無(wú)線設(shè)備在長(zhǎng)沙市城市地下管線探測(cè)中的應(yīng)用

黃 勇

中國(guó)有色金屬長(zhǎng)沙勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410011

長(zhǎng)沙市城市地下管線補(bǔ)探補(bǔ)測(cè)項(xiàng)目涉及長(zhǎng)沙市城區(qū)排水、電力和工業(yè)管線，總體工作量約9133km。項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)需達(dá)到《城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》、《長(zhǎng)沙市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程》和《長(zhǎng)沙市地下管線普查數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

1 數(shù)據(jù)采集

本項(xiàng)目地下管線明顯點(diǎn)，多指排水、電力檢修井。對(duì)于明顯點(diǎn)探測(cè)，均使用實(shí)地開(kāi)井量測(cè)數(shù)據(jù)的方式。項(xiàng)目要求檢修井內(nèi)部空間若為圓柱形需調(diào)查井室直徑，若為矩形井室應(yīng)調(diào)查長(zhǎng)寬高，且井室空間范圍≥2m×2m時(shí)，要實(shí)測(cè)井室空間的外輪廓范圍線。

圓柱形井室數(shù)據(jù)相對(duì)容易獲取。而對(duì)于矩形井室，長(zhǎng)沙市的檢修井一般井筒較深，而內(nèi)部空間較大且不具有統(tǒng)一規(guī)格，此時(shí)采用傳統(tǒng)方法的特制“L型鉤”量取基本無(wú)法滿足要求，且容易遺漏井室內(nèi)多個(gè)方向的管口數(shù)據(jù)，故需要探測(cè)人員下井量測(cè)。（見(jiàn)圖1）

圖1 檢修井矩形井室傳統(tǒng)探測(cè)方法

探測(cè)人員下井的流程為：開(kāi)井后，等待5min，待井中的污垢氣體稀釋，并使用專用毒氣檢測(cè)設(shè)備測(cè)試，佩戴好雨衣、雨褲、頭盔、防毒面具等設(shè)備，同時(shí)系好安全繩，再使用木質(zhì)絕緣樓梯下井。若檢修井深度大于4m，還需要使用伸縮型樓梯。

對(duì)于測(cè)量人員來(lái)說(shuō)，這種作業(yè)方式具有一定的危險(xiǎn)性，且工作效率不高。而如果不下井量測(cè)又無(wú)法采集到關(guān)鍵數(shù)據(jù)，故設(shè)計(jì)一種兼具測(cè)距和時(shí)實(shí)影像功能的設(shè)備來(lái)滿足探測(cè)需求。

2 設(shè)備功能需求

該設(shè)備具備如下功能：能夠遠(yuǎn)程即時(shí)測(cè)距、能夠獲取目標(biāo)即時(shí)影像、設(shè)備供電安全便捷。

3 設(shè)備的硬件和集成

（1）測(cè)距方面采用 CEM ILDM-150型激光測(cè)距儀，測(cè)量范圍0.05～70m，測(cè)量精度±1.5mm，防水等級(jí)IP54，且具有藍(lán)牙自動(dòng)連接功能。

（2）視頻方面采用Megapixels HD camera高清攝像儀，4mm鏡頭，四百萬(wàn)像素，防水等級(jí)IP66，具有紅外照明燈，且能進(jìn)行wifi連接（配套設(shè)備為IPCAM TESTER俗稱“工程寶”）。

（3）移動(dòng)電源采用KM-902B多功能移動(dòng)電源，9000MA，12V輸出，續(xù)航能力強(qiáng)。

（4）攝像儀和測(cè)距儀通過(guò)自帶螺絲固定在特制裝置盒內(nèi)，收發(fā)器通過(guò)長(zhǎng)約1m的網(wǎng)線固定在設(shè)備盒連接桿上。出于安全方面的考慮，移動(dòng)電源通過(guò)10m的加長(zhǎng)電纜線外置。

4 設(shè)備的軟件

配套軟件為安卓操作系統(tǒng)下的兩個(gè)應(yīng)用（安裝在手機(jī)內(nèi)）：

（1）Meterbox iLDM。通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙配對(duì)連接激光測(cè)距儀，在能執(zhí)行遙控測(cè)距，并能顯示出采集的數(shù)據(jù)。

（2）IPC_Tester軟件。通過(guò)手機(jī)端IPC測(cè)試儀軟件，wifi連接IPCAM TESTER收發(fā)器，攝像儀的實(shí)時(shí)圖像顯示在手機(jī)上，并自帶截圖保存功能。

軟件操作界面如圖2所示。

圖2 軟件操作界面

5 操作流程

各裝置集成完畢后，手機(jī)開(kāi)啟藍(lán)牙并連接上測(cè)距儀，再打開(kāi)wifi連接收發(fā)器自建的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（無(wú)需Internet聯(lián)網(wǎng)），測(cè)試遙控量距和接收?qǐng)D像功能正常后，將設(shè)備盒通過(guò)連接桿加長(zhǎng)的方式逐步下放到檢修井內(nèi)，設(shè)備盒到達(dá)指定位置后即可通過(guò)手機(jī)軟件參照視頻圖像采集各方向井室尺寸數(shù)據(jù)。同時(shí)，在測(cè)距儀、視頻圖像和連接桿在支持下，井內(nèi)各方向管徑、斷面尺寸、埋深等數(shù)據(jù)也能間接地進(jìn)行量測(cè)。

6 設(shè)備效果

在安裝了相應(yīng)軟件的手機(jī)上，能直觀地看到實(shí)時(shí)的井內(nèi)影像。在影像的指引下，于合適的位置通過(guò)手機(jī)遙控測(cè)距儀進(jìn)行測(cè)距，即可獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)反映在手機(jī)上。必要時(shí)，可通過(guò)L鉤和塔尺輔助進(jìn)行測(cè)量。設(shè)備在井內(nèi)拍攝及測(cè)距的效果如圖3所示。

圖3 設(shè)備在井內(nèi)拍攝及測(cè)距的效果

7 設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

（1）能解決管線探測(cè)作業(yè)中無(wú)法下井和不便于下井的情形，并能在一定程度上降低作業(yè)員事故風(fēng)險(xiǎn)。

（2）能有效測(cè)量井室尺寸，能避免探查中遺漏方向的情形，在一定程度上提高了探測(cè)成果的質(zhì)量。

（3）相比常規(guī)下井作業(yè)模式（需攜帶安全梯、安全繩、毒氣檢測(cè)設(shè)備等），此設(shè)備獲取井內(nèi)數(shù)據(jù)要更方便快捷。

（4）通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙和wifi遙控的方式操作設(shè)備，操作簡(jiǎn)單且連接性能較好。

（5）設(shè)備耗電量低，移動(dòng)電源續(xù)航充足，正常情況下能滿足1d的工作需求。

8 可改進(jìn)的地方

（1）有部分電纜線和網(wǎng)線裸露在設(shè)備盒外，整體防水性能有待改善。

（2）若采用防水性好的移動(dòng)電源內(nèi)置到設(shè)備盒內(nèi)，能使整體便攜性有所改善。

（3）測(cè)距軟件和視頻軟件在手機(jī)端需切換操作，若安裝了分屏軟件才能更為便捷。

9 結(jié)語(yǔ)

這種整合了紅外遙控激光測(cè)距儀和無(wú)線wifi網(wǎng)絡(luò)攝像儀的集成設(shè)備，在長(zhǎng)沙市地下管線普查項(xiàng)目中首次得到使用，其各項(xiàng)功能基本滿足了的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)井室尺寸數(shù)據(jù)的要求。在保證探測(cè)質(zhì)量的同時(shí)，也降低了探測(cè)人員傳統(tǒng)作業(yè)方式的下的事故風(fēng)險(xiǎn)，并在一定程度上提高了地下管線探測(cè)的作業(yè)效率。

[1] CJJ 61—2003.城市地下管線探測(cè)技術(shù)規(guī)程[S].