智能巡線系統在給水管道巡線管理中的應用

楊建軍　尹麗

摘 要：智能巡線系統結合了移動通信、定位等先進技術，移動端采用按照智能手機，設計了從現場移動端到后臺管理平臺的完整體系架構，應用在給水管道的巡線管理中，旨在從信息化角度出發，以技術為手段，以管理為目標。為企業提升管理水平。

關鍵詞：管道巡線；智能手機；

中圖分類號： TP315 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）25-200-2

0 引言

自來水管道敷設在城市道路下方，地基沉降，施工等外力的擾動都將造成地下管網故障，如何加強管道日常巡線監控，確保管道巡線質量，預防管道第三方破壞，從而確保城市供水管線安全，給供水企業管線巡檢工作提出了更高的要求。

但是目前舊的管道巡檢管理存在著兩大難點，一是線路巡檢的到位率和巡檢質量的高低完全憑借巡檢人員的自覺性，管理人員無法跟蹤巡線人員的工作路線，不能有效管理巡線質量，管線狀態和設施運行數據的真實性得不到保證。二是巡檢記錄不規范、缺乏現代化管理手段，巡線獲得管線和附屬設施的運行狀況、運行參數無法方便、可靠的記錄存檔，巡檢填寫紙版巡線日志，巡檢信息，保存不便，電腦存檔，存在人為誤差，同時耗工費時。

1 系統架構

智能管線巡查管理系統是自前端移動設備貫穿至后臺的整體解決方案。從邏輯的系統架構上，包含移動終端、通信服務器、Web 應用服務器和數據庫服務器。

2 移動終端的選擇

隨著國內市場上智能手機的迅速普及，同時現有智能手機3個重要的功能使智能手機成為管道巡線系統中移動終端可行的選擇。主要功能如下：①具備GPS衛星的搜索跟蹤和定位速度等數據采集功能。②具有PDA的功能：包括PIM（個人信息管理）、日程記事、任務安排、多媒體應用、瀏覽網頁。③具有開放性的操作系統：擁有獨立的核心處理器（CPU）和內存，可以安裝更多的應用程序，使智能手機的功能可以得到無限擴展。

3 智能手機GPS定位原理

智能手機采用Android安卓系統，定位一般有四種方法，這四種方式分別是：GPS定位，WIFI定準，基站定位，A-GPS定位

目前市面上采用最多是為其定位方式為GPS定位和Android基站定準結合的方式定位，首要是GPS定位模式，如果沒有衛星信號，即利用基站定位的數據。

3.1 Android安卓GPS定位方式

智能手機包含內置GPS模塊，由信號接收硬件和數據處理軟件兩部分組成。數據處理軟件是固化在主板芯片中的，跟電腦的BIOS一樣，介于軟件與硬件之間，說它軟是因為通過特殊設備可以刷寫它，說它硬是因為一般用戶根本動不了它。但該模塊只有接收功能，沒有發射功能。24顆GPS衛星不斷向地球發射著包含時間、衛星點位等重要參數的信息，被我們的手機收到后，手機會利用多個衛星的同一時間發出的信號到達的先后順序及時差計算出手機到各個衛星的距離，然后利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛星組成3個方程式，解算出手機的位置（X，Y，Z）。考慮到衛星時鐘與手機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛星，形成4個方程式進行求解，從而得到手機的經緯度和高程。事實上，手機往往可以鎖住4顆以上的衛星，這時，手機可按衛星的星座分布分成若干組，每組4顆，然后通過算法挑選出誤差最小的一組用作定位。要實用Adnroid平臺的GPS設備，首先需要添加上權限，直接和衛星交互來獲取當前經緯度。

GPS的工作過程概括如下：①讀取手機內存中的星歷緩存（上次的定位信息）； ②鎖定衛星并接收信號；③調用移動通信網絡將當前通訊基站的GPS位置發送給專業定位服務器；④接收專業定位服務器發來的當前通訊基站當前上空的GPS星云數據并寫入手機內存中的星歷緩存；⑤校核仰角并計算顯示；⑥自主選星并刷新緩存（退出定位也不會丟失）。

支持GPS模塊智能手機，通過GPS方式準確度是最高的，但是它的缺點也非常明顯：①比較耗電；②絕大部分用戶默認不開啟GPS模塊，從GPS模塊啟動到獲取第一次定位數據，可能需要比較長的時間；③室內幾乎無法使用。

3.2 Android基站定準方式

一般有幾種，第一種是利用手機附近的三個基站進行三角定位，由于每個基站的位置是固定的，利用電磁波在這三個基站間中轉所需要時間來算出手機所在的坐標；第二種則是利用獲取最近基站的信息將這些數據發送到google的定位web服務里，從而確定當前所在的位置信息。

3.3 智能手機的定位精度

通過專業測繪的GPS-RTK與普通智能手機的精度比較，目前智能手機精度大概在30米～50之間。

4 手機現場功能介紹

4.1 手機功能

巡查任務接收；移動版管線圖；線上考勤；軌跡記錄；必經點簽到；電子工單填寫；現場拍照；巡查結果上傳；隱患上報

4.2 手機功能展示

5 智能手機與GPS巡線器性能比較

6 結論

隨著智能手機的普及和應用，現場如果對巡線控制的精度要求不高，智能手機GPS定位功能和其安卓開放的程序設置，使智能手機成為提高管道巡線質量的較好選擇。