一种管廊渗漏病害的实时监测和动态反馈方法技术

本发明专利技术公开了一种管廊渗漏病害的实时监测和动态反馈方法，包括：周期性地采集易渗漏部位的渗漏图像；求取渗漏水区域的面积；计算渗漏水的流量、流速；对计算得到的流量、流速进行统计分析；将每次计算得到的流量、流速与前期的统计分析结果进行对比，若有明显异常，发出初级预警；在发出初级预警时，将异常结果与分级预警阈值进行对比，若达到相应的分级预警阈值，发出二级预警；在发出二级预警时，存储当时的监测图像，判断渗漏水发生的原因；根据以往的处置方法针对性给出该病害的处理措施。本发明专利技术分析渗漏水的原因，然后进行预警，并针对渗漏水的原因提出相应的处理措施，以解决现有技术中渗漏监测和防治的不足。技术中渗漏监测和防治的不足。技术中渗漏监测和防治的不足。

【技术实现步骤摘要】
一种管廊渗漏病害的实时监测和动态反馈方法


[0001]本专利技术属于管廊渗漏病害防治
，具体涉及一种管廊渗漏病害的实时监测和动态反馈方法。

技术介绍

[0002]近年来，为提高城市综合承载能力，美化环境，地下综合管廊迅速发展，但综合管廊在地下埋置，存在很多如施工缝等易渗漏水的部位。渗漏水问题如不能及时处理，可能造成缩短设备使用寿命，增加维护成本等后果，需引起高度重视。又因为地下基础设施特殊、复杂的环境导致渗漏水病害检测存在着运动不灵活、不准确及不全面等缺陷。现有的人工量测法安排工人按照一定的日期进行肉眼监测，判断是否有渗漏水的情况，肉眼的监测难免因没有一个标准而出现误判的情况；钻孔调查法需要在工作面上钻孔后插入内窥镜判断渗漏水问题，会对隧道的稳定性造成一定的影响；光纤传感系统在隧道渗漏水监测方面所用较少，理论与应用技术还不够成熟；机器人巡检法存在巡检周期较长，无法及时监测到渗漏水出现的时间，同时，由于地下基础设施的特殊性，巡检机器人只能够监测到当前渗漏水流量，不能监测渗漏水的动态变化过程，因此很难通过渗漏水的流量来分析出导致流量变化的原因，所以需要一种能对易渗漏水部位的流速、流量、作用范围进行定量监测和动态反馈的系统来保证渗漏水问题得到及时、有效的处理。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术的目的在于提出一种管廊渗漏病害的实时监测和动态反馈方法，分析渗漏水的原因，然后进行预警，并针对渗漏水的原因提出相应的处理措施，以解决现有技术中渗漏监测和防治的不足。
[0004]本专利技术是这样实现的：一种管廊渗漏病害的实时监测和动态反馈方法，包括：步骤一：在管廊易渗漏部位安装监控装置，对运营中的管廊进行长期动态监测，周期性地采集易渗漏部位的渗漏图像；步骤二：根据采集到的渗漏图像求取渗漏水区域的面积；步骤三：根据两次得到的渗漏水区域的面积，以及采集图像的时间间隔和所采集图像处的衬砌厚度，计算渗漏水的流量、流速；步骤四：对计算得到的流量、流速进行统计分析，并将统计分析结果上传至监控中心，同时周期性地存储有代表性的渗漏图像；步骤五：将每次计算得到的流量、流速与前期的统计分析结果进行对比，若有明显异常，发出初级预警；步骤六：在发出初级预警时，将异常结果与分级预警阈值进行对比，若达到相应的分级预警阈值，发出二级预警；步骤七：在发出二级预警时，存储当时的监测图像，将监测到的图像以及流速、流
量与前期的统计分析结果进行对比，判断渗漏水发生的原因；步骤八：根据渗漏水发生的原因，分析得出以往发生过与此次渗漏病害最相似的病害，并根据以往的处置方法针对性给出该病害的处理措施。
[0005]较佳的，步骤一中，易渗漏部位包括结构缝、混凝土开裂处、穿线套管、集水井部位。
[0006]较佳的，步骤一中，图像采集间隔随汛期和非汛期而变化。
[0007]较佳的，步骤三中，渗漏水的流量按如下公式计算：式中，T代表渗漏水的流量，s代表渗漏水区域的面积，H代表渗漏水处衬砌的厚度；流速按如下公式计算：式中，v代表渗漏水的流量，t代表两次监测之间的时间，s1代表第1次测得的渗漏水面积，s2代表第2次测得的渗漏水面积。
[0008]较佳的，步骤四中，根据流速统计分析结果动态调整图像采集间隔，初始的采样间隔取为1分钟每次，后一次的间隔由上一次和本次测得的流速来确定，在某一次流速大于上一次流速的情况下，下一次的取样间隔取为上一次取样间隔的0.75倍，而当某一次流速小于上一次流速的情况下，下一次的取样间隔取为上一次取样间隔的1.25倍。
[0009]较佳的，步骤六中，二级预警具体包括：（1）当流速≤100ml/分时，判定衬砌渗漏程度为轻微，安全等级为Ⅰ级，安全状况为安全，发出Ⅰ级预警；（2）当100ml/分＜流速＜500ml/分时，判定衬砌渗漏程度为一般，安全等级为Ⅱ级，安全状况为潜在不安全，发出Ⅱ预警；（3）当流速≥500ml/分时，判定衬砌渗漏程度为严重，安全等级为Ⅲ级，安全状况为不安全，发出Ⅲ级预警。
[0010]较佳的，步骤七中，判断渗漏水发生的原因采用Hausdorff距离，具体为：计算监测到的数据与以往所监测到的数据之间的Hausdorff距离，Hausdorff距离用以下公式计算：用以下公式计算：用以下公式计算：式中，H(A,B)为双向Hausdorff距离，h(A,B)和h(B,A)为A到B和B到A的单向Hasudorff距离，A代表本次发出预警时监测到的渗漏水流速数据集，B代表以往储存的渗漏水流速数据集，a和b分别为数据集中的元素。
[0011]较佳的，步骤七中，渗漏水的原因包括：（1）汛期水量增大导致渗漏水流速增加；
（2）结构变形开裂导致渗漏水流速增加；（3）混凝土缺陷或者劣化引起的渗漏水。
[0012]较佳的，根据步骤七中分析的原因，步骤八采取的处理措施包括：（1）对比同期渗漏水流速变化趋势以确定是否是汛期水量增大导致渗漏水流速增加，若流速变化趋势与同期渗漏水变化趋势之间的误差不超过10%，则判定为正常情况，不处理；若渗漏水流速变化不是因汛期影响，则继续对比渗漏水流速变化趋势；（2）若渗漏水变化趋势与结构变形开裂引起的病害一致，此时对结构进行检测，对于不断扩大的结构裂缝进行处理，消除结构裂缝；（3）若渗漏水变化趋势与混凝土缺陷或者劣化引起的病害一致，此时对混凝土进行简单的处理来防治渗漏水病害即可。
[0013]较佳的，还包括步骤九：根据长期的监测结果，对分级预警阈值进行动态的反馈修正。
[0014]本专利技术相对于现有技术的有益效果是：本专利技术提出的一种管廊渗漏病害的实时监测和动态反馈方法，具有如下显著的有益效果：（1）利用图像处理技术将渗漏水的问题进行定量化分析，对渗漏水问题有准确的判断；（2）对于运营中的管廊进行长期的动态监测，同时保留长时的数据来进行分析，根据监测获得的数据来判断出渗漏水发生的原因，与巡检机器人相比，巡检机器人只能够检测到渗漏水量产生变化，无法据此推断出产生渗漏水的原因，本专利技术可以通过长期对于易渗漏水部位的监测，获得长期的数据来判断出渗漏水发生的原因例如在汛期时渗漏水流速增加属于正常的情况，不需要处理；有些渗漏水是因为结构变形开裂，裂缝不断的累积导致流速不断增加，需要对结构进行处理；也有一些是因为混凝土的缺陷或者劣化，引起的渗漏水，简单处理即可；（3）对渗漏水问题进行分级预警，分为两级预警，初级预警代表管廊监测数据出现明显异常，提前发出橙色警报，早发现，早预防，早采取措施，二级预警代表与分级预警阈值进行对比，并且在发出二级预警时存储当时的监测图像，既对比监测到的图像，同时又对比流速、流量数据，图像是直观的定性分析，数据是定量分析，以提高监测分析的准确性；同时，降低人工巡检的工作量，降低管廊运维成本。
[0015]（4）二级预警又根据分级预警阈值分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个不同级别的预警，判断渗漏水发生的原因，并根据渗漏水发生的原因分析给出具有针对性的处置措施。
[0016]（5）国内的城市综合管廊自2015年之后才开始大规模建造，运营时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管廊渗漏病害的实时监测和动态反馈方法，其特征在于包括：步骤一：在管廊易渗漏部位安装监控装置，对运营中的管廊进行长期动态监测，周期性地采集易渗漏部位的渗漏图像；步骤二：根据采集到的渗漏图像求取渗漏水区域的面积；步骤三：根据两次得到的渗漏水区域的面积，以及采集图像的时间间隔和所采集图像处的衬砌厚度，计算渗漏水的流量、流速；步骤四：对计算得到的流量、流速进行统计分析，并将统计分析结果上传至监控中心，同时周期性地存储有代表性的渗漏图像；步骤五：将每次计算得到的流量、流速与前期的统计分析结果进行对比，若有明显异常，发出初级预警；步骤六：在发出初级预警时，将异常结果与分级预警阈值进行对比，若达到相应的分级预警阈值，发出二级预警；步骤七：在发出二级预警时，存储当时的监测图像，将监测到的图像以及流速、流量与前期的统计分析结果进行对比，判断渗漏水发生的原因；步骤八：根据渗漏水发生的原因，分析得出以往发生过与此次渗漏病害最相似的病害，并根据以往的处置方法针对性给出该病害的处理措施。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一中，易渗漏部位包括结构缝、混凝土开裂处、穿线套管、集水井部位。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一中，图像采集间隔随汛期和非汛期而变化。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤三中，渗漏水的流量按如下公式计算：式中，T代表渗漏水的流量，s代表渗漏水区域的面积，H代表渗漏水处衬砌的厚度；流速按如下公式计算：式中，v代表渗漏水的流量，t代表两次监测之间的时间，s1代表第1次测得的渗漏水面积，s2代表第2次测得的渗漏水面积。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤四中，根据流速统计分析结果动态调整图像采集间隔，初始的采样间隔取为1分钟每次，后一次的间隔由上一次和本次测得的流速来确定，在某一次流速大于上一次流速的情况下，下一次的取样间隔取为上一次取样间隔的0.75倍，而当某一次流速小于上一次流速的情况下，下一次的取样间隔取为上一次取样间隔的1.25倍。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小燕，卢尚威，韩宝江，江华，唐超，王晓静，余刚，王冰，王磊，张建海，安朝栋，禹韶阳，刘佳宁，杨晓飞，张骁，
申请(专利权)人：北京城建勘测设计研究院有限责任公司中铁电气化局集团有限公司北京京投城市管廊投资有限公司，
类型：发明
国别省市：