千寻位置在燃气管道定期检验的应用

千寻位置在燃气管道定期检验的应用

摘要:千寻位置非常方便地给用户提供厘米级精度的定位服务,其可靠、准确、便捷的特点越来越多的应用在工程测量中。管道定期检验过程对管道走向及管线的特征点进行准确的定位并获取其地理坐标非常重要,是管道风险数据库的基础地理信息数据,通过千寻位置提供数据形成的数据库系统很直观便捷地管线所处的环境位置、风险因素、管线状况、管线运行历史,更全面直观地对燃气管道作出风险评估。

关键词:千寻位置;定位抢险;数据采集;数据管理

随着实时卫星定位技术飞速进步和应用普及,多基站网络RTK技术建立的连续运行参考站(ContinuouslyOp-eratingReferenceStations),缩写为CORS))也成为发展热点之一,以往全国的CORS站多是各地独立建立,基本上换一个省市就要在当地相关部门购买新的CORS账号,给外业测量工作带来了极大的困扰。千寻位置CORS在这种情况下应运而生,千寻位置网络有限公司(简称千寻位置)于2015年8月由中国兵器工业集团公司和阿里巴巴集团共同设立,千寻位置基于北斗卫星系统(兼容GPS、GLONASS、北斗)基础定位数据,利用遍及全国超过2000个地基增强站及自主研发的定位算法,融合各类定位技术,以互联网的方式提供7*24小时高可用差分播发服务,面向全国31省市范围的各类终端和应用系统,提供高达动态厘米级和静态毫米级的定位服务。

1千寻位置CORS

1.1原理与使用方法

千寻位置CORS可直接在千寻位置官网申请使用账号即可使用,千寻位置COSR账号具有覆盖范围更广、坐标系统选择灵活、跨区域可无缝链接、整体精度高且无需资质要求,受到越来越多的工程建设者们的青睐。使用千寻位置进行定位相对比较方便,需要准备一台实时动态载波相位差分技术(Real-timekinematic,简称RTK)仪器及一张移动网的电话卡即可。

1.2精度分析

某地已知6个点一级控制坐标点为西安80坐标系统,编号分别为HR039、HR40、HR41、HR782、HR790、HR792,平均分布在测区内,每组控制点间隔约5-15公里,使用千寻位置服务并设置RTK中的坐标参数为西安80纵坐标系,首先以2000国家大地坐标系为基准测出一组坐标,并通过RTK手簿与控制点坐标进行自动计算,可求出两个坐标系之间的转换参数,转换参数输入RTK手簿后,重新在每个控制点上进行测量,获取控制点实测坐标数据,千寻位置测量成果与西安80坐标系统一级控制点成果进行比较见表1。通过表1可见,平面残差均比较小,误差小于0.05m以内,最大值为0.045m,通过表2可见高程校对误差最大值为0.048m,水平和高程的实测精度误差均小于5cm,满足《城市地下管线探测技术规程》CJJ61-2017规定的管线测点相对于临近控制点平面位置中误差不超过±5cm,平面和高程精度误差在厘米级,可以满足大地测量、国土测绘、管线测绘等测量领域的精度需求。

2燃气管道位置数据采集

2.1管线的定位

在燃气管道定期检验过程中要对燃气管道进行探测及定位,以了解管线在实地的位置,获得管线的平面坐标及深度,首先要对燃气管道进行现场探查,探查包括管线明显点调查和隐蔽点仪器探测,对于金属管线可使用电磁法,即金属管线探测仪。燃气PE管线可使用主动声源探测法、地质雷达、声波反射法(APL)及钎探等物探方法对隐蔽段管线进行探测,把管线的隐蔽段在投影到地面,并使用红色油漆画标记,且给每个点进行编号,编号以燃气字母符号TR+顺序号表示,如TR001,表示编号为001的燃气管线点。现场探测结合竣工图纸,在实地管线位置记录并标记出管线的三通、弯头、变径等内容,并在现场画出管线相互连接关系的管网草图。

2.2数据采集与放样

坐标数据采集就是当管线探查完成后,使用RTK在每个管线标记点进行测量,取得地理坐标。坐标点放样是当现场的探测标记被损坏无法找到管线位置时,可以从计算机中导出管线的地理坐标到RTK中,到现场使用RTK根据管线坐标点找到管线位置,这样管线的位置变成数字化就可以永久的保存。在定期检验工作中,对管线位置与走向宏观检查时,使用RTK同时进行管线测绘,将管线及检查路线数字化,保存记录在计算机中,通过成图评估后,在直接开挖检查时,使用RTK到现场进行放样,保证开挖位置的准确性。

3数据整理与成图

3.1数据整理与成图

管道数据采集后,为了更直观的看到管线的位置,根据现场草图在CAD软件中形成燃气管网图,可直接导入带地形的地图软件(奥维地图),成果图中可以增加现场检验的内容及标注检验的位置。

3.2管道风险数据库管理平台

管道风险数据库平台是基于管道准确位置地理坐标的基础上进行建立的,建立数据库的过程为:获取管道坐标-形成管线数据库(包括资料审查内容)-管线运营状态信息-定期检验信息-用户使用。数据库使用Excel形成,最终转成ESRI公司的ArcGISshapefile格式,使用ArcGIS软件导入管道数据和地图数据即可。风险数据库主要来源以下几个内容:(1)基础地理数据,包括多种类型的数据、矢量数据、影像数据和高程数据,矢量数据主要用于定位,影像数据和高程数据用于周边环境分析和显示。(2)静态数据,主要是由场站数据、管线数据、设备设施数据等数据构成。(3)动态数据,主要包括巡检及维抢修数据、外部业务系统数据等,这些数据是伴随业务过程的推进而实时变化,所以定义为动态数据。巡检数据主要存放人员信息、巡检轨迹(或巡检区域、巡检点)、巡检计划、隐患泄漏、故障信息等信息,每次定期检验的主要内容等,对于定期检验来说,每次检验的内容输入数据库中最为重要。

4总结及展望

以往在压力管道定期检验过程中,大部分的检验过程资料均以分散的纸质资料保存,难以做到动态管理更新,特别是下一检验周期开始时,难以对上一次检验的重点风险部分进行连续监控与分析。管道风险数据库平台可以对在同一个点位对同一管段数据进行永久保存和实时更新,这样在燃气管道定期检验过程中更加全面的了解管道的资料信息、运营使用时间轨迹及结合地形图周边环境对管道的影响,从而对管道进行较全面的评估。风险数据库平台的建立是基于管道的基础地理信息,包括管道的在实地中准确的地理坐标、矢量地图等参照物,没有管道及地图等地理信息的数据库是毫无意义的,因此管道的实地探测和坐标高程获取非常重要。千寻位置CORS为管道外业数据采集提供了便捷、可靠、准确的平台,使用一台RTK仪器即可,为管道定期检验提供了基础数据。由于千寻位置的使用优越性,在管道检验中越来越多地得到应用,数据库目前基于ArcGIS软件二维平面显示,将来根据千寻位置提供的管道数据及现场检验的结果,可以在计算机中形成三维的管道地图,使用仿真技术模拟管道使用环境及管道随时间轴的变化,不仅全面、便捷的对管道进行风险评估,还可以根据模拟数据提前预判管道风险的存在,为燃气管道安全运营提供依据。

参考文献

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[4]孔润生.千寻知寸在工程测量中的应用[J].江西测绘,2018年第4期:6-8.

作者:吴胜平 覃宗耀 单位:江苏省特种设备安全监督检验研究院 武汉华通正勤检测技术有限公司