地下管道拥堵检测方法及系统

技术领域

本发明涉及管道检测技术领域，具体地，涉及一种管道拥堵检测方法及系统。

背景技术

随着城市地下管道的建设和发展，其作为城市基础设施的重要组成部分，担负着城市的能源输送、排涝减灾、废物排弃等功能，因此，城市地下管道的正常、可靠使用及运行对城市具有重大的意义。

但随着地下管道迅猛发展的同时，其所带来的管理问题也越来越多，而由于地下管道堵塞所引发的城市内涝、停水断电等问题也给城市居民带来了极大的影响。目前地下管道的维护保养主要依靠管网维护人员的经验进行定期检查和维护，并且，当我们发现地下管道淤堵时，一般都要等到全部堵死，雨污水冒溢时才发现，无法在淤堵发生的前期预警管网问题；而一旦问题发生，发现需要疏通时，这时面对一个个长长的管道，操作人员又很难判定淤堵位置，经常需要一段一段疏通，导致效率低下。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种管道拥堵检测方法及系统。

根据本发明提供的一种地下管道拥堵检测方法，包括：在地下管道中按设定间距布置液位测量装置，通过液位测量装置测量管道中的液位高度，根据两个液位测量装置测得的液位高度，计算该段管道的通畅程度，获取所有的管道内液位高度数据，得到整个管道的拥堵情况。

优选地，所述管道的通畅程度的测量方法为：根据第i个液位测量装置测得的管道内液位高度h

式中，第i-1个液位测量装置位于第i个液位测量装置的上游，当P＝1时，代表该段管道为通畅，当P＜1时，代表该管道中出现拥堵，当P＝0时，则该管道完全堵死。

优选地，所述管道中水流的横截面积S

式中，r为圆形管道的半径。

优选地，当整个管道均为通畅时，采用间隔采样的方式获取液位测量装置的测量结果，使相邻两个采样点位间管道的长度增加；当管道出现堵塞时，针对堵塞管道区间，增加采样数量，直至每个液位测量装置均被采样，定位堵塞发生的位置。

优选地，所述检测方法还包括：当管道出现堵塞时，向工作人员发出警告，包括管道的拥堵状态以及拥堵位置。

根据本发明提供的一种地下管道拥堵检测系统，包括：

管网水位测量模块：实时测量管网中的液位高度，所述液位高度通过在地下管道中按设定间距布置液位测量装置；

数据分析模块：根据两个液位测量装置测得的液位高度，计算该段管道的通畅程度，获取所有的管道内液位高度数据，得到整个管道的拥堵情况。

优选地，所述管道的通畅程度是根据第i个液位测量装置测得的管道内液位高度h

式中，第i-1个液位测量装置位于第i个液位测量装置的上游，当P＝1时，代表该段管道为通畅，当P＜1时，代表该管道中出现拥堵，当P＝0时，则该管道完全堵死。

优选地，所述管道中水流的横截面积S

式中，r为圆形管道的半径。

优选地，当整个管道均为通畅时，采用间隔采样的方式获取液位测量装置的测量结果，使相邻两个采样点位间管道的长度增加；当管道出现堵塞时，针对堵塞管道区间，增加采样数量，直至每个液位测量装置均被采样，定位堵塞发生的位置。

优选地，所述检测系统还包括实时监控预警模块：当管道出现堵塞时，向工作人员发出警告，包括管道的拥堵状态以及拥堵位置。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明根据布设在管道中的液位测量装置实时获取液面高度，并根据不同液位测量装置采集的液面高度反应管道的通畅程度，能够及早发现管道出现拥堵的状况，并且能够定位处发生拥堵的位置，从而大大提高了检测效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明地下管道液位测量过程示意图。

附图标记说明：

1、窨井2、堵塞物

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明公开了一种地下管道拥堵检测方法，通过在地下管道中按设定间距布置液位测量装置，如图1所示，通过窨井1向地下管网布置液位仪群，通过液位测量装置测量管道中不同位置的液位高度，如图中h

在管道由于各种原因出现拥堵时，如图1中的堵塞物2造成的拥堵，管道出水口出水速度会变低，管道入口处的水位会明显高于管道出口处的水位，而此时水泵可能已经不能再加大压力了。此时我们需要计算每一段的畅通程度，从畅通程度比较低的地方开始进行拥堵处理。

根据液位高度反映通畅程度的方法为：先给出通畅程度p的定义，即出水处水的横截面积/入水处水的横截面积。具体含义是实际的水流速度占理论水流速度的比例。在极端条件下，如果水管完全畅通，那么出水的横截面积应该跟入水的横截面积完全一样，即畅通程度为1；在水管完全堵住的情况下，由于出水口的横截面积为0，即畅通程度为0；出水口水越小，表示越不通畅。

具体的，参照图1所示，根据第i个液位测量装置测得的管道内液位高度h

式中，第i-1个液位测量装置位于第i个液位测量装置的上游，当P＝1时，代表该段管道为通畅，当P＜1时，代表该管道中出现拥堵，当P＝0时，则该管道完全堵死。

由于绝大多数的水管都是圆形管，以圆形管为例计算水的横截面积。首先水位高度h由液位仪给出，水管半径也是已知的，所述管道中水流的横截面积S

式中，r为圆形管道的半径。

在实际场景下，管道每隔一段就会有一个液位仪来记录这一点的水面高度，这里可以记为：

h

通过水的横截面积计算公式可以得到:

S

从起始位置开始，每一段的通畅程度为：

p值越小说明管网的於堵情况越严重，在处理管道拥堵的时候，我们可以优先处理通畅程度不好的管道，从而提高效率。

当整个管道均为通畅时，采用间隔采样的方式获取液位测量装置的测量结果，采集使相邻两个采样点位间管道的长度增加，例如采集h

本发明还公开了一种地下管道拥堵检测系统，包括管网水位测量模块、数据分析模块和实时监控预警模块组成。

管网水位测量模块由安装在各窨井1的液位仪群组成，主要完成检测相关位置的绝对液位值，并上报至数据分析模块，还可以用于确定同一排水范围的管网。

数据分析模块：根据两个液位测量装置测得的液位高度，计算该段管道的通畅程度，获取所有的管道内液位高度数据，得到整个管道的拥堵情况。

管网水位测量模块上传的数据自动进到管网於堵算法模型处理，处理结果体现该排水范围的管网於堵情况，并上传到实时监控预警模块发出预警，为相关决策提供依据。

实时监控预警模块：当管道出现堵塞时，向工作人员发出警告，包括管道的拥堵状态以及拥堵位置。实时监控预警模块由手机端监测小程序和PC端监控程序组成，主要完成管网水位感知系统数据的显示查询和大数据分析子系统结果查询，实现告警预警的人机交互，为执行层提供直观的界面。

所述管道的通畅程度是根据第i个液位测量装置测得的管道内液位高度h

式中，第i-1个液位测量装置位于第i个液位测量装置的上游，当P＝1时，代表该段管道为通畅，当P＜1时，代表该管道中出现拥堵，当P＝0时，则该管道完全堵死。

所述管道中水流的横截面积S

式中，r为圆形管道的半径。

当整个管道均为通畅时，采用间隔采样的方式获取液位测量装置的测量结果，使相邻两个采样点位间管道的长度增加；当管道出现堵塞时，针对堵塞管道区间，增加采样数量，直至每个液位测量装置均被采样，定位堵塞发生的位置。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。