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管道电子定位标识技术助力城市埋地管道建设

时间:2022-10-20 15:48 来源: 作者:虞 康/中石油华北
随着城市的建设,各种地面公共设施由地面进入地下,地下管网线缆日益复杂。一条故障管线线缆确认需要多个市政部门核实。由于部门各负其责,线路核实归属异常困难。一种全新埋地管道标识定位技术,让地下天然气管道电子标识系统与智能化管道系统相结合,成功用于与城市之中。
 
目前,埋地天然气管道的定位标识主要分为地上标识、地面标识及埋地标识3类,尚存在一些不足之处:地上标识中的标志桩、警示牌和地面标识中的标识砖、标识贴易丢失、受损,运行管理难;埋地标识中的示踪带及示踪线施工中外皮易破损,金属丝过细不易被探测到,后期一旦受到外力破坏重新更新将增加维护成本。
 
对新、旧天然气管道的关键点实行数字化、信息化的实时动态管理,将地下天然气管道的地理位置、走向、关键点信息、周围情况等信息直观、准确地通过掌上电脑(PDA)展现出来,使得管道信息查询、统计和管道日常维护、抢修、补测、技术改造等各项工作变得简单,从根本上解决了管道查找难、统计难、维护难的问题,减少了大量成本,大大提高了运行维护、抢修、抢险的工作效率。2智能化管理方案组成。方案由3M电子标识系统、PDA整合系统、后台管理系统及GIs平台展示系统4部分组成。
 
3M电子标识系统
 
EMs是近年来国际上流行的一项用于精确定位地下管网和设施的技术,它是一种特定频率电磁波的自发/自收装置,由电子标识器和标识器定位仪两种设备组成,见图1所示。标识器定位仪先向地下发射特定频率的电磁波信号,当接近管道附近的电子标识器时,电子标识器会反射该电磁波信号,从而被标识器定位仪发现接收,并通过声频变化和屏显数据告知操作者地下设施的信息。
 
在地下管道建设和维护过程中,电子标识器可按照一定的间隔埋设,也可在改变走向的拐弯处和一些事件点进行埋设以示标记,例如接续点、阀门、井盖、T形分支等。根据工程重要性及工程预算不同,埋设密度也不同,通常直管道上的埋设间隔为50-200 m。标识器定位仪主要用于查找电子标识器并对其储存信息进行读、写,具有很强的抗干扰能力,还具备探测仪的全部功能。标识器定位仪不仅能探测埋设了电子标识器的新管道,包括PE管道,还能对没埋设电子标识器的金属管道进行路由和埋深探测,一机两用,大大降低了设备成本。3M电子标识系统采用先进的RFID(射频信息识别)技术,不需要电源,水平定位精度达lO cm。
 

3M电子标识系统有别于我们现在使用的示踪线,它不仅能确定管位(实现示踪线功能),还能精确定点,存储管道相关信息,且不受管材材质限制,能与GIS系统配合使用,是目前实现地下管网信息化管理的先进技术。
 
电子标识系统的优越性
 
提高抢险效率;减少开挖面积,降低赔付成本;电子标识器能帮助我们一次性地精确定位,减少开挖面积。现在市政对于路面开挖的管理越来越严格,每次施工需按开挖面积缴纳道路补偿费,将开挖面积控制在最小范围内可节省不少开支。
 
促进PE等非金属管道的使用。虽然PE管道因其成本低、耐腐蚀、易连接等优点逐渐地大范围使用,但缺乏相应的探测手段,示踪线也只能在短期内解决部分问题,因此使用PE管道存在一定隐患。而电子标识器的应用可以帮助我们解除后顾之忧,放心使用PE管道。电子标识系统在没有GIS系统时,可以通过数据库进行简单管理,独立使用。在建立GIs系统时,可以帮助测绘人员精确定位,减小数据偏差。最终与GIs系统结合使用,使G1s具有现场指导意义,架起信息化管理与日常维护工作之间的桥梁。
 
PDA整合系统
 
GPS定位技术、无线传输技术、电子标识探测技术有机结合后内置于PDA中,在天然气管道运行维护、抢修、补测、技术改造等各项工作中,可现场利用PDA查找管道具体位置,获得管道具体信息(如建设年代,施工单位,压力、管径、材质,管道的三通、弯头、变径管、穿越等特殊关键点的具体位置等详细信息)。
 
PDA的功能包括:迅速查找功能,发现管道泄漏,准确确定燃气管道路由,掌握地下管道信息解决问题。编辑、管理功能,在EMS管理系统中还可以编辑管道的相关信息,便于我们随时随地掌握管道的情况。
 
在管道关键点(如出土点、人土点、T型分支、阀门、预埋管道的端口、保护套管两端、转弯、中间接头、道路交叉、管道交叉等位置)埋设电子信息标识器,在管道直管段埋设普通电子标识器。现在对老城已建的燃气管道,根据路面情况及地下管道的重要程度、复杂程度,分别进行球型、钉型标识器的补埋工作。目前一线专业巡视人员反映良好,避免了过去“翻地瓜”式的管道巡查,遇到险情反应迅速,确保了管网的安全运行。尤其是在防止第三方破坏的管理中发挥了重要作用,定位准确,最大限度保证了管网的安全。
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