局限于设计成果、专业信息采集成果等)，进行深度加工、融合，构建管网高精度矢量化分布空间模型。
步骤S4，远程管网管理数据平台对接收到的数据进行解密和分析，基于管网高精度矢量化分布空间模型，对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，判断管网是否发生故障，如果发生故障则生成风险提示信息，发送至管网监测点，以实现作业风险提示、避让指导、巡检指导、管网精细化管理。
具体地，对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，包括：通过分析管网监测点高精度定位于城市三维地理空间信息之间位移、匹配的时空关系，以对管网故障点进行定位监测。
具体地，大数据分析管理模块22对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，包括：通过分析管网监测点高精度定位于城市三维地理空间信息之间位移、匹配的时空关系，以对管网故障点进行定位监测。
具体地，基于管网高精度矢量化分布空间模型以及强制性安装的高精度定位系统的高精度定位信息，进行二者的关联分析，自动判断并提示是否存在影响管网隐蔽工程的风险，并基于此实现施工避让指导等应用。
基于管网高精度矢量化分布空间模型以及非管道维护管理单位在从事可能影响管网隐蔽工程的活动(比如重型卡车经过管网区域路段)时配备的装有高精度定位系统手持设备的高精度定位信息，进行二者的关联分析，自动判断并提示是否存在影响管网隐蔽工程的风险，并基于此实现通行路径优化避让等应用。
基于管网高精度矢量化分布空间模型以及管道维护管理单位配备的装有高精度定位系统专业手持设备的高精度定位信息，进行二者的关联分析，自动提示当前所处位置与管网之间的空间关系，并基于此实现管网巡检指导、管网精细化管理等应用。
在本发明的一个实施例中，还包括如下步骤：采用分布式文件系统存储交互数据。
如图4和图5所示，本发明实施例的用于管网管理的高精度定位与位置匹配系统，包括：管网设施数据终端100和远程管网管理数据平台200。其中，管网设施数据终端100是一个集成双向导航定位与传输的硬件产品，绑定于可能影响管网隐蔽工程的设备(例如施工设备、钻探设备、重型卡车、吊车等)、管网巡检人员，基于管网风险状态等向远程管网数据平台200发送定位等状态数据并接收远程管网管理数据平台200相关信息。
具体地，管网设施数据终端100包括：高精度定位开关控制模块11、高精度定位数据采集模块12、数据加密模块14、终端数据发送模块13、终端数据接收模块15。远程管网管理数据管理平台包括：平台数据发送模块24、平台数据接收模块21、大数据分析管理模块22、管网高精度矢量化分布空间模型建立模块23。
高精度定位开关控制模块11用于获取管网设施数据，并根据管网设施数据判断该管网是否满足开启定位功能的条件。
在本发明的一个实施例中，开启定位功能的条件包括：管网发生位移、堵塞和破损，施工设备等在管网分布区域进入工作状态。开启定位功能的方式包括：自动控制和手动控制。需要说明的是，依据不同的应用场景需求，高精度定位开关控制模块11可以持续或者以特定的时间间隔处于开启状态。
高精度定位数据采集模块12用于在满足开启定位功能的条件时，通过卫星导航系统获取该管网的监测点的高精度定位数据。
具体地，高精度定位数据采集模块12通过移动网络和/或卫星导航系统实现高精度定位数据的采集，以及与远程管网管理数据平台200的数据交互。
在本发明的一个实施例中，高精度定位数据采集模块12可以采用北斗、其它卫星导航系统、移动基站等无线定位系统，获取管网监测点的高精度定位数据。
高精度定位数据采集模块12可以在可能影响管网隐蔽工程的设备(比如施工设备、钻探设备等)上强制性安装。
此外，为管道维护管理单位配备装有高精度定位系统的专业手持设备。为非管道维护管理单位在从事可能影响管网隐蔽工程的活动(比如重型卡车经过管网区域路段)时配备装有高精度定位系统的手持设备。
数据加密模块14用于对高精度定位数据进行加密处理。管网设施数据终端100必须与可控主体的身份一致，并关联特定支付账户。管网设施数据终端100可以与其他功能终端设备集成为一个综合性终端设备。
终端数据发送模块13用于将加密后的数据发送至远程管网管理数据平台200。终端数据接收模块15用于接收远程管网管理数据平台200返回的数据。
需要说明的是，终端数据发送模块13和终端数据接收模块15可以采用包括而不局限于移动网络、卫星通讯系统(包括北斗等的双向通讯导航系统)等方式将高精度定位等状态数据发送至远程管网管理数据平台200，同时接收远程管网管理数据平台200发送过来的作业风险提示、避让指导、巡检指导等数据信息，终端设备基于接收信息来显示、查询作业风险提示、避让指导、巡检指导等信息。
管网高精度矢量化分布空间模型建立模块23用于采集管网分布区域的高精度的地理信息，根据地理信息构建管网高精度矢量化分布空间模型。
具体地，管网高精度矢量化分布空间模型建立模块23针对管网分布区域进行高精度的地理信息采集并构建管网高精度矢量化分布空间模型。管网高精度矢量化分布空间模型建立模块23为基于预先采集的高精度城市地表、地下空间数据，基于城市管网管理的专业深度应用，所构建的管网相关区域的高精度矢量化地理信息模型。
在本发明的一个实施例中，对需要实施管网管理的相应区域的地上、地下地理空间进行高精度数据的采集或者基于原有的高精度地理信息数据，构建高精度矢量化地理空间信息模型；或者直接采用已有的高精度矢量化地理空间信息模型，按照管网管理的应用需求，对高精度地理信息模型与相关专业信息模型(包括而不局限于设计成果、专业信息采集成果等)，进行深度加工、融合，构建管网高精度矢量化分布空间模型。
平台数据接收模块21接收来自终端数据发送模块13的加密后的数据，并转发至大数据分析管理模块22。平台数据发送模块24用于将大数据分析管理模块22处理后的数据发送至终端设备的终端数据接收模块15。
平台数据接收模块21和平台数据发送模块24包括而不局限于移动网络、卫星通讯系统(包括北斗等的双向通讯导航系统)等方式，接收终端数据发送模块13发送过来的高精度定位数据，以及向管网设施数据终端100发送作业风险提示、避让指导、巡检指导等数据。
大数据分析管理模块22对接收到的数据进行解密和分析，基于管网高精度矢量化分布空间模型，对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，判断管网是否发生故障，如果发生故障则生成风险提示信息，并由平台数据发送模块24发送至数据接收模块，以实现作业风险提示、避让指导、巡检指导、管网精细化管理等特定应用。
具体地，大数据分析管理模块22对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，包括：通过分析管网监测点高精度定位于城市三维地理空间信息之间位移、匹配的时空关系，以对管网故障点进行定位监测。
具体地，大数据分析管理模块22基于管网高精度矢量化分布空间模型以及强制性安装的高精度定位系统的高精度定位信息，进行二者的关联分析，自动判断并提示是否存在影响管网隐蔽工程的风险，并基于此实现施工避让指导等应用。
大数据分析管理模块22基于管网高精度矢量化分布空间模型以及非管道维护管理单位在从事可能影响管网隐蔽工程的活动(比如重型卡车经过管网区域路段)时配备的装有高精度定位系统手持设备的高精度定位信息，进行二者的关联分析，自动判断并提示是否存在影响管网隐蔽工程的风险，并基于此实现通行路径优化避让等应用。
大数据分析管理模块22基于管网高精度矢量化分布空间模型以及管道维护管理单位配备的装有高精度定位系统专业手持设备的高精度定位信息，进行二者的关联分析，自动提示当前所处位置与管网之间的空间关系，并基于此实现管网巡检指导、管网精细化管理等应用。
需要说明的是，远程管网管理数据管理平台还包括：数据存储模块，用于以分布式文件系统存储与管网设施数据终端100的交互数据。
此外，远程管网管理数据管理平台还包括：数据信息安全体系模块，该模块为远程管网数据平台200提供数据加密、解密及信息安全保障。
下面以城市管网管理为例进行说明，即一种基于高精度定位与位置匹配的城市管网管理系统，由管网设施数据终端100和远程管网管理数据平台200两大部分组成。
1.管网设施数据终端100是一个集成双向导航定位与传输的硬件产品，绑定于可能影响管网隐蔽工程的设备(比如施工设备、钻探设备、重型卡车、吊车等)、管网巡检人员，基于管网风险状态等向远程管网数据平台200发送定位等状态数据并接收远程管网管理数据平台200相关信息。具体包括而不限于：高精度定位开关控制模块11(依据不同的应用场景需求，该模块可以持续或者以特定的时间间隔处于开启状态)、高精度定位数据采集模块12、终端数据收/发模块、数据加密模块14等。其中，高精度定位开关控制模块11依据特定条件控制高精度定位数据采集模块12定位功能的开启。
高精度定位数据采集模块12基于北斗、其它卫星导航系统、移动基站等无线定位系统，获取目标对象的高精度定位数据。数据收/发模块基于包括而不局限于移动网络、卫星通讯系统(包括北斗等的双向通讯导航系统)等方式将高精度定位等状态数据发送至远程管网管理数据平台200同时，接收远程管网管理数据平台200发送过来的风险提示等信息；数据加密模块14对相关数据进行加密处理。终端设备必须与可控主体的身份一致，并关联特定支付账户。终端设备可以与其他功能终端设备集成为一个综合性终端设备。
2.远程管网管理数据平台200用于存储管理已有的管网高精度矢量化分布空间模型，并动态接收、存储、分析、管理、加密、解密相应管网设施数据终端100发送过来的数据，并向管网设施数据终端100发送风险提示等信息，具体包括而不限于：管网高精度矢量化分布空间模型模块、平台数据收/发模块、数据存储模块、大数据分析模块、数据信息安全体系模块等。其中，管网高精度矢量化分布空间模型模块为基于预先采集的高精度城市地表、地下空间数据，基于城市管网管理的专业深度应用，所构建的管网相关区域的高精度矢量化地理信息模型；数据收/发模块接收管网设施数据终端100发送过来的定位等状态数据，并向管网设施数据终端100发送风险提示等信息；数据存储模块为数据提供可支持分布式的存储；大数据分析管理模块22基于管网高精度矢量化分布空间模型模块，对管网设施数据终端100的高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行精准匹配分析，实现作业风险提示、避让指导、巡检指导、管网精细化管理等特定应用；数据信息安全体系模块为远程管网数据平台200提供数据加密、解密及信息安全保障。
基于高精度定位与位置匹配的城市管网管理系统的建设框架如下：
(1)在可能影响管网隐蔽工程的设备(比如施工设备、钻探设备等)上强制性安装高精度定位系统；为管道维护管理单位配备装有高精度定位系统的专业手持设备；为非管道维护管理单位在从事可能影响管网隐蔽工程的活动(比如重型卡车经过管网区域路段)时配备装有高精度定位系统的手持设备。同时，进行强制安装、检查、处罚等相关立法，并出台安装优惠、管网管理运营等的政策。
(2)所在城市建设部署北斗地基增强系统。
(3)测绘、勘查单位对需要实施管网管理的相应区域的地上、地下地理空间进行高精度数据的采集，并基于此，构建管网高精度矢量化分布空间模型。
(4)以公开招投标等社会化、市场化的方式，配置相关设备的高精度定位系统，开发部署在管网设施数据终端100上的软硬件体系，包括而不限于高精度定位开关控制模块11、高精度定位数据采集模块12、设备数据收/发模块、数据加密模块14等。
(5)成立专门的运维机构，建设远程管网数据平台200，开发部署在远程管网数据平台200上的软硬件体系，包括而不限于管网高精度矢量化分布空间模型模块、平台数据收/发模块、数据存储模块、大数据分析模块、数据信息安全体系模块等功能模块。
基于高精度定位与位置匹配的城市管网管理系统的运行流程如下：
(1)对需要实施管网管理的相应区域的地上、地下地理空间进行高精度数据的采集或者基于原有的高精度地理信息数据，构建高精度矢量化地理空间信息模型；或者直接采用已有的高精度矢量化地理空间信息模型，按照管网管理的应用需求，对高精度地理信息模型与相关专业信息模型(包括而不局限于设计成果、专业信息采集成果等)，进行深度加工、融合，构建管网高精度矢量化分布空间模型。
(2)高精度定位开关控制模块11判断管网是否满足开启定位功能的特定条件(比如施工设备等在管网分布区域进入工作状态时)，并控制定位功能的开关，也可人工手动开启。
(3)高精度定位数据采集模块12基于北斗、其它卫星导航系统、移动基站等无线定位系统，获取管网监测点的高精度定位数据；
(4)设备数据收/发模块基于包括而不局限于移动网络、卫星通讯系统(包括北斗等的双向通讯导航系统)等方式将管网监测点的高精度定位等状态数据发送至远程管网管理数据平台200。在完成该数据发送流程之前，数据加密模块14对相关数据进行加密处理。
(5)平台数据收/发模块基于包括而不局限于移动网络、卫星通讯系统(包括北斗等的双向通讯导航系统)等方式，接收设备数据发送模块发送过来的高精度定位数据。
(6)数据存储模块采用可支持分布式的文件系统来存储数据接收模块所接收的数据。
(7)大数据分析管理模块22基于预先构建的高精度矢量化管网管理专业应用地理空间信息模型与管网设施数据终端100的高精度定位信息，进行位置相关性匹配分析，实现作业风险提示、避让指导、巡检指导、管网精细化管理等特定应用。
(8)平台数据收/发模块基于包括而不局限于移动网络、卫星通讯系统(包括北斗等的双向通讯导航系统)等方式，向管网设施数据终端100发送作业风险提示、避让指导、巡检指导等数据。
(9)数据信息安全体系模块为远程管网数据平台200提供数据加密、解密及信息安全保障。
(10)设备数据收/发模块基于包括而不局限于移动网络、卫星通讯系统(包括北斗等的双向通讯导航系统)等方式接收远程管网管理数据平台200发送过来的作业风险提示、避让指导、巡检指导等数据信息，终端设备基于接收信息来显示、查询作业风险提示、避让指导、巡检指导等信息。
本发明实施例的用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法及系统，具有以下用途：用于管线、管网等地下隐蔽工程领域，基于城市各种通信、电力、排水管网、热力、天然气、给水、排水等地下隐蔽工程，预先构建高精度专业应用地理位置信息模型，真对城市运营体系中相关作业活动、可能影响管网隐蔽工程的设备(比如施工设备、钻探设备、重型卡车、吊车等)以及管网专业巡检工作等中的动态高精度定位信息，判断对所处位置点相关作业活动或目标对地下管网管线等隐蔽工程的危险性、动态提出优化活动方案，以及为相关救险、维护、维修、扩建、应急等提供精准的服务与支撑。
根据本发明实施例的用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法及系统，具有以下有益效果：
1.本发明基于管网管理的特定应用场景需求，结合深度的专业应用，预先采集并构建高精度矢量化管网管理专业应用地理空间信息模型，可以实现后续快速、高精度的应用分析。
2.本发明基于北斗卫星导航系统或其它卫星导航系统、无线定位技术等，采集相关作业活动、可能影响管网隐蔽工程的设备(比如施工设备、钻探设备、重型卡车、吊车等)以及管网专业巡检工作等中的高精度定位数据，实现应用分析的精准化。
3.本发明基于高精度矢量化管网管理专业应用地理空间信息模型与相关作业活动、可能影响管网隐蔽工程的设备(比如施工设备、钻探设备、重型卡车、吊车等)以及管网专业巡检工作等中的高精度定位数据，构建了高效、精准化、安全可控的大数据分析平台，实现了管网位置与相应地理空间的精准匹配分析及其应用。
4.本发明克服了传统城市管网管理方法在应对日趋规模化、复杂化的管网系统时容易产生漏检、重检、检测维护信息散乱等问题缺陷，能够通过北斗卫星导航系统或其它卫星导航系统、无线定位技术等的优势，实现管网精准化、自动化、智能化管理。
5.本发明将地下隐蔽工程中被动的、不可控的、高风险的安全管理模式，转变为主动化、智能化、精准化、实时化的安全监管模式。
6.本发明为北斗卫星导航系统提供了一种具有广泛深入专业化应用价值的应用场景。
在本说明书的描述中，参考术语一个实施例、一些实施例、示例、具体示例、或一些示例等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，获取管网设施数据，根据所述管网设施数据判断该管网是否满足开启定位功能的条件；
步骤S2，如果满足开启定位功能的条件，则通过卫星导航系统获取该管网的监测点的高精度定位数据，并对所述高精度定位数据进行加密处理，将加密后的数据发送至远程管网管理数据平台；
步骤S3，采集管网分布区域的高精度的地理信息，根据所述地理信息构建管网高精度矢量化分布空间模型；
步骤S4，所述远程管网管理数据平台对接收到的数据进行解密和分析，基于所述管网高精度矢量化分布空间模型，对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，判断管网是否发生故障，如果发生故障则生成风险提示信息，发送至管网监测点，以实现作业风险提示、避让指导、巡检指导、管网精细化管理。
2.如权利要求1所述的用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法，其特征在于，所述开启定位功能的条件包括：所述管网发生位移、堵塞和破损，
并且，所述开启定位功能的方式包括：自动控制和手动控制。
3.如权利要求1所述的用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法，其特征在于，在所述步骤S2中，通过移动网络和/或卫星导航系统实现高精度定位数据的采集，以及与所述远程管网管理数据平台的数据交互。
4.如权利要求1所述的用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，包括：通过分析管网监测点高精度定位于城市三维地理空间信息之间位移、匹配的时空关系，以对管网故障点进行定位监测。
5.如权利要求1-4任一项所述的用于管网管理的高精度定位与位置匹配方法，其特征在于，还包括如下步骤：采用分布式文件系统存储交互数据。
6.一种用于管网管理的高精度定位与位置匹配系统，其特征在于，包括：管网设施数据终端和远程管网管理数据平台，其中，所述管网设施数据终端包括：高精度定位开关控制模块、高精度定位数据采集模块、数据加密模块、终端数据发送模块、终端数据接收模块；所述远程管网管理数据管理平台包括：平台数据发送模块、平台数据接收模块、大数据分析管理模块、管网高精度矢量化分布空间模型建立模块，其中，
所述高精度定位开关控制模块用于获取管网设施数据，并根据所述管网设施数据判断该管网是否满足开启定位功能的条件；
所述高精度定位数据采集模块用于在满足开启定位功能的条件时，通过卫星导航系统获取该管网的监测点的高精度定位数据；
所述数据加密模块用于对所述高精度定位数据进行加密处理；
所述终端数据发送模块用于将加密后的数据发送至远程管网管理数据平台；
所述管网高精度矢量化分布空间模型建立模块用于采集管网分布区域的高精度的地理信息，根据所述地理信息构建管网高精度矢量化分布空间模型；
所述平台数据接收模块用于接收来自所述终端数据发送模块的加密后的数据；
所述大数据分析管理模块用于对接收到的数据进行解密和分析，基于所述管网高精度矢量化分布空间模型，对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，判断管网是否发生故障，如果发生故障则生成风险提示信息，并通过所述平台数据发送模块发送至所述数据接收模块，以实现作业风险提示、避让指导、巡检指导、管网精细化管理。
7.如权利要求6所述的用于管网管理的高精度定位与位置匹配系统，其特征在于，所述开启定位功能的条件包括：所述管网发生位移、堵塞和破损，所述开启定位功能的方式包括：自动控制和手动控制。
8.如权利要求6所述的用于管网管理的高精度定位与位置匹配系统，其特征在于，所述高精度定位数据采集模块通过移动网络和/或卫星导航系统实现高精度定位数据的采集，以及与所述远程管网管理数据平台的数据交互。
9.如权利要求6所述的用于管网管理的高精度定位与位置匹配系统，其特征在于，所述大数据分析管理模块对高精度定位数据与管网高精度矢量化分布空间模型进行匹配分析，包括：通过分析管网监测点高精度定位于城市三维地理空间信息之间位移、匹配的时空关系，以对管网故障点进行定位监测。
10.如权利要求6-9任一项所述的用于管网管理的高精度定位与位置匹配系统，其特征在于，所述远程管网管理数据管理平台还包括：数据存储模块，用于以分布式文件系统存储与所述管网设施数据终端的交互数据。
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