一种地下管线管理用二维码识别查询系统的制作方法

1.本发明涉及地下管线管理技术领域，具体为一种地下管线管理用二维码识别查询系统。


背景技术：

2.地下管线是城市基础设施的重要组成部分，它就像人体内的“神经”和“血管”，日夜担负着传输信息的工作，被称为城市的“生命线”。地下管线的管理是城市基础设施建设管理工作中重要的一环。
3.现有技术中，申请号为cn202021511440.0的授权专利就提供了一种基于gis的地下管线管理系统，包含设置在地下管线上的gps定位系统、压力传感器和管线探测仪，所述gps定位系统用以对所述地下管线的定位，所述压力传感器用以检测所述地下管线内的压力，所述管线探测仪连接所述微处理模块，其用以检测地下管线的准确位置、走向和埋深以及管线破损点情况并形成一波谱图像信号，在基于地理信息系统(gis)的基础上，该系统在基于地理信息系统(gis)的基础上，通过检测模块检测地下管线的gps信息配合所述gis信息获取模块与所述地下管线gis信息存储模块从城市系统获取地下管线网gis信息能够快速的找到地下管线的分布地点，大大减小了市政工程的勘查、设计、施工各环节现场勘查的难度，也大大提高了勘查效率。
4.上述方案在使用过程中，由于gps定位系统与地下管线进行连接，gps定位系统的发出信号会受到地层的拦截，gps信号受到一定的削减，影响gps信号传递的准确性；gps定位系统位于地面下，一旦损坏，无法快速的进行检修，影响该系统的使用；且该系统仅能够对管线进行定位，无法了解管线的详细信息，为此，提出一种地下管线管理用二维码识别查询系统。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种地下管线管理用二维码识别查询系统，解决了上述背景技术中提出的采用gps定位系统对管线进行定位，gps定位系统信号会受到地层的拦截，影响信号的传递；gps定位系统损坏时，无法快速的检修和仅能够对管线进行定位，无法了解管线的详细信息的问题。
6.本发明提供如下技术方案：一种地下管线管理用二维码识别查询系统，运用bim技术建立一个完整透明的地下管网专业信息数据库，对接二维码和物联网设备，与现有地下管线测量综合数据处理系统相链接，通过二维码直观查明地下管线现状及相关信息，实现管线智慧运维，更好服务城市管网后期的运营以及改造工程。
7.一种地下管线管理用二维码识别查询系统，包括基础设施层、数据层、中间层、认证层和应用服务层；
8.所述基础设施层提供系统建设和运行的基础环境，包括基础硬件设施、软件平台和网络；
9.所述数据层包括系统中存储和管理的各类数据，包括管网数据库数据、基础地形库数据、二维码数据库数据和业务数据库数据；
10.所述中间层通过gis空间数据库引擎与数据库进行连接，提供数据服务和功能服务接口；
11.所述认证层包括身份认证、授权认证技术，对数据进行安全管理；
12.所述应用服务层包括基于b/s的手机app客户端和建立的后台管理系统，且后台管理系统作为手机app后台服务接口，用于读取地下管线数据库，存储记录传感器数据，登记管线二维码数据库，权限管理与用户管理。
13.优选的，所述应用服务层的物理传输链路两端均设置有加密设备和解密设备。
14.优选的，所述地下管线数据库的创建步骤包括：
15.步骤一、管线二维码建库，对地下管线系统所属的水、电、暖、气等管线设施进行二维码编码与部署；
16.步骤二、地下管线bim管线模型生产；
17.步骤三、三维倾斜摄影的航飞与数据生产。
18.优选的，所述步骤一中管线数据的二维码包含的信息有管线运行状态、管线基本信息以及该管道影响的区域、人口；
19.所述步骤一中对管线数据的二维码编码的步骤如下：数据分析：按管线二维码信息表确定编码的字符类型，按相应的字符集转换成符号字符；数据编码：将管线数据字符转换为位流，每八位一个码字，整体构成一个数据的码字序列；
20.步骤一中管线数据的二维码的生产与入库步骤为：依托现有的地下管网数据和网格化管理信息主要道路数据，建立官网二维码空间数据索引，划分二维码基本空间单元；利用密钥加密二维条码；整理二维码相关信息，开发对应的脚本工具完成现有管线数据二维码的生产和入库，并通过关键字段与现有管线地理数据挂接，并定期进行更新维护。
21.优选的，步骤三中采集的三维数据满足1:500比例尺地形图精度的要求，所述倾斜摄影影像的地面分辨率优于0.03米；三维倾斜摄影的作业流程为：准备工作；实地航拍；航摄数据；对航摄质量检查；航摄质量不合格时按照原设计航线进行补射，航摄质量合格后经过几何校正和区域网联合平差操作后进行多视影像匹配和三维建模；且多视影像匹配后生成dsm数据。
22.优选的，所述地下管线bim管线模型创建步骤为：建立族库，根据常用的管线类型，建立管线的三维族库和对构件进行命名操作。
23.与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
24.1、该地下管线管理用二维码识别查询系统，实现gis查询服务、管网数据统计服务、管线专业分析等功能，可以查看开挖点附近的管线分布、埋深、材质、管道级别，以及该管道影响的区域、人口等，为现场施工提供数据支撑，从而避免工程施工误挖、错挖、乱挖管线的现象。
25.2、该地下管线管理用二维码识别查询系统，结合传感器数据，实现管线的智能监控，能够查看管线运行状态、异常报警、流量统计等，发现隐患后系统自动将异常情况上传到智能巡检平台；同时，二维码还可以作为巡检工作考核的一种方式，根据巡检人员扫描二维码的数量和分布，实时动态考核工作进度。
26.3、该地下管线管理用二维码识别查询系统，能够查看管线的三维场景、bim模型，基于手机版的三维数据引擎，展示三维场景和bim模型。
附图说明
27.图1为本发明系统总体框架示意图；
28.图2为本发明系统网络构架示意图；
29.图3为本发明地下管线bim生产流程示意图；
30.图4为本发明倾斜摄影三维建模技术流程示意图。
具体实施方式
31.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。
32.本发明提供了一种地下管线管理用二维码识别查询系统，该系统的总体架构包括基础设施层，基础设施层提供系统建设和运行的基础环境，包括基础硬件设施、软件平台和网络。
33.该系统的构架包括数据层，数据层包括系统中存储和管理的各类数据，包括管网数据库数据、基础地形库数据、二维码数据库数据和业务数据库数据。管网数据库数据为地下管线数据，基础地形库数据通过三维倾斜摄影的方法获取，二维码数据库内存储管线的二维码数据。
34.业务数据库内数据主要包括巡检计划、巡检任务、巡检记录和漏检设备，巡检计划主要是管理员或指定权限用户对巡检工单计划进行增删改查和禁用，其中工单计划包含计划名称、周期、待巡检线路名称、巡检类型、班组、巡检状态和制单人；巡检来源于两方面，一方面是由巡检工单计划转化而来；另一方面是单独建立巡检任务并下发给指定用户，指定用户即可在其客户端接收到巡检任务：巡检记录记录了巡检员巡检的结果记录，包含设备名称、巡检结果、异常原因、任务id、线路名称、巡检类型、巡检人、巡检员巡检时间、审核结果等信息，并且可对巡检记录进通过或驳回审核；漏检设备是指在巡检员巡检指定线路之后，缺乏某个设备的信息的全部信息，则对该设备进行记录并提醒巡检员进行巡检。
35.该系统中地下管线数据库的创建步骤如下：
36.步骤一、管线二维码建库，对地下管线系统所属的水、电、暖、气等管线设施进行二维码编码与部署；
37.管线数据的二维码包含的信息有管线运行状态、管线基本信息以及该管道影响的区域、人口；
38.对管线数据的二维码编码的步骤如下：数据分析：按管线二维码信息表确定编码的字符类型，按相应的字符集转换成符号字符；数据编码：将管线数据字符转换为位流，每八位一个码字，整体构成一个数据的码字序列，且开发对应的脚本工具完成现有管线数据二维码的生产和入库，并通过关键字段与现有管线地理数据挂接，并定期进行更新维护；
39.管线数据的二维码的生产与入库步骤为：依托现有的地下管网数据和网格化管理
信息主要道路数据，建立官网二维码空间数据索引，划分二维码基本空间单元；利用密钥加密二维条码；整理二维码相关信息，开发对应的脚本工具完成现有管线数据二维码的生产和入库，并通过关键字段与现有管线地理数据挂接，并定期进行更新维护。
40.步骤二、地下管线bim管线模型生产；
41.综合管线bim生产部署流程实施流程为：
42.bim模型项目小组的成立：为了推进地下管线bim技术的运用，并立志于研究如何利用bim模型的信息化来完善、提高管线运维的质量，选用相关技术人员组建bim团队；
43.bim软件的选择：bim应用软件中，revit软件市场占有率较高，故服务及功能相对较为完善，有更强的经济效益，本技术的一种实施例中采用revit软件；
44.依据场地现状，搭建周边环境：场地仿真应准确表现周边建(构)筑物、市政道路、绿化景观之间的外观效果，准确表现周边建(构)筑、道路、地下(上)管线的相互关系，最终可以在复杂地段位置提取仿真三维模型图；
45.现场结构抽样复测：组织人员根据结构图纸及模型进行实际复测，根据复测结果评价模型精度和质量，达到验收标准后依据技术流程后续生产模型。
46.地下管线bim管线模型创建步骤为：建立族库，根据常用的管线类型，建立管线的三维族库，并根据不同项目的需要，不断充实和完善族库和对构件和管线进行命名操作，构件命名标准为管线名称_构件名称，如电力_电力井或通讯_信号灯；管线命名标准为管线名称_材质_尺寸，如(通讯_塑料_d200或200x400)。注释信息：移动、联通、移动_联通(移动联通共用管线)。
47.步骤三、三维倾斜摄影的航飞与数据生产，采集到真实的基础地形库数据；
48.在这一步骤中倾斜摄影影像的地面分辨率优于0.03米，影像应清晰，层次分明，颜色饱和，色调均匀，反差适中，不偏色，能辨别出地面上最暗处的影像细节，不得有色斑丢失以及曝光过度等情况；数字影像有少量坏点或色斑，不影响立体模型连接、测图以及正射影像图制作时，成果资料可以使用，否则应予重摄。
49.采集的三维数据满足1:500比例尺地形图精度的要求，采集的三维影像真实反映采集地的原貌，三维倾斜摄影的作业流程为：准备工作；实地航拍；航摄数据；对航摄质量检查；航摄质量不合格时按照原设计航线进行补射，航摄质量合格后经过几何校正和区域网联合平差操作后进行多视影像匹配和三维建模；且多视影像匹配后生成dsm数据。
50.本技术的一种实施例中，对二维条码进行加密的方案是对信源先加密，再进行编码，对二维条码解码后得到的是信息密文，再通过合适的解密算法进行识别读取。
51.该系统的构架还包括中间层、认证层和应用服务层；
52.上述的中间层通过gis空间数据库引擎与数据库进行连接，提供数据服务和功能服务接口；上述的认证层包括身份认证、授权认证技术，对数据进行安全管理；
53.上述的应用服务层包括基于b/s的手机app客户端和建立的后台管理系统，且后台管理系统作为手机app后台服务接口，用于读取地下管线数据库，存储记录传感器数据，登记管线二维码数据库，权限管理与用户管理，构建的手机app用于扫描二维码，查看管线信息，展示管线三维场景、bim模型，查看现场视频监控、传感器监测数据以及其他业务功能。
54.为了保证该系统内数据的安全，在应用服务层的物理传输链路两端均设置有加密设备和解密设备，除此之外还建设与互联网隔离相对安全的电子政务内网，通过该网络实
现该系统内数据的共享。
55.该系统的功能包括基本gis功能、信息的浏览查询和统计、业务运维管理等。系统将核心的业务逻辑和公共的组件以及安全和集成相关的组件进行封装到服务器中，通过中间件的形式向外提供服务和应用扩展。系统将相关的功能封装，形成服务，统一向外提供管网信息的浏览、管网信息查询、统计服务、业务运行数据、空间分析服务等。
56.系统采用组件式开发，客户端通过认证层获取相应的图层数据权限，对授权图层数据进行查看、编辑、导出等操作，实现各用户单位对综合管线运维应用的需要，同时保证数据的安全性。采用模块化、插件式框架技术实现数据的动态交互式浏览。采用大型数据库管理系统，对多源数据进行统一挂接管理。同时，对于地下管线数据与二维码数据建立适当的空间索引，以加速对数据的访问，提高数据存储和系统运行效率
57.综上所述：该地下管线管理用二维码识别查询系统使用时，生成管线二维码，将二维码布设到管线的相应位置，二维码材质要求耐腐蚀、易保存、成本低，更新地下管线数据库，将二维码数据挂接到相应的管线，工作人员用手机app扫一下设置在管线相应位置的二维码标识图，自动识读、接入应用，根据权限显示出管线相应信息。巡检时，查看管线运行状态、异常报警、流量统计等，如供水管道水压、流量，燃气管道气压、流量，供电管线电压、电流等。管线养护，查看管线基本信息，确认养护对象。使用二维码识别技术可以查看开挖点附近的管线分布、埋深、材质、管道级别，以及该管道影响的区域、人口等。
58.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。