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CCTV技术在给排管道健康状态检测与分析

更新时间:2009-03-28

1 前言

CCTV(Closed Circu it Television)管道内窥检测技术在1964年就已经出现,主要在城市排水管道的系统检测之中进行应用,这种检测方法的优点在于实用性特别强、操作较为简单、经济性比较好,在我国城市管道也将得到广泛的推广。本文主要根据厦门市某区域地下给排水管网具体的检测工作,对CCTV检测技术的工作原理、工作流程以及评估方法等进行详细的介绍,与此同时,对管道检测工作提出一些可行性建议,为以后检测工作的开展提供依据参考。

㉗参见孙燕芬、王惠茹《“竞争中立”规制对中国的影响探究》,《长春理工大学学报》(社会科学版)2016年第5期。

2 CCTV检测技术概述

2.1 工作的主要原理

CCTV管道检测主要是对先进的cctv管道内窥电视检测系统进行应用,而内窥检测系统主要是由三个重要的部分有机组合而成,这三个部分分别为:操作线的缆架、主要控制器及具有摄像功能的机器人爬行器。主要控制器一般安装于汽车上,操作者利用主要控制器来控制机器人爬行器的方向与速度,使其在管道内部平稳进行,并且通过机器人爬行器的摄像头对管道内部进行视频及图像的拍摄,然后将拍摄完毕的影像传送至主要控制器的屏幕上,从而实现对管道内部的具体情况做到实时监控。同时将原始图像记录储存下来,作进一步的分析。

2.2 检测技术和检测流程

本次进行的管道检测主要是采用闭路电视(CCTV)技术来进行检测的,在国际检测手段中是最为有效、先进、安全的一种检测手段。CCTV检测系统主要由三个重要的部分组成:操作线的缆架、主要控制器以及具备摄像和照明功能的机器人爬行器。

当夜间出现低水位的情况下,管道检测才可以进行,以利于管道抽水、清淤,其目的是为了提升爬行器的通过率,管道检测主要的流程是:对现场进行勘查并收集资料、堵水和抽水、清淤、对管道进行检测以及影像的采集、分析检测的结果、提交本次检测的测评报告。

3 CCTV管道内窥技术影像判读方法。

CCTV管道内窥检测技术的一项关键内容就是对影像数据信息的判读,具体包括确定管道内部缺陷种类、对具体位置进行表述、对管道的状态及等级进行评估计算。

3.1 缺陷的种类可分为两部分

主要分为功能缺陷和结构缺陷两部分,功能缺陷一般是指管道在投入使用的过程中,内部介质受物理变化、化学变化及外界物质侵入的影响而导致缺陷产生,包括:沉积、残骸、结垢、洼水、浮渣、树根等6种。结构缺陷一般是指管道在未进行使用或者是已投入使用但受管道材料质量、内外力作用以及人为因素的影响,从而导致缺陷产生,包括:管道变形及破裂、管道接口发生错位、管道渗漏及腐蚀、暗接管道支管、外部异物的侵入及堵头6种。

3.2 缺陷位置表述-时钟表示法

CCTV影像视觉呈圆形,根管道缺陷所在环向位置用时钟表示的方法。前两位数字表示从几点(正点小时)位置开始,后两位表示到几点(正点小时)位置结束。如果缺陷处在某一点上就用00代替前两位,后两位数字表示缺陷点位,示例参见图1。

  

图1 缺陷环向位置时钟表示法示例

3.3 管道缺陷等级与代码

(1)结构缺陷分等级。结构性缺陷可分为3级:1级缺陷的影响较轻,管道还能正常运行,但应该对其进行定期检查测量和进行记录并备案;2级缺陷对管道运行产生的影响有排水的溢出和渗漏,此时应该使用具体方法进行修复;3级缺陷对管道运行产生的影响非常严重,其某些部位已经处于瘫痪状态,因此抢修工作必须马上进行,刻不容缓。

依据《洪水影响评价报告编制导则》及《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则 (试行)》所要求的内容及深度,根据洪水影响评价定性及定量分析,客观公正地进行防洪影响评价,编制洪水影响评价报告,提出评价结论及建议、减免措施。

(2)功能缺陷分等级。功能缺陷也可分为3级:1级功能缺陷状态下,管道运行还可以正常运行;2级功能缺陷状态下,管道的运行能够正常进行,但进行局部的处理与维护是必要的;3级功能缺陷状态下,管道的运行已经出现非常严重的阻塞,所以此时必须对管道的局部进行处理和维护。

  

图2 结构性缺陷比例饼状图

4 管道状态评价评估计算方法。

4.1 管道缺陷的参数计算

目前,存在很多因素影响着管道等级的评测,内部缺陷的等级就是其中相对主要的一项,等级评定法是现在最常用的方法之一,它是将结构缺陷及功能缺陷分成不同的级别,通过不同的级别评定做出相应的权重系数。结构缺陷主要包含的内容有:管道变形及破裂、管道接口发生错位、管道渗漏及腐蚀、暗接管道支管、外部异物的侵入,功能的缺陷主要包含的内容有:沉积、残骸、结垢、洼水、浮渣、树根等6种。

(1)管段的结构缺陷参数计算公式如下:

 

管段受损状况的参数的计算公式如下:

Smax代表管段受损状况的参数,管段结构缺陷中受损最为严重的分值;

2013年1月18日,中国腐植酸工业协会副理事长、新疆双龙腐植酸有限公司董事长樊金龙一行专程到会,讨论“新疆煤炭腐植酸资源调查”事宜。首先,曾理事长针对党的“十八大”提出的生态文明建设,从精神和物质两个层面阐述了“生态文明的物质性”与“腐植酸物质的生态性”的关系,指明了腐植酸新产业在生态文明建设中的重要作用。

S代表管段受损状况的参数,根据存在缺陷的点数进行计算的平均分值。

其中,损坏状况系数S按公式(2.3)计算。

(2)管段受损状况的参数S的确定应符合下列规定:

式中:F代表管段结构缺陷的参数;

 

式中:n代表管段结构缺陷的具体数量;

n2代表1.0m<纵向净距大于≤1.5m的缺陷数量;

n1代表纵向净距>1.5m的缺陷数量;

Pi2代表1.0m<纵向净距≤1.5m的缺陷分值,按表6-2取值;

Pi1代表纵向净距>1.5m的缺陷分值;

“我也不知道为什么,不过,今天给了那个乞丐2块钱以后,我感觉心里很踏实,下次再看见他,我肯定不怕了。”

α代表结构缺陷的影响系数,它与缺陷的间距存在联系。当1.0m<纵向净距≤1.5m时,α=1.1。

(3)当管段存在结构缺陷的情况下,结构缺陷的密度应按下式计算:

 

式中:SM代表管段结构缺陷的密度;

L代表管段长度(m);

要想在实际工作中实现对生产规模的提升,就应该进行必要的产业化生产,只有这样才能在实际工作中实现对农产品成本的显著控制与降低。而要想达成当前的工作目标,培育和发展新型经营主体是一项十分重要的环节。当前很多新型经营主体对于这一工作还缺乏必要的认识,导致出现了很多问题。

Li2代表1.0m<纵向净距≤1.5m的结构缺陷长度(m)。

 

4.2 对管道状况进行的检测评估

对管道进行检测及评估主要发生在末期,是对管道合理养护以及修复的重要前提和基础,其准确性能够极大的影响到后期工作。而从管道工程的角度而言,管道工程的主要目的是要在管道有效的使用年限之内,保证管道的安全性、适用性以及耐久性,从而使管道的作用和功能得到正常发挥。因此,检测及评估的相关工作就显得非常重要。

对管段缺陷进行有效的评估可从两方面进行:对功能状况进行评级和对结构状况进行评级,根据不同等级而言,一些处理建议也会出现在具体的规范规定之中。

(1)对管道的功能状况进行评估

本文提出基于最小生成树的K-Means算法划分脑区或ROI。利用隐马尔科夫模型揭示了大脑不同网络之间的转换不是完全随机发生的,这种非随机的大脑网络序列本身是有层次结构的,呈现出两个不同的亚稳态网络系统。基于SVD算法计算出网络内聚力的大小,全面分析当前大脑状态动力学的有关研究。

MI=0.8*G+0.15*K+0.15*E

式中:MI代表管道功能状况评估以及养护的指数

“他们跟踪我有段时间了,最近越来越肆无忌惮。我知道你和我回家是一条路,就故意让老师换座位,心想,多个人一起走他们应该会收敛一些。不过,这事我没告诉老师。”

G代表功能缺陷的参数

K代表地区重要的参数

Li1代表纵向净距>1.5m的结构缺陷长度(m);

E代表管道重要的参数

(2)对管道的结构状况进行评估.

RI=0.7*F+0.1*K+0.05*E+0.15*T

为验证不同规模的货位分配问题对EMBBO算法解集质量的影响,另外选取3种规模的货位分配任务对算法进行测试,上述其他参数保持不变,4类货物的货物数量如表6所示。

式中:RI代表管道的结构状况评估的指数,也就是修复指数;

F代表地区结构缺陷的参数

K代表地区重要参数;

T代表土质影响参数。

本研究运用多种文本处理和分析工具,对鲁迅小说所用字和词进行了定量统计,并将结果与北京语言大学的相关语料进行了对比。从高频字看,两种语料虽形符数(tokens)差异极大,但相同度高达83%。不论语言作品的内容如何或数量多少,高频字是语言的基础要素。100个高频词在两种语料中覆盖率均在50%左右。

(3)对评估结果进行分析

 

5 CCTV技术应用实例

5.1 检测结果与分析

本次检测的地点是:厦门市思明区某区域雨水管道,检测对象为Y1~Y21及YX0~YX3段雨水管道,管径300mm和300mm,管道材料为HDPE双壁波纹管。表5为该管段的部分检测结果。

易错点提示:①注意特殊物质中所含微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)的数目,如Ne、D2O、1 8O2、H3 7Cl等。②注意物质中所含化学键的数目,如CO2、CnH2n+2、Na2O2、金刚石、SiO2等。③注意区分离子晶体、分子晶体和原子晶体等。④注意特殊物质的电子式,如Na2O2、HClO等。⑤注意物质的特殊结构,如苯环等。

 

表5 检测结果一览表

  

管段S平均值Smax 缺陷等级功能缺陷等级Y8~Y9 Y9~Y10管径(mm)300 300 6 6 10 10ⅣⅣ缺陷密度SM 0.251 0.108修复指数Ri 7.6 7.6ⅡⅡ

5.2 分析

在进行本次的检测过程中,发现存在结构性缺陷以及功能缺陷共计48次、其中,结构性缺陷共计39处、功能性缺陷共计9处。在结构性缺陷的各项级别中,1级缺陷共计15处、2级缺陷共计12处、3级缺陷共计8处和4级缺陷共计4处。可以看出,该区域雨水管道的健康状况不容乐观,平均6.6m就有一处缺陷,其所占的比例能够达到36.87%。对达到2级的管道较少时,应该对其进行实时跟踪养护;对于缺陷能够达到3级和4级的管道,应该尽快或马上对其进行修复。

微电网和泛能网的特征比较如表2所示。从核心功能而言,微电网和泛能网都是满足局部地区的用电/用能需求,实现能源的自平衡。从能源品种而言,微电网主要是供应电力,泛能网则强调多种能源的梯级利用和综合优化利用。从应用场景而言,微电网主要是应用于电网延伸不足、可再生能资源充足的地区和对供电质量有特殊要求的用户。泛能网应用于对冷热电需求较大的工业园区,通过多种能源之间的转换,提升能源利用效率。微电网、泛能网和智能电网的建设,都是以实现更加清洁、高效、灵活的用能为目标,是现代能源体系的重要组成部分。

后评估作为检验配电网规划成效、改进配电网规划工作的手段之一,其重要意义已得到广泛认知,电网企业在加强配电网规划工作时普遍提出了后评估的要求。

如图2所示,为管道缺陷的总体构成情况。从中可知,在管道缺陷中出现变形、错口以及破裂的情况比较多,其中变形所占比例最大,为48.72%,错口和沉积分别占了35.9%和5.13%;

对各种管材存在的不同缺陷的比例进行研究分析,经过研究分析的结果可以表明,错口是钢筋混凝土管中最主要的缺陷,其存在的比例能够达到68%,平均单位的缺陷可达到5.1m,而塑料管接口的缺陷却很少,出现脱节、错口以及接口材料出现脱落的总体比例仅仅只有1%。根据上述分析,施工、管材、地质等许多方面的因素共同导致钢混管道所形成的接口缺陷:而UPVC双壁波纹管是通过应用承插橡胶圈来完成柔性接口,其主要的目的就是为了使接口问题得以出现。但UPVC双壁波纹管材质存在较脆的缺点,在管道施工、运输以及运行的过程中很可能发生起伏。

对管道单位缺陷长度和管径之间的关系进行分析,分析结果表明,小管径的管道非常容易形成错口、破裂、起伏、沉积以及结垢等缺陷;而由于管径的逐渐增大,单位缺陷在管长方面也随之得到增加,并且缺陷发生率也得到下降。通过相关分析确定,小管径管道的埋深一般比较浅,而且其流量也比较小、所接入接出的点相对来说比较多,这受外界因素产生的影响较大,因此,也非常容易产生一些缺陷方面的问题;而在大管径管道方面却与之相反。

考虑到手持操作方便,且不易疲劳,剪叶器不易过大和过重。为此,选定月牙形开口最大外形尺寸(直径方向尺寸)为200mm,开口面积大小即由尺寸R决定。通过制作5种不同R值的月牙形开口对烟苗竖膀期的一盘烟苗进行剪切[2](按农艺要求剪掉烟苗大叶片的1/3,以距生长点3~4cm 为宜),对集叶网袋收集到的碎叶和散落在育苗盘上的碎叶进行称重,算出集叶率,通过集叶率反映集叶效果。试验数据如表1所示。在表1中,集叶量代表剪叶器集叶网袋收集到的碎叶质量,漏集量代表剪叶过程中散落在育苗盘上的碎叶质量,集叶率=集叶量/(集叶量+漏集量),时间为完成1盘烟苗剪叶的时间。

6 建议结论

6.1 检测过程中必要的安全措施

CCTV检测技术虽使劳动强度有所降低,也保障工作人员的安全,及时进行对管道的清理是投入使用的管道进行检测的基本前提。通常来讲,在所有的排水管道中,尤其是排污管,其具有复杂的内部环境,并且非常容易发生危险,所以在对管道进行清理的过程中,应该按照相应的流程的规范来进行,以保证工作人员的人身安全。

6.2 进行定期检查和维护工作

给排水管道的分布形式是以并联与串联相结合的整体,如果管段存在问题,可能会使整个区域的管道受到影响。所以,在管道正常投入使用过程中,一定要对其进行定期检查和维护。

参考文献:

[1] CJJ 181-2012.城镇排水管道检测与评估技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[2] 邓志凌,等.CCTV技术在排水管道状态检测中的应用[J].城市勘测,2009(5):130~133

[3] 杨印臣.地下管道检测与评估[M].北京:石油工业出版社,2008,23~28.

[4] 段新虎.管道内窥摄像检测技术在国外企业中的应用[J].冶金动力,2010(5).

 
廖渊智
《绿色环保建材》 2018年第06期
《绿色环保建材》2018年第06期文献

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