CN103423596A - 一种应用手持视频和闭路电视的排水管道检测及评估方法 - Google Patents

Abstract

一种应用手持视频和闭路电视的排水管道检测及评估方法，应用手持视频进行初步检测，利用手持视频的检测数据，计算获取管道变形程度、管道断裂/坍塌程度、管道接口错位程度、管道突出接口/穿管程度和管道阻塞程度，根据计算结果，按照标准进行分类，根据分类结果，执行相应操作，本发明能够有效地提高我国城市排水管道检测和评价的效率，减少排水管道清洗和闭路电视检测的工作量，节省人力物力，同时能够有效地检测出状况严重的管道缺陷，预防事故的发生，保障城市排水管网的安全运行。

Description

一种应用手持视频和闭路电视的排水管道检测及评估方法

技术领域

本发明涉及一种排水管道的缺陷检测和状况评估方法，特别涉及一种应用手持视频和闭路电视的排水管道检测及评估方法。

背景技术

近年来随着我国城镇化进程的加快，城市排水管网建设发展迅速，但与之配套的管道定期检测和维护的管理体系却发展滞后，直到某些城市管道已发生严重缺陷并造成严重损失和事故，其重要性才引起了关注。闭路电视(Closed Circuit Television,CCTV)是一种被国内外广泛接受的排水管道检测技术，它能够详实地记录大多数管道缺陷的状态，精准地锁定缺陷所在位置，但要求检测前清除管道内部障碍物及降低水位，CCTV检测效率低，操作和结果分析过程复杂，对人员素质要求高，而目前我国城市并不具备保证管道在检测前清洗的能力，也不能保证足够的人力物力投入管道的检测和评价，因此该技术在我国进行大范围推广的难度较大。手持视频（QuickView○R,QV）是一种操作更为简便快捷的视频检测方式，它由摄像头，可调节长度的操作杆和控制单元组成，摄像头可在检查井中透过管口拍摄管道状况视频，不要求降低水位，但缺点是无法对缺陷进行定位，缺陷检测不细致。手持视频已经在我国部分城市得到了应用，但目前国内外尚未建立针对手持视频的评价方法，因此大多数检测是依靠有经验的操作工人进行现场判断，没有进一步的统计和深入的评价分析，造成了检测资源和检测结果的浪费。

我国近期发布的《城镇排水管道检测与评估技术规程》规定，以结构性状况为目的的排水管道检查周期为5～10年，以功能性状况为目的的检查周期为1a～2a，检查之后均要求进行评价。但由于上述的原因，目前我国排水管道检测和评价效率普遍偏低，无法达到该规程的要求。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应用手持视频和闭路电视的排水管道检测及评估方法，可提高我国排水管道检测和评价的效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种应用手持视频和闭路电视的排水管道检测及评估方法，包括如下步骤：

步骤一，应用手持视频进行初步检测；

步骤二，利用手持视频的检测数据，进行如下计算：

（1）管道变形率获取管道变形程度；

(2)管首断裂率/坍塌率获取管道断裂/坍塌程度；

（3）管道接口错位率

获取管道接口错位程度；

（4）管道接口突出率

获取管道突出接口/穿管程度；

（5）该管道阻塞率

获取管道阻塞程度；

其中，d_o为排水管道的原始直径，d_min为管道在垂直方向或水平方向上变形后的最小直径；θ_B为断裂/坍塌部分的圆弧所在管道圆周对应的角度；g为接口错位距离，t为污水管道的壁厚；L_I为支管在干管中突出的长度，d为干管的直径；A_CL为阻塞物所占的横截面积，A为污水管道原有的横截面积；

步骤三，根据计算结果，按照如下标准进行分类：

（1）如果η_D＜10，则判断为类型1，如果10≤η_D＜50，则判断为类型2，如果η_D≥50，则判断为类型3；

（2）如果10≤η_B＜50，则判断为类型2，如果η_B≥50，则判断为类型3；

（3）如果η_DJ＜50，则判断为类型1，如果50≤η_DJ＜150，则判断为类型2，如果η_DJ≥150，则判断为类型3；

（4）如果η_I＜10，则判断为类型1，如果10≤η_I＜80，则判断为类型2，如果η_I≥80，则判断为类型3；

（5）如果η_CL＜20，则判断为类型1，如果20≤η_CL＜50，则判断为类型2，如果η_CL≥50，则判断为类型3；

步骤四，根据分类结果，执行如下操作：

（1）类型1：不做处理，仅在24个月内使用手持视频再次检测；

（2）类型2：使用CCTV做详细检测，根据结果判断是否需要修复处理；

（3）类型3：直接进行修复处理。

2、根据权利要求1所述应用手持视频和闭路电视的排水管道检测及评估方法，其特征在于，利用手持视频进行支管暗接/错接的检测：如果雨水支管接入污水干管或者未名污水管接入干管，则判断为类型2；如果污水支管接入雨水干管，则判断为类型3。

3、根据权利要求1所述应用手持视频和闭路电视的排水管道检测及评估方法，其特征在于，利用手持视频进行地下水内渗程度检测：如果排水管道有滴水现象，则判断为类型1；如果地下水形成水流进入排水管道，则判断为类型2；如果地下水形成水柱或喷涌进入排水管道，则判断为类型3。

与现有技术相比，本发明首先采用手持视频对排水管道内部情况进行初步检测判断，然后根据判断类型选择是否再需要进行CCTV检测，该发明能够有效地提高我国城市排水管道检测和评价的效率，减少排水管道清洗和闭路电视检测的工作量，节省人力物力，同时能够有效地检测出状况严重的管道缺陷，预防事故的发生，保障城市排水管网的安全运行。

附图说明

附图是本发明方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如附图所示，本发明的总体思路是：应用QV作为管道检测的第一步，建立基于QV检测的管道状况评估方法，将管道分为3类。类型1是呈现明显良好状况的管道，这类管道没必要使用CCTV重复检查，只需在24个月之内使用QV再次检测即可。类型3是管道已出现非常严重的缺陷，这类管道急需的是相应的修复措施，也可以省略CCTV检查。类型2是介于以上两类之间的管道，这类管道状况模糊，无法根据QV视频做出判断，需要使用CCTV详查，例如观察到管道接口处不平整但看不清错位的程度，或者由于拍摄光线问题无法看清内部。

在QV检测缺陷的评估方法中尽量减少缺陷的种类，如删除大多发生在细节处而QV很难检测到的缺陷，合并对管道状况产生相似影响的缺陷。最终本发明的评估方法包括7种缺陷：变形Deformation)I坍塌/断裂(Break/Collapse)I接口错位D工SPlaCedJO工nt)、突出管口/穿管IntrudingConnections)支管暗接/错接Unauthorized/MisconnectedBranch)堵塞(Clogging)地下水内渗Groundwater工nf工ltra上工on)。针对每一种缺陷分别定义了相应的特征量来度量其缺损程度。

考虑到QV的检测目的是对管道进行快速的分类，而不是准确地检测出管道出现的缺陷的个数。因此规定管道的类型等于发生在该管中最严重缺陷的等级。

缺陷定义及分级方法如下：

1)变形Deforma上工on)

定义：最初的管道截面发生了明显的改变。柔性管道如波纹管、塑料管、树脂管比较容易发生变形，但通常没有丧失结构的完整性。

分级：管道变形严重程度用变形率衡量：

${\mathrm{\η}}_D=\frac{d_o-d_{\min }}{d_o}\×100\%$

d_o为排水管道的原始直径，d_min为管道在垂直方向或水平方向上变形后的最小直径。

变形率可由QV检测获得的影像中求出。根据变形率的大小，可将管道变形的程度进行分级，如表所示，

表1管道变形分级

2)断裂/坍塌（Break/Collapse）

定义：管道破裂部分明显的发生错位而且已经移动偏离了原来的位置，称为断裂，当截面面积损失大于50%时，管道完全丧失了结构的完整性，称为坍塌。

分级：管道断裂/坍塌严重程度用以下物理量衡量：

${\mathrm{\η}}_B=\frac{{\mathrm{\θ}}_B}{360}\×100\%$

式中θ_B为断裂/坍塌部分的圆弧所在管道圆周对应的角度。

根据η_B，可将污水管道断裂/坍塌的严重程度分级，如表所示。

表2管道断裂/坍塌分级

管道断裂是严重的结构性缺陷，一旦被检查出，应立即采取进一步措施，因此没有类型1，当发生坍塌时，管道的结构完整性完全丧失，为类型3。

3)接口错位（Displaced Joint）

定义：管道与相邻管道在接口处发生错位，管道不同心。

分级：接口错位的严重程度可用下列物理量表示：

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{DJ}}=\frac{g}{t}\×100\%$

式中，g为接口错位距离，t为污水管道的壁厚。

接口错位严重程度的分级如表所示。

表3接口错位分级

4)突出接口/穿管（Intruding Connections）

定义：在排水干管中，支管接入口处有突出的部分，使得干管截面积减少，这种情况称作突出接口；若支管横穿过干管，不仅影响了干管的截面积，而且对管道结构有很大影响，这种情况称作穿管，穿管是最大程度的接口突出。

分级：突出接口用以下物理量表示，

${\mathrm{\η}}_I=\frac{L_I}{d}\×100\%$

式中，L_I为支管在干管中突出的长度，d为干管的直径。

根据η_I，将管道突出接口/穿管的缺陷程度分级，如表所示。

表4突出接口/穿管分级

5)支管暗接/错接（Unauthorized/Misconnected Branch）

定义：支管暗接是指不明的支管接入两个检查井之间的干管，增大了干管的流量；支管错接指与物管之间的错接。

分级：支管暗接/错接的严重程度无法定量化表达，主要从暗接/错接的管道类型考虑，如表所示

表5支管暗接/错接分级

6)管道阻塞（Clogging）

定义：指管道截面受阻，包括底部淤积、建筑垃圾阻塞、树根入侵、管壁附着污垢、残墙/坝根等，使过水断面面积小于原始管道。

分级：管道阻塞可用下式量化：

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{CL}}\text{=}\frac{A_{\mathrm{CL}}}{A}\×100\%$

式中，A_CL为阻塞物所占的横截面积，A为污水管道原有的横截面积。

根据η_CL，可对树根突入的缺陷程度进行分级，如表所示。

表6管道阻塞分级

7)地下水内渗（Infiltration）

定义：地下水内渗指地下水进入排水管道内部，通过发生破坏的接口、出现孔洞的管壁或管道其他结构性的缺陷。

地下水内渗通常伴随其他缺陷发生，如破裂/坍塌等。

地下水内渗的严重程度无法根据QV视频量化，分级采用文字描述如表7所示。

表7地下水内渗分级

Claims (3)

1.一种应用手持视频和闭路电视的排水管道检测及评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，应用手持视频进行初步检测；

步骤二，利用手持视频的检测数据，进行如下计算：

（1）管道变形率

获取管道变形程度；

（2）管道断裂率/坍塌率

获取管道断裂/坍塌程度；

（3）管道接口错位率

获取管道接口错位程度；

（4）管道接口突出率获取管道突出接口/穿管程度；

（5）该管道阻塞率

获取管道阻塞程度；

其中，d_o为排水管道的原始直径，d_min为管道在垂直方向或水平方向上变形后的最小直径；θ_B为断裂/坍塌部分的圆弧所在管道圆周对应的角度；g为接口错位距离，t为污水管道的壁厚；L_I为支管在干管中突出的长度，d为干管的直径；A_CL为阻塞物所占的横截面积，A为污水管道原有的横截面积；

步骤三，根据计算结果，按照如下标准进行分类：

（1）如果η_D＜10，则判断为类型1，如果10≤η_D＜50，则判断为类型2，如果η_D≥50，则判断为类型3；

（2）如果10≤η_B＜50，则判断为类型2，如果η_B≥50，则判断为类型3；

（3）如果η_DJ＜50，则判断为类型1，如果50≤η_DJ＜150，则判断为类型2，如果η_DJ≥150，则判断为类型3；

（4）如果η_I＜10，则判断为类型1，如果10≤η_I＜80，则判断为类型2，如果η_I≥80，则判断为类型3；

（5）如果η_CL＜20，则判断为类型1，如果20≤η_CL＜50，则判断为类型2，如果η_CL≥50，则判断为类型3；

步骤四，根据分类结果，执行如下操作：

（1）类型1：不做处理，仅在24个月内使用手持视频再次检测；

（2）类型2：使用CCTV做详细检测，根据结果判断是否需要修复处理；

（3）类型3：直接进行修复处理。

2.根据权利要求1所述应用手持视频和闭路电视的排水管道检测及评估方法，其特征在于，利用手持视频进行支管暗接/错接的检测：如果雨水支管接入污水干管或者未名污水管接入干管，则判断为类型2；如果污水支管接入雨水干管，则判断为类型3。

3.根据权利要求1所述应用手持视频和闭路电视的排水管道检测及评估方法，其特征在于，利用手持视频进行地下水内渗程度检测：如果排水管道有滴水现象，则判断为类型1；如果地下水形成水流进入排水管道，则判断为类型2；如果地下水形成水柱或喷涌进入排水管道，则判断为类型3。

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