CN107340125A - 用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统 - Google Patents

用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统 Download PDF

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    • G01N33/0047Specially adapted to detect a particular component for organic compounds

Abstract

本发明公开了用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,包括信息检测单元、数据采集单元、数据库单元、建筑内地下管网三维模型构建单元、地下管网信息管理单元和监控终端;所述信息检测单元包括阀门传感器、液位传感器和气体监测设备;所述地下管网三维模型构建单元,包括信息采集模块、三维场景构建模块和信息发送模块;所述地下管网信息管理单元,用于存储地下管网基本信息以及故障和维修信息。本发明有利于实现对地下管网系统的实时监测和有效管控,同时将复杂的地下管网系统构建三维模型,便于管理工作人员快速梳理管网信息、提高管理和维修效率。

Description

用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统
技术领域
[0001] 本发明涉及远程监控技术领域,具体涉及用于地下既有管线的三维建模及数据监 测系统。
背景技术
[0002] 随着城市规模发展不断变化,道路改造速度十分快,地下管网不断变动,比如电力 电缆、水管网、煤气管网等,这无疑给地下管网设计规划工作带来了较大的难度。由于在地 下管网建设受到诸多因素的影响,导致建设施工存在一些问题,直接影响着我国市政建设 顺利进行。
[0003] 城市地下管线历来是城市的“血管”和“神经”,地下管线涉及给水、雨水、污水、燃 气、电力、路灯、有线电视、工业等十多种地下管线,形成了一张错综复杂的地下管线网络 (即城市管网),传统的二维管理方式难以准确、直观地显示地下电力管线交叉排列的空间 位置关系。
[0004] 但是,目前城市管网系统只能针对监测的数据建模并输入数字城市模型展示,在 城市管网的综合管理工作中,在管网设计施工阶段,需要根据管线设计参数(包括标高,尺 寸,型号等)对施工和材料生产进行管理,在运营管理阶段,需要对城市管网的运行状况进 行实时的监测和管控,其手段一般是通过监测设备对各管线状态进行监测,以及通过管控 开关对各管线进行开关控制,目前仅在数字城市模型中无法实现实时监测和快速反应管 控。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是现有城市管网在运营管理阶段无法进行实时监测 与有效管控,目的在于提供用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,有利于实现对 地下管网系统的实时监测和有效管控,同时将复杂的地下管网系统构建三维模型,便于管 理工作人员快速梳理管网信息、提高管理和维修效率。
[0006] 本发明通过下述技术方案实现:
[0007] 用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,包括信息检测单元、数据采集单 元、数据库单元、建筑内地下管网三维模型构建单元、地下管网信息管理单元和监控终端;
[0008] 所述信息检测单元包括阀门传感器、液位传感器和气体监测设备,用户获取地下 管网的监测信息;所述阀门传感器用于实时监测地下输水或输气管网各关键阀门开关状态 信息,所述液位传感器用于实时监测地下输水管网液位高度,所述气体监测设备用于采集 获取地下管网中气体中的甲烷浓度;所述监测信息阀门开关状态信息、液位高度和甲烷浓 度;
[0009] 数据采集单元,用于采集传感器单元获取的监测信息,并将所述监测信息发送至 数据库单元进行存储;
[0010]所述地下管网三维模型构建单元,包括信息采集模块、三维场景构建模块和信息 发送模块;所述信息采集模块,用于提取采集数据库单元存储的监测信息并传送至三维场 景构建模块;所述三维场景构建模块,用于构建建筑三维空间、及建筑内地下管线的三维空 间结构,将传感器单元在真实安装位置添加入上述三维空间结构,并将监测信息添加标注 在与传感器单元所测位置对应的三维空间结构中的对应位置,形成虚拟三维管网模型;所 述信息发送模块,用于将所述虚拟三维管网模型输出到监控终端进行显示、以及传输至地 下管网信息管理单元进行存储;
[0011] 所述地下管网信息管理单元,用于存储地下管网基本信息以及故障和维修信息;
[0012] 所述监控终端包括显示模块,所述显示模块用于显示所述虚拟管网三维模型。
[0013] 优选地,所述数据采集单元依据设定时间定时采集传感器单元获取的监测信息。
[0014] 优选地,所述地下管网基本信息包括地下输水管网和水气管网的生产厂家、材质、 使用期限、管线设计参数、延伸信息和变迁信息。
[0015] 优选地,所述地下管网故障和维修信息包括含有故障位置的虚拟三维管网模型以 及二维模型、故障原因、故障发生时间、维修完成时间和维修人员信息。
[0016] 优选地,所述地下管网信息管理单元还包括扩展接口,所述扩展接口用于接入管 理工作人员的电子终端设备,管理工作人员通过所述电子终端设备查询地下管网基本信息 以及故障和维修信息。
[0017] 优选地,所述监控终端还包括存储模块和控制模块;所述存储模块用于存储负责 检修工作人员信息,所述控制模块,用于依据所述监测信息和设定阈值进行比对作出是否 存在故障的判断,若检测到管网故障,则调用所述负责检修工作人员信息一键连接所述当 前负责检修工作人员进行维修处理。
[0018] 本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
[0019] 现有城市管网在运营管理阶段无法进行实时监测与有效管控。本发明提供了一种 用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,有利于实现对地下管网系统的实时监测和 有效管控,同时将复杂的地下管网系统构建三维模型,便于管理工作人员快速梳理管网信 息、提高管理和维修效率。
附图说明
[0020] 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部 分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
[0021] 图1为本发明用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统的结构示意图。
[0022] 附图中标记及对应的零部件名称:1_信息检测单元,2-数据采集单元,3-数据库单 元,4-建筑内地下管网三维模型构建单元,5_地下管网信息管理单元,6_监控终端。
具体实施方式
[0023] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本 发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作 为对本发明的限定。
[0024] 实施例1
[0025] 如图1所示,本发明提供了一种用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,包 括信息检测单元1、数据采集单元2、数据库单元3、建筑内地下管网三维模型构建单元4、地 下管网信息管理单元5和监控终端6;
[0026]所述信息检测单元1包括阀门传感器、液位传感器和气体监测设备,用户获取地下 管网的监测信息;所述阀门传感器用于实时监测地下输水或输气管网各关键阀门开关状态 信息,所述液位传感器用于实时监测地下输水管网液位高度,所述气体监测设备用于采集 获取地下管网中气体中的甲烷浓度;所述监测信息阀门开关状态信息、液位高度和甲烷浓 度;
[0027] 数据采集单元2,用于采集传感器单元1获取的监测信息,并将所述监测信息发送 至数据库单元3进行存储;
[0028]所述地下管网三维模型构建单元4,包括信息采集模块、三维场景构建模块和信息 发送模块;所述信息采集模块,用于提取采集数据库单元3存储的监测信息并传送至三维场 景构建模块;所述三维场景构建模块,用于构建建筑三维空间、及建筑内地下管线的三维空 间结构,将传感器单元1在真实安装位置添加入上述三维空间结构,并将监测信息添加标注 在与传感器单元1所测位置对应的三维空间结构中的对应位置,形成虚拟三维管网模型;所 述信息发送模块,用于将所述虚拟三维管网模型输出到监控终端6进行显示、以及传输至地 下管网信息管理单元5进行存储;
[0029] 所述地下管网信息管理单元5,用于存储地下管网基本信息以及故障和维修信息; [0030] 所述监控终端6包括显示模块,所述显示模块用于显示所述虚拟管网三维模型。 [0031] 2、根据权利要求1所述的用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,其特征 在于,所述数据采集单元2依据设定时间定时采集传感器单元1获取的监测信息。
[0032] 实施例2
[0033] 在实施例1的基础上进一步改进,所述地下管网基本信息包括地下输水管网和水 气管网的生产厂家、材质、使用期限、延伸信息和变迁信息;所述地下管网故障和维修信息 包括含有故障位置的虚拟三维管网模型以及二维模型、故障原因、故障发生时间、维修完成 时间和维修人员信息。
[0034] 实施例3
[0035] 在实施例2的基础上进一步改进,所述地下管网信息管理单元5还包括扩展接口, 所述扩展接口用于接入管理工作人员的电子终端设备,管理工作人员通过所述电子终端设 备查询地下管网基本信息以及故障和维修信息。
[0036]所述监控终端还包括存储模块和控制模块;所述存储模块用于存储负责检修工作 人员信息,所述控制模块,用于依据所述监测信息和设定阈值进行比对作出是否存在故障 的判断,若检测到管网故障,则调用所述负责检修工作人员信息一键连接所述当前负责检 修工作人员进行维修处理。
[0037]以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明 的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含 在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,其特征在于,包括信息检测单元 (1)、数据采集单元⑵、数据库单元(3)、建筑内地下管网三维模型构建单元(4)、地下管网 信息管理单元⑸和监控终端(6); 所述信息检测单元(1)包括阀门传感器、液位传感器和气体监测设备,用户获取地下管 网的监测信息;所述阀门传感器用于实时监测地下输水或输气管网各关键阀门开关状态信 息,所述液位传感器用于实时监测地下输水管网液位高度,所述气体监测设备用于采集获 取地下管网中气体中的甲烷浓度;所述监测信息阀门开关状态信息、液位高度和甲烷浓度; 数据采集单元(2),用于采集传感器单元(1)获取的监测信息,并将所述监测信息发送 至数据库单元(3)进行存储; 所述地下管网三维模型构建单元⑷,包括信息采集模块、三维场景构建模块和信息发 送模块;所述信息采集模块,用于提取采集数据库单元(3)存储的监测信息并传送至三维场 景构建模块;所述三维场景构建模块,用于构建建筑三维空间、及建筑内地下管线的三维空 间结构,将传感器单元⑴在真实安装位置添加入上述三维空间结构,并将监测信息添加标 注在与传感器单元(1)所测位置对应的三维空间结构中的对应位置,形成虚拟三维管网模 型;所述信息发送模块,用于将所述虚拟三维管网模型输出到监控终端(6)进行显示、以及 传输至地下管网信息管理单元⑸进行存储; 所述地下管网信息管理单元(5),用于存储地下管网基本信息以及故障和维修信息; 所述监控终端包括显示模块,所述显示模块用于显示所述虚拟管网三维模型。
2. 根据权利要求1所述的用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,其特征在于, 所述数据采集单元(2)依据设定时间定时采集传感器单元(1)获取的监测信息。
3. 根据权利要求1所述的用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,其特征在于, 所述地下管网基本信息包括地下输水管网和水气管网的生产厂家、材质、使用期限、管线设 计参数、延伸信息和变迁信息。
4. 根据权利要求1所述的用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,其特征在于, 所述地下管网故障和维修信息包括含有故障位置的虚拟三维管网模型以及二维模型、故障 原因、故障发生时间、维修完成时间和维修人员信息。
5. 根据权利要求1所述的用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,其特征在于, 所述地下管网信息管理单元(5)还包括扩展接口,所述扩展接口用于接入管理工作人员的 电子终端设备,管理工作人员通过所述电子终端设备查询地下管网基本信息以及故障和维 修信息。
6. 根据权利要求1所述的用于地下既有管线的三维建模及数据监测系统,其特征在于, 所述监控终端还包括存储模块和控制模块;所述存储模块用于存储负责检修工作人员信 息,所述控制模块,用于依据所述监测信息和设定阈值进行比对作出是否存在故障的判断, 若检测到管网故障,则调用所述负责检修工作人员信息一键连接所述当前负责检修工作人 员进行维修处理。
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