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1、 管道是城市重要的基础设施之一，很多管道 老化严重，带病作业，由此带来的隐患对人 民生活质量及人民生民安全的影响是巨大的 ，因此开展对排水管道的检测，及时掌握管 道结构和功能安全程度已是当务之急。 地下 管道由于其处于地下，具有隐蔽性，不便进 行人工检测，因此进行管道淤泥厚度的在线 检测确保管道畅通意义重大。 现在常用的管道淤泥厚度的检测方法主要有 人工法和CCTV检测法。 人工法，就是定期派市政工人进入管道内 部进行人工观测。对于一个城市管道系统 来说，要进行全面的检测，该方法需要耗 费大量的人力，最主要的问题是不能及时 发现淤泥沉积情况，滞后性太严重。 CCTV检测法，即闭路电视检测法。C
2、CTV 检测法采用一个闭路电视系统，通过控制 在管道内行走的机器人摄像头远程采集图 像，并通过有线传输方式，把图像进行显 示和记录，然后根据获得的图像进行分析 。该方法是目前国际上用于管道状况检测 最为先进和有效的手段。与其他检测技术 相比，安全性高，图像清晰，采集的图像 直观并可反复播放，但是该系统价格十分 昂贵。 地下管网需要布设大量的监测点，因此其成 本需要严格控制；再者，地下管网系统需要 保证实时在线监测。现有的常用监测方法不 能满足其要求：人工法需要耗费大量的人力 资源，并且安全性很低；CCTV检测法设备太 昂贵，不适合大量布设监测点；并且这两种 方法都不是在线的检测方法。 基于上述
3、情况，考虑到成本问题，现设计了 一种制造技术简单，价格低廉的解决方案， 该方案实现了实时在线检测功能。由于成本 低廉该方案适合在地下管道中大量布设，并 且操作简便无需专业技术培训。其原理结构 图如下： 本 方 案 的 结 构 原 理 简 图 上图中，CD杆的底端（C端）是悬空的， CD杆为金属材料，表面需要进行防水处理。 CD杆顶端（D端）为铰连接，此处设计为铰 连接的目的是当清理淤泥时可以收起来，避 免妨碍淤泥清理工作； 电子称和无线传感器相连，通过无线传感器 进行数据和控制指令的传输； AEB面为弧形的，采用的材料为塑料，表面为 光滑的，设计为光滑的弧形面可以有效地防 止淤泥厚度未达到AB
4、高度时，淤泥或者是其 他物质附着上面影响检测的有效性； AEB弧 面的高度可以沿CD杆的方向调节。 AFB为圆锥形，设计为圆锥形的目的是防止有 淤泥或者其他物质附着于其表面，并且相对 来讲节省材料； 当淤泥的厚度达到AEB面时即达到报警厚度。 此时由于附着与AEB面的淤泥对AEB面有重力 作用，该作用力通过金属杆被电子称检测到， 当电子称检测到的重力值超过其预设的阈值 时，电子称通过无线传感器将报警信息传递 出去。当上位机系统在一定时间内连续接收 到报警信息后便通知市政工人及时清理管道 淤泥。 当淤泥的厚度未达到AEB面时：（1）液面未 达到AB高度时AEB面不会受到除重力以为的 向下的外力作
5、用，因此不会发生报警信息； （2）当液面达到或超过AB高度时，液体中的 杂质可能会对AEB面产生向下的力，但是由于 该力是暂时的不可能是持续的，因此不会发 生误报警。 本方案没有采用昂贵的器材，电子称和无线 传感器都是价格低廉的电子器材，上述结构 中用到的AEBFA结构当量产时其制造成本也 十分低廉，因此对于管网系统大量布设监控 点的要求完全符合。 AEBFA结构十分简单，目前的工艺制造 水平完全可以制作出来；电子称和无线传感 器的软硬件设计和制作方面我们团队目前有 丰富的经验。 因此本方案确实可行。 本方案所提出的解决方案仅仅在理论上分析 论证是可行的，但是在实际应用中必须结合 实际需求以及
6、现场环境来进行进一步的设计， 解决方案中各种数据还需要现场实验或者是 模拟现场实验来最终确定。 目前需要通过（模拟）现场实验来确定 上述图中各个结构的最佳尺寸，并通过实验 检验方案中潜在的问题。 由于地下管道纵横交错、数量众多，因此一 个城市可能需要布设成千上万个监测点。如 此众多的监测点会发生很大的数据流，面对 庞大的数据流我们需要保证数据能安全传输， 确保数据的丢失率控制在尽量小的 范围；面 对庞大的监测点，如何合理的组网会对数据 的传输效率和传输质量有重大影响。 信息的检索效率也是我们需要进一步研究的 课题。如何从大量的数据中高效的检索出有 用的信息，如何设计算法确保检索高效并且 能准确且及时定位报警信息产生的监测点位 置等问题也是我们需要进一步研究的问题。
