一种城市地下管线竣工测量系统及方法与流程

本发明涉及地下管线施工技术领域，具体的说是一种城市地下管线竣工测量系统及方法。

背景技术：

城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。城市地下管线种类繁多，结构复杂，不同种类地下管线埋设特征也不同，为了保证地下管线在投入使用后能够正常运行，需要在竣工时候精确测量。

现有技术中，对地下管线进行竣工测量主要依赖于特定的测量设备，然后人工进行记录，工作量比较大，并且效率较低，容易出现参数错误。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种城市地下管线竣工测量系统及方法，测量效率和测量精度都更高，能够准确反映出地下管线的质量和性能。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城市地下管线竣工测量系统，所述城市地下管线包括管道和用于连接所述管道的连接件，所述竣工测量系统包括信息预设子系统和信息校验子系统；所述信息预设子系统包括至少一个写入器和若干个信标，所述信标用于存储所述管道或者所述连接件的设计信息并且一一对应地设置在所述管道或者所述连接件上，所述写入器用于将所述设计信息写入到所述信标中；所述信息校验子系统包括控制主机、测量设备和至少一个读取器，所述读取器用于读取所述信标，且所述读取器和所述测量设备均与所述控制主机通信连接。

优选地，所述信标包括用于存储所述设计信息的承载层和用于保护所述承载层的附着层，所述附着层固定设置在所述管道或者所述连接件上。

优选地，所述附着层固定连接有粘结层，所述附着层通过所述粘结层与所述管道或者所述连接件固定连接。

优选地，所述承载层设置为rfid标签，所述写入器和所述读取器均设置为rfid读写装置。

优选地，所述测量设备包括全站仪。

优选地，所述城市地下管线还包括检修井，所述管道从所述检修井中穿过，所述检修井的内壁上也设置有所述信标。

一种城市地下管线竣工测量系统的测量方法，包括依次进行的初始化阶段、阶段性测量阶段和汇总测量阶段；

所述初始化阶段包括步骤s1至s2：

s1、获取设计信息，并且利用写入器将设计信息写入信标；

s2、将信标设置在管道、连接件和检修井的内壁上；

所述阶段性测量阶段包括步骤s3至s5：

s3、在将管道填埋之前，利用读取器读取信标，读取器将从信标中读取到的设计信息发送给控制主机；

s4、利用测量设备对填埋前的管道进行测量，得到元测量信息，测量设备将测量到的元测量信息发送给控制主机；

s5、控制主机根据设计信息和元测量信息计算出元误差信息；

所述汇总测量阶段包括步骤s6；

s6、所述控制主机根据所述元误差信息生成汇总误差信息。

优选地，所述汇总测量阶段还包括步骤s7至s9：

s7、利用所述测量设备对所述地下管线进行测量，得到总测量信息，所述测量设备将所述总测量信息发送给所述控制主机；

s8、所述控制主机将所述总测量信息与所述设计信息进行对比得到整体误差信息；

s9、所述控制主机根据所述汇总误差信息和所述整体误差信息输出测量结果。

优选地，步骤s9中，若所述整体误差信息小于或等于所述汇总误差信息，则输出测量合格结果；若所述整体误差信息大于所述汇总误差信息，则输出测量不合格结果。

优选地，步骤s3和s4，向所述控制主机发送信息时均采用无线通信方式。

本发明在地下管线施工的过程中，首先将设计信息写入到信标中，然后将信标设置好，从而可以在后续竣工测量的过程中通过读取信标获取到管道或者连接件的详细信息，一方面能够避免人工记录造成的差错，另外一方面还能够减少工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是城市地下管线的结构简图。

图2是本发明实施例测量系统中信标的设置方式示意图。

图3是图2中a部分的放大图。

附图标记：1-管道，2-连接件，3-信标，4-粘结层，5-附着层，6-承载层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至3，一种城市地下管线竣工测量系统，城市地下管线包括管道1和用于连接管道1的连接件2，竣工测量系统包括信息预设子系统和信息校验子系统。

信息预设子系统包括至少一个写入器和若干个信标3，信标3用于存储管道1或者连接件2的设计信息并且一一对应地设置在管道1或者连接件2上，写入器用于将设计信息写入到信标3中。

信息校验子系统包括控制主机、测量设备和至少一个读取器，读取器用于读取信标3，且读取器和测量设备均与控制主机通信连接。

在地下管线施工的过程中，首先将设计信息写入到信标3中，然后将信标3设置好，从而可以在后续竣工测量的过程中通过读取信标3获取到管道1或者连接件2的详细信息，一方面能够避免人工记录造成的差错，另外一方面还能够减少工作量。

进一步的，信标3包括用于存储设计信息的承载层6和用于保护承载层6的附着层5，附着层5固定设置在管道1或者连接件2上。附着层5主要用于对承载层6进行保护，避免承载层6受到环境侵蚀而损坏，进而避免因为承载层6受损而无法顺利读取到设计信息。附着层5可以采用硅胶材质，并且加工成中空结构以形成用于容纳承载层6的腔体。

进一步的，附着层5固定连接有粘结层4，附着层5通过粘结层4与管道1或者连接件2固定连接。在将粘结层4贴合到管道1或者连接件2上的时候，首先需要将管道1或者连接件2上的安装部位清理干净，必要的时候可以进行打磨，以确保粘结层4能够充分固定。

在本实施例中，承载层6设置为rfid标签，写入器和读取器均设置为rfid读写装置。当然，在本发明其它的实施方式中，承载层6还可以设置为印刷有二维码或者条码的塑料膜，相应的写入器设置为打印机，读取器设置为摄像头，通过摄像扫描读取二维码或者条码的信息。

进一步的，测量设备包括全站仪。

考虑到城市地下管线还包括检修井，管道1从检修井中穿过，连接件2可能容纳在检修井中，因此本发明在检修井的内壁上也设置有信标3。

基于上述测量系统，本发明还提供一种城市地下管线竣工测量系统的测量方法，包括依次进行的初始化阶段、阶段性测量阶段和汇总测量阶段。

初始化阶段包括步骤s1至s2。

s1、获取设计信息，并且利用写入器将设计信息写入信标3。

s2、将信标3设置在管道1、连接件2和检修井的内壁上。

阶段性测量阶段包括步骤s3至s5。

s3、在将管道1填埋之前，利用读取器读取信标3，读取器将从信标3中读取到的设计信息发送给控制主机。

s4、利用测量设备对填埋前的管道1进行测量，得到元测量信息，测量设备将测量到的元测量信息发送给控制主机。

s5、控制主机根据设计信息和元测量信息计算出元误差信息。

地下管线在施工的过程中，通常是采用逐段施工的方式，即将一段管道1设置好之后直接填埋，以避免长时间阻碍交通和影响居民生活。因此，本方法采用了阶段性测量的方式，在填埋之前，先通过读取信标3来获取精确的设计信息，因为信标3可以承载大量的信息，所以与传统在管道1上手写信息的方式相比能够明显提高效率，此外，信标3还可以记录一个标签，在读取标签之后根据标签从远程服务器下载设计信息。

在进行测量时，需要测量的参数很多，包括管道类型、管道尺寸、管道位置、管道高程以及变径点位置、材料变更点位置等等，不同参数的影响能力不同，因此应当具有不同的权重，本方法采用动态赋权的方式，具体方法如下。

首先，将提取到的设计信息表示为参数，将元测量信息表示为，则对应误差可以表示为。

其次，从设计信息中提取到位置信息，然后将发送给远端服务器，服务器根据从现有的城市基础测绘信息中提取到对应的地质信息。

之后，对赋予初始权重。

接着，将和输入到bp神经网络中进行训练，并且设定误差精度阈值。

随后，bp神经网络计算隐含层第r个节点的实际输入和实际输出：

；

；

计算输出层第u个节点的输入值与实际输出值的方法为：

；

；

其中，表示bp神经网络中的激励函数，表示输入层的第个节点的训练数据，为隐含层的节点阈值训练值，为输出层的节点阈值训练值。

直到小于误差精度阈值时训练结束，此时bp神经网络输出作为最优权重。最后，根据最优权重计算元误差信息。通过动态赋权，可以保证在当前位置的误差计算与该位置的地质条件具有最高的拟合度，从而确保测量结果能够准确反映出地下管线的质量和性能。

汇总测量阶段包括步骤s6。

s6、控制主机根据元误差信息生成汇总误差信息。

进一步的，汇总测量阶段还包括步骤s7至s9。

s7、利用测量设备对地下管线进行测量，得到总测量信息，测量设备将总测量信息发送给控制主机。

s8、控制主机将总测量信息与设计信息进行对比得到整体误差信息。

进一步的，步骤s9、控制主机根据汇总误差信息和整体误差信息输出测量结果。并且，若整体误差信息小于或等于汇总误差信息，则输出测量合格结果；若整体误差信息大于汇总误差信息，则输出测量不合格结果。

进一步的，步骤s3和s4，向控制主机发送信息时均采用无线通信方式。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。