排水管网缺陷自动定量评估方法技术

本发明专利技术公开了排水管网缺陷自动定量评估方法，步骤1：将排水管道缺陷类型分为五类；根据排水管道缺陷的严重程度分为四个等级；依据物理量α值的大小确定缺陷等级，再根据这四个等级进行打分；步骤2：通过计数像素来确定排水管道缺陷的面积、长度和角度，得到缺陷数据，按照这五类排水管道缺陷的特性，使用缺陷数据衡量排水管道缺陷的大小；步骤3：依据排水管道缺陷的等级划分和重要程度打分，确定排水管道缺陷的类型、严重程度、以及缺陷密度，再依据严重程度和缺陷类型建立管段修复模型，评估管段修复等级。本发明专利技术的方法，在一定程度上可提高排水管道缺陷评估的效率，减轻判读人员的工作量，具有一定的实用意义。具有一定的实用意义。具有一定的实用意义。

【技术实现步骤摘要】
排水管网缺陷自动定量评估方法


[0001]本专利技术属于排水管网的缺陷评估
，具体涉及一种排水管网缺陷自动定量评估方法。

技术介绍

[0002]城市地下排水管网如同城市的“血管”，与城市的发展密不可分，是现代化城市建设不可或缺的一部分。随着城市发展对生态环境的要求，开始对城市排水管网进行系统排查，但是当前基于规程的排水管道缺陷量化评估方法还是依托于专业人员通过肉眼对缺陷严重程度的评判，该方法存在诸多缺点，已不能满足高效化发展的需求。
[0003]城市排水管网系统的健康运行对于城市的公共健康、安全至关重要，当前相关部门高度重视管道缺陷的排查，CCTV检测系统的应用，取代了传统的检测方法，可以获得管道内部的视频数据，为后期管道维护与修复提供依据。检测人员通过判读CCTV检测视频，判断是否存在缺陷并评估缺陷等级出具评估报告，由于视频数据量庞大、专业判读人员的状态时刻在改变，因此，该过程高度依赖判读人员的专业水平和工作状态，存在主观性强和出错率高等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供排水管网缺陷自动定量评估方法，解决了现有技术中排水管道缺陷评估的效率不够高、判读人员的工作量较大的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是；
[0006]排水管网缺陷自动定量评估方法，具体按照如下步骤进行：
[0007]步骤1：将排水管道缺陷类型分为接口类缺陷、管道底部主要缺陷、管道上壁主要缺陷、变形以及支管暗接的五类；根据排水管道缺陷的严重程度分为轻度、中度、重度以及严重四个等级；依据物理量α值的大小确定缺陷等级，再根据这四个等级进行打分；
[0008]步骤2：通过计数像素来确定排水管道缺陷的面积、长度和角度，得到缺陷数据，按照这五类排水管道缺陷的特性，使用缺陷数据衡量排水管道缺陷的大小；
[0009]步骤3：依据排水管道缺陷的等级划分和重要程度打分，确定排水管道缺陷的类型、严重程度、以及缺陷密度，再依据严重程度和缺陷类型建立管段修复模型，评估管段修复等级。
[0010]本专利技术的特点还在于；
[0011]步骤1中：接口类缺陷包括错口、起伏、脱节；管道底部主要缺陷包括障碍物和沉积；管道上壁主要缺陷包括破裂和腐蚀。
[0012]步骤1中，接口类缺陷严重程度用物理量α＝l/d表示；其中，l为错口、起伏或脱节的距离；d为管壁厚度；
[0013]管道底部主要缺陷严重程度用物理量α＝a/s表示，其中，a为障碍物或沉积缺陷的面积；s为排水管道的横截面面积；
[0014]管道上壁主要缺陷严重程度用物理量α＝l/d表示，其中，l为破裂或腐蚀缺陷的长度；d为排水管道的横截面周长；
[0015]管道变形严重程度用物理量表示，其中，θ为变形的角度；
[0016]支管暗接严重程度用物理量α＝l/d表示，其中，l为暗接支管伸入到排水管道中的长度；d为主排水管道的直径。
[0017]步骤2具体为：缺陷面积是使用Python的numpy库的布尔索引实现的，numpy是支持大量的数组和矩阵运算，为矩阵运算提供大量的数学函数库；使用Python的numpy库的布尔索引实现语义分割结果图像缺陷像素的提取，确定缺陷像素个数，再通过确定CCTV检测的拍摄视场和焦距，建立缺陷分割图像、拍摄原图和视场大小的关系，实现管道缺陷自动识别和严重程度量化计算，以便进行缺陷等级划分和分值确定；缺陷分割输出图的大小与视场大小之间的关系如下公式(1)：
[0018][0019]其中，W为视场宽度；H为视场高度；s”为分割图像面积；w'，h'为采用1/3CCD摄像机拍摄时，拍摄原图的宽度和高度；w”，s”为分割图像的宽度和高度；s'为拍摄原图的面积；
[0020]由此可得缺陷面积计算式如下公式(2)：
[0021][0022]步骤3具体为：用评定管段损坏状况参数F评定管段损坏状况，当S
max
≥S时，F＝S
max
；当S
max
<S时，F＝S；S
max
为管段损坏状况参数，管段缺陷中损坏最严重处的分值；S为管段损坏状况参数，按缺陷点数的平均分值；
[0023]管段损坏状况参数S用以下方式计算：
[0024][0025]其中，S
max
＝max{P
i
}；n＝n1+n2；n为管段的缺陷数量；n1为纵向净距大于1.5m的缺陷数量；n2为纵向净距大于1m不大于1.5m的缺陷数量；P
i
为对应纵距的缺陷分值；β为缺陷影响系数；
[0026]管段的缺陷密度按照如下公式(4)计算
[0027][0028]其中，S
M
为管段缺陷密度；L为管段长度；L
i1
为纵向净距大于1.5m的缺陷长度；L
i2
为纵向净距大于1m且不大于1.5m的缺陷长度；
[0029]根据得到管段损坏参数F和管段缺陷密度S
M
，进行管段缺陷等级的评定和管段缺
陷类型的评定；
[0030]管段状况评估模型如下公式(5)：
[0031]RI＝0.7
×
F+0.1
×
K+0.05
×
E+0.15
×
T(5)；
[0032]其中，RI为管段修复指数；K为地区重要性参数；
[0033]通过管段修复指数判断管段的损坏状况，评估管段修复等级。
[0034]本专利技术的有益效果是，本专利技术排水管网缺陷自动定量评估方法，通过建立了排水管段缺陷自动量化评估方法，以管段损坏状况、地区重要程度、管道重要程度以及埋管土质状况为影响因素，建立管段状况评估模型，判断管段的修复等级，提出管段的修复建议；本专利技术方法可以提高排水管道缺陷评估的效率，减轻判读人员的工作量，具有一定的实用意义。
附图说明
[0035]图1是本专利技术排水管网缺陷自动定量评估方法的流程图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术排水管网缺陷自动定量评估方法进行详细说明。
[0037]排水管网缺陷自动定量评估方法，具体按照如下步骤进行：
[0038]第一步：排水管道各缺陷严重程度分析；
[0039]为了减少统计的工作量和量化计算的复杂程度，将不同缺陷分为5大类。根据缺陷的严重程度，分为轻度、中度、重度、严重4个等级，依据物理量α值的大小，确定缺陷等级，再根据这四个等级进行打分，分值P记为0.5、2、5、10。
[0040]缺陷类型具体分为：接口类缺陷包括错口、起伏和脱节；管道底部主要缺陷包括障碍物和沉积；管道上壁主要缺陷包括破裂和腐蚀；变形；支管暗接。
[0041]各类缺陷分级记分标准如下：
[0042]接口类缺陷，包括错口、起伏、脱节；
[0043]接口类缺陷严重程度用物理量α＝l/d表示，l为错口、起伏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.排水管网缺陷自动定量评估方法，其特征在于，具体按照如下步骤进行：步骤1：将排水管道缺陷类型分为接口类缺陷、管道底部主要缺陷、管道上壁主要缺陷、变形以及支管暗接的五类；根据排水管道缺陷的严重程度分为轻度、中度、重度以及严重四个等级；依据物理量α值的大小确定缺陷等级，再根据这四个等级进行打分；步骤2：通过计数像素来确定排水管道缺陷的面积、长度和角度，得到缺陷数据，按照这五类排水管道缺陷的特性，使用缺陷数据衡量排水管道缺陷的大小；步骤3：依据排水管道缺陷的等级划分和重要程度打分，确定排水管道缺陷的类型、严重程度、以及缺陷密度，再依据严重程度和缺陷类型建立管段修复模型，评估管段修复等级。2.根据权利要求1所述的排水管网缺陷自动定量评估方法，其特征在于，步骤1中：接口类缺陷包括错口、起伏、脱节；管道底部主要缺陷包括障碍物和沉积；管道上壁主要缺陷包括破裂和腐蚀。3.根据权利要求2所述的排水管网缺陷自动定量评估方法，其特征在于，步骤1中，接口类缺陷严重程度用物理量α＝l/d表示；其中，l为错口、起伏或脱节的距离；d为管壁厚度；管道底部主要缺陷严重程度用物理量α＝a/s表示，其中，a为障碍物或沉积缺陷的面积；s为排水管道的横截面面积；管道上壁主要缺陷严重程度用物理量α＝l/d表示，其中，l为破裂或腐蚀缺陷的长度；d为排水管道的横截面周长；管道变形严重程度用物理量表示，其中，θ为变形的角度；支管暗接严重程度用物理量α＝l/d表示，其中，l为暗接支管伸入到排水管道中的长度；d为主排水管道的直径。4.根据权利要求1所述的排水管网缺陷自动定量评估方法，其特征在于，步骤2具体为：缺陷面积是使用Python的numpy库的布尔索引实现的，numpy是支持大量的数组和矩阵运算，为矩阵运算提供大量的数学函数库；使用Python的numpy库的布尔索引实现语义分割结果图像缺陷像素的提取，确定缺陷像素个数，再通过确定CCTV检测的拍摄视场和焦距，建立缺陷分割图像、拍摄原图和视场大小的关系，实现管道缺陷自动识别和严重程度量化计算，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何敏，高徐军，马勃，王成荣，王琦，赵沁楠，宇琦琦，王妥，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：