地下燃气管道查找定位的方法

地下燃气管道查找定位的方法

发表时间：2008年10月16日

摘要：介绍了地下燃气管道查找定位的5种方法——纸质竣工图、地理信息系统、管道探测仪、地下电子标志系统、地表标志。

关键词：燃气管道；定位；管理

城市地下燃气管道是燃气公司主要的固定资产，各燃气公司都高度重视地下燃气管道的管理与维护[1]。在实际工作中，由于城市建设步伐加快，建筑拆迁增多，道路拓宽改造等因素，原有参照物发生变更与消失，特别是PE管材的应用，依照原有的定位方法会大大影响对管道的精确定位。因此燃气管道定位方法的选择十分重要。

1 纸质竣工图

此方法为所有燃气公司应用的常规方法。其优点是直观，也便于资料的交接。缺点是不易保存，管道图不易更新，地形图不能更新，不易查阅，不能共享；依赖现场参照物定位，在市政大规模建设时期，失去现场查找管道的应用价值。

2 地理信息系统(GIS)

GIS是描述、采集、存储、管理、分析地球表面及空间和地理分布有关的数据的信息系统[2、3]。它是以地理空间数据库为基础，在计算机硬、软件环境的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，实时提供多种空间和动态的地理信息，为各类研究、综合评价、管理、定量分析和决策服务而建立起来的一类计算机应用系统。燃气行业中的很多公司例如北京燃气、深圳燃气、港华下属一些合资公司等都在应用。

地理信息系统是由软件、硬件和描述地理信息(如街道、地界、燃气管道等)及相关附属信息的数据所组成的计算机系统。它与地图及普通的信息资料系统的主要区别在于：它不仅可以展示一条街道，从中还可以知道街道名称、是否单行线、管道铺设时间等信息，并可把不同类型的数据按用户的需求有机地结合在一起，使用户能更有效地管理和使用这些数据。地理信息系统是一种功能强大的、形象化的分析工具。

有效管理城市燃气输配系统，充分为城市经济发展服务，是燃气公司、市政管理部门所关注的问题之一。欧美发达国家对城市燃气输配系统的管理工作进行了研究，很多城市建立了完善的档案系统，一些先进的技术手段，如GIS、管道遥控检测等已被用于管理中。针对城市燃气管网安全第一等具体特点，建立以GIS技术和计算机技术为支撑的城市燃气管网GIS，代替传统的管网资料管理方法，能最大程度地满足燃气管网的资料维护、信息查询、报警抢险等日常事务的需要，也为提高燃气行业服务质量、管理水平，加强燃气生产调度和突发事件处置能力，以及保障安全供气，提供了高效率的支持。

根据城市燃气管网自身的特点和管理上的要求，在设计城市燃气管网地理信息系统时应充分考虑如下要点：①燃气管网信息具有时间特征，因而系统是具有时间和三维空

间数据的四维信息系统；②燃气管网在空间分布上具有不均匀性，因而数据信息量具有随着发展而急剧增长的特征，系统需要具有处理急剧增长的数据信息量的能力；③燃气管网数据必须完整、准确，具有现实性，要求信息系统是一个动态可维护的信息管理系统；④系统要能够提供设施管理与自动制图的技术和数据支持，满足13常业务的需要；

⑤系统的数据应能够共享，具有网络多用户的并行处理能力。

GIS的优点：

① 具有空间信息和属性信息。便于实现燃气管网查询、统计、分析；便于实时数据更新，可以共享。

② 数据资源多源化。系统可以接受GIS本身的数据格式和其他数据格式，如地下管道的测量数据。

③ 结构模块化设计。易于升级与优化，具有三维显示功能，能对地下管道进行剖面三维显示，界面友好，操作简便。

GIS的缺点：

由于系统中地形更新滞后于实际地形的变化，需要人力进行系统组织、管理、维护、数据更新、系统扩充完善、应用程序开发，并灵活采用地理分析模型提取多种信息，为研究和决策服务，因此在实际应用中的维护成本较高。另外，仅依据GIS实现管道的现场精确定位目前还存在一定困难。具体问题体现在以下3方面：

① 管网基础资料整理难度很大，要全面清查整理管网资料，通常要投入大量的人力、物力和时间，往往还要借助外部力量，引进先进的探测技术及经验。

② 城市地形图供应难如人意，燃气管网图形建立在城市地形图基础上，而近20年来城市建设发展的速度非常快，因此需要经常修测城市地形图，而修测地形图投入大，费用高，企业难以承受。少数城市注重城市地形图的管理，建立了统一协调的管理体系，并且投入了大量资金，从而保证了地形图能够及时修测。

③ 管理手段落后，目前几乎还是用传统的人工管理方法管理大量的管网资料。由于管网新建、改造工程不断，点多面广，加上特事特办仍有一定数量，因此工程竣工资料仍难以及时地按规范形成，前清后乱问题突出。收集的新资料也难以及时发挥作用，各应用部门为弄清新旧管网之间的关系，投入大量时间和精力，形成的成果又难以共享。

3 管道探测仪器

金属管道探测仪可以在不开挖的情况下探测出地下燃气管道的走向、深度，适用于城市管网的普查与防护。该类仪器的工作原理为：通过发射器向地下管道发射电磁波信号，反射波被接收器接受后，根据显示的数字或图像信号即可判断出管道的走向、埋深。对于非金属管道，一般采用在管道处埋设金属示踪线的方法，利用金属管道探测仪来探

测非金属管道。

该方法的优点是使用比较简单，便于维护部门使用。该方法的缺点如下：

① 电磁波信号易受干扰，在管道密集区域易受邻近管道干扰，无法探测非金属管道。市政管网中燃气、供水、电力、通信等各种管道通常都拥挤在一起，利用金属管道探测仪无法识别探测到的金属管道中哪一条是燃气管道，往往通过运行维护人员的记忆及经验来判断，缺乏一定的科学性。金属管道探测仪在工作过程中易受杂散电波、地质环境等的影响，探测准确率不高。比较先进的探地雷达在目标管道周围有空洞、水穴、电缆干扰时，易产生误指示，对于埋设较深或管径较小的管道，难以探明。图像具有多解性，只有经过专门训练的人员才能正确判读。通过该方法即使探测到了目标管道，也只能了解管道的位置、大致的埋设深度，而对于管道其他具体信息，如建设年代、施工单位、管道压力、管径、材质、管道的三通、弯头、变径、穿越点的具体位置等详细信息，还需要查阅大量的图纸资料。对于年代久远的管道，往往资料查询起来很困难，甚至资料丢失，无法详细了解管道相关屙|生信息。

② 非金属管道在其上方敷设加装金属丝的示踪线后，在一定程度上解决了管道日后寻找的问题，但因施工中金属丝易折断，易产生腐蚀断点且施工中无法很好地处理两根金属线的接口问题，往往难以达到日后寻线的目的，还增加了施工费用，而且探测效果无法保证。

4 地下电子标志系统

电子标志系统是一种特定频率电磁波的自发、自收装置[4、5]。便携式探测仪先向地下发射特定频率的电磁波信号，当接近管道附近的电子标志时，电子标志会反射探测仪发出的信号，从而被探测仪发现接收，并通过声频变化和屏显的数据告知操作者地下设施的信息。

电子标志为完全密封结构，防水，防渗，耐腐蚀，无电源，永久埋设。敷设管道时，在管道的关键部位，如三通、弯头、接气点、钢塑转换、变径、维修过的部位、容易被风沙、泥土、冰雪覆盖的阀门井旁、管道埋设的密集区段、强磁场、强电场环境中的管道，都可根据需要埋设电子标志.以后需要查找时，电子标志能主动响应来自探测仪的扫描信号，自动提示三通、弯头等特征点的准确位置。

电子标志系统是近年来国际上流行的一项用于精确定位地下管道和设施的技术，它主要由电子标志器和标志器定位仪两种设备组成。其中电子标志器又分为普通电子标志器(Passive Marker)和电子信息标志器(ID Marker)。前者用于标记管道的路由，后者用于标记地下设施(如预留接口等)和一些具有特殊意义的点(如拐点、管道交叉等)。两者最主要的差别在于电子信息标志器中植入了一片芯片，存有唯一的10位ID编码，还可以存储如管径、压力、拐点等特定信息，而普通电子标志器没有。标志器定位仪主要用于查找电子标志器并对其储存信息进行读写，除此之外还具备探管仪的全部功能。标志器定位仪不仅能探测埋设了电子标志器的新管道，包括PE管道，还能对没埋设电子标志器的金属管道进行路由和埋深探测，一机两用，大大降低设备成本。