CN109889526B - 一种基于位置坐标的燃气管线数据采集方法和采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了提供一种基于位置坐标的燃气管线数据采集方法和采集装置，解决管线建设和运维过程中数据采集缺乏连续性和实时性验证的技术问题。方法包括：将作业实施现场采集的工程数据上传云端，在所述作业实施现场对所述云端根据所述工程数据形成的工程模型数据进行修正并上传所述云端。利用相关位置确定工程实施信息的地理信息索引，利用相关位置的地理信息连续性形成燃气管线全生命周期内工程实施信息在时间轴和坐标轴上的完整性，利用工程实施信息形成的工程实施模型可以形成现场数据采集可靠性验证，在实施现场反映现场数据采集的缺陷并及时更正，有效提高现场数据采集的可靠性。

Description

一种基于位置坐标的燃气管线数据采集方法和采集装置

技术领域

本发明涉及现场数据采集技术领域，具体涉及一种基于位置坐标的燃气管线数据采集方法和采集装置。

背景技术

在燃气管线施工建设和运行维护阶段存在大量的现场作业施工，现场作业施工中的路由、材料、附属设施和配套***设施等施工信息种类繁杂，信息积累周期漫长。现有技术对管线施工数据的管理缺乏有效技术手段，使得管线建设过程中施工测量缺乏参照***一规划，管线档案管理缺乏延续性，工程监控反馈迟缓、竣工数据表现形式单一等数据缺陷，进而造成运维保有管线时数据可视性与可靠性较低，管道路由信息存在缺失、管道数据不准确和泄漏检测覆盖不全等潜在问题，难以及时发现解决。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种基于位置坐标的燃气管线数据采集方法和采集装置，解决管线建设和运维过程中数据采集缺乏连续性和实时性验证的技术问题。

本发明实施例的基于位置坐标的燃气管线数据采集方法，包括：

将作业实施现场采集的工程数据上传云端，在所述作业实施现场对所述云端根据所述工程数据形成的工程模型数据进行修正并上传所述云端。

本发明一实施例中，所述将作业实施现场采集的工程数据上传云端包括：

通过获取定位数据确定当前作业实施的位置基准点；

将工程实施信息与所述位置基准点结合形成所述工程数据并上传云端服务器。

本发明一实施例中，所述通过获取定位数据确定当前作业实施的位置基准点包括：

在作业实施过程中通过卫星接收终端获取差分定位信号，根据所述差分定位信号形成通用坐标系坐标；

根据采集客户端需求将所述通用坐标系坐标转换为本地专用坐标系坐标；

利用所述本地专用坐标系坐标作为所述作业实施过程各工序的所述位置基准点。

本发明一实施例中，所述将工程实施信息与所述位置基准点结合形成所述工程数据并上传云端服务器包括：

通过采集客户端采集作业实施过程中工程实施的作业参数；

所述采集客户端根据作业参数类型请求所述位置基准点，根据所述位置基准点确定管点的空间位置将所述作业参数与所述空间位置绑定形成第一部分工程数据；

所述采集客户端根据所述作业参数类型请求所述位置基准点，根据所述位置基准点确定管线的空间位置将所述作业参数与所述空间位置绑定形成第二部分工程数据；

所述采集客户端根据所述作业参数类型请求所述位置基准点，根据所述位置基准点确定附属部件的索引信息，建立附属部件与所述空间位置的映射关系，形成第三部分工程数据；

基于作业实施的过程节点将所述工程数据加密向云端服务器上传。

本发明一实施例中，所述在所述作业实施现场对所述云端根据所述工程数据形成的工程模型数据进行修正并上传所述云端包括：

接收云端服务器根据工程数据形成的工程模型数据；

通过所述工程模型数据形成所述工程实施模型，通过对所述工程实施模型进行校验修正形成现场作业的修正数据并上传云端服务器。

本发明一实施例中，所述接收云端服务器根据工程数据形成的工程模型数据包括：

接收与采集客户端对应的所述工程模型数据；

解密所述工程模型数据与作业实施的过程节点做匹配确认；

利用所述工程模型数据在所述采集客户端形成对应所述过程节点的三维工程实施模型。

本发明一实施例中，所述通过所述工程模型数据形成所述工程实施模型，通过对所述工程实施模型进行校验修正形成现场作业的修正数据并上传云端服务器包括：

调整所述工程实施模型的数据展示视角与所述工程数据进行直观比对校验数据一致性；

识别所述工程实施模型中的数据误差和数据缺失；

通过采集客户端进行补充数据采集形成作业修正数据；

将所述作业修正数据加密向云端服务器上传。

本发明实施例的基于位置坐标的燃气管线数据采集装置，包括：

存储器，用于存储上述的基于位置坐标的燃气管线数据采集方法处理过程的程序代码；

处理器，用于执行所述程序代码。

本发明实施例的基于位置坐标的燃气管线数据采集装置，包括：

终端-云端交互式数据采集模块，用于将作业实施现场采集的工程数据上传云端，在所述作业实施现场对所述云端根据所述工程数据形成的工程模型数据进行修正并上传所述云端。

本发明一实施例中，所述终端-云端交互式数据采集模块包括：

基准点形成子模块，用于通过获取定位数据确定当前作业实施的位置基准点；

工程数据形成子模块，用于将工程实施信息与所述位置基准点结合形成所述工程数据并上传云端服务器；

工程模型获取子模块，用于接收云端服务器根据工程数据形成的工程模型数据；

数据校验修正子模块，用于通过所述工程模型数据形成所述工程实施模型，通过对所述工程实施模型进行校验修正形成现场作业的修正数据并上传云端服务器。

本发明实施例的基于位置坐标的燃气管线数据采集方法和采集装置利用相关位置确定工程实施信息的地理信息索引，利用相关位置的地理信息连续性形成燃气管线全生命周期内工程实施信息在时间轴和坐标轴上的完整性，利用工程实施信息形成的工程实施模型可以形成现场数据采集可靠性验证，在实施现场反映现场数据采集的缺陷并及时更正，有效提高现场数据采集的可靠性。

附图说明

图1所示为本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集方法的主要流程示意图。

图2所示为本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集装置的主要架构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集方法包括：

将作业实施现场采集的工程数据上传云端，在所述作业实施现场对云端根据工程数据形成的工程模型数据进行修正并上传云端。

作业实施过程可以包括新建管线的区段施工中的单一作业和配合作业，例如测绘、开挖、管线部署、覆土、加固等作业类型，也可以包括保有管线运维施工的单一作业和配合作业，例如开挖、焊接、泄露检测、路由调整、管线部件巡检、管线部件更换等作业。各作业实施过程形成相应类型的工程数据如路由、材料参数等不同类型的可采集数据与位置坐标相关。工程实施模型包括根据采集数据形成的直观数据展示，例如管线的三维图形或立体模型，以及根据三维图形或立体模型形成的数据展示形式。

本发明实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集方法利用相关位置确定工程实施信息的地理信息索引，利用相关位置的地理信息连续性形成燃气管线全生命周期内工程实施信息在时间轴和坐标轴上的完整性，利用工程实施信息形成的工程实施模型可以形成现场数据采集可靠性验证，在实施现场反映现场数据采集的缺陷并及时更正，有效提高现场数据采集的可靠性。

本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集方法如图1所示。在图1中，本实施例包括：

步骤100：通过获取定位数据确定当前作业实施的位置基准点。

获取定位数据可以通过卫星导航***的终端获得。通过定位数据和现场相对位置数据结合确定管点和管线在客观空间中的位置和走向。

步骤200：将工程实施信息与位置基准点结合形成工程数据并上传云端服务器。

通过位置基准点建立相同或相近位置范围内各作业间的工程信息关联基准，满足不同时间节点的工程信息的连贯性。利用云端服务器的处理资源和存储资源形成位置基准点附近各作业实施的并发工程实施信息的融合和存储，满足大规模施工或运维采集数据的并行处理。

步骤300：接收云端服务器根据工程数据形成的工程模型数据。

工程模型数据反映经云端大数据处理和数据融合形成的对应现场作业的三维工程实施模型。利用云端服务器形成的工程模型数据最大限度降低模型在下场还原的复杂度和模型传输对数据带宽的影响。工程模型数据可以包括形成模型的数据而不包括模型本身。

步骤400：通过工程模型数据形成工程实施模型，通过对工程实施模型进行校验修正形成现场作业的修正数据并上传云端服务器。

工程实施模型的修正过程形成对作业现场采集数据准确性的反馈校验，通过工程实施模型与作业现场的比对获得修正数据，通过向云端服务器提供作业修正数据完善工程模型数据，实现官网模型的自动匹配修正。

本发明实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集方法形成现场终端和云端服务器间的分布式数据处理过程和反馈校验过程，在现场终端形成初步工程数据供云端服务器进行数据融合形成初步工程模型数据，现场终端获取初步工程模型数据进一步作为数据校验的初步工程实施模型，验证采集数据准确性，获取比对误差数据供云端服务器最终完成数据融合形成确定的现场工程实施模型，实现数据采集-数据融合-数据验证的迭代处理过程，使得整个管线工程全生命周期内的工程数据采集即时可靠。

本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集方法如图1所示。在图1中，本实施例的确定位置基准点的过程包括：

步骤110：在作业实施过程中通过卫星接收终端获取差分定位信号，根据差分定位信号形成通用坐标系坐标。

本实施例可以采用北斗卫星导航***的差分定位信号形成通用坐标系坐标。为了保持坐标数据的通用性，通用坐标系采用WGS-84坐标系完成对经纬度坐标的映射。

步骤120：根据采集客户端需求将通用坐标系坐标转换为本地专用坐标系坐标。

采集客户端根据采集数据类型请求本地专用坐标系坐标，本地专用坐标系坐标以本地中心地域的经纬度为基准参考，形成本地的空间直角坐标系，使得经纬度坐标可以转换为工程作业直接可以利用的坐标数据。

步骤130：利用本地专用坐标系坐标作为作业实施过程各工序的位置基准点。

利用本地专用坐标系坐标在管线作业实施环境中确定长度、角度和体积测绘的位置基准点。根据各工序中部件、配套设备等在顺序和时序上的分布形成作业要素的位置基准点，使得作业实施过程具有统一连续的空间参照系，使得现场采集的数据具有地理定位信息的一致性。

本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集方法如图1所示。在图1中，本实施例的形成工程数据的过程包括：

步骤210：通过采集客户端采集作业实施过程中工程实施的作业参数。

采集客户端可以采用移动终端、智能手机或便携式电脑，利用采集客户端形成与当前作业实施过程中作业环境的数据交互，包括形成传感器的采集接口、信息的人机交互采集接口。

步骤220：采集客户端根据作业参数类型请求位置基准点，根据位置基准点确定管点的空间位置将作业参数与空间位置绑定形成第一部分工程数据。

作业参数类型包括但不限于管点位置、管线路由、管线角度、管线附属部件、管线物理特征等管线本体作业参数，还包括管线埋深、检测点位置、手孔、人井等运维检测环境作业参数。

步骤230：采集客户端根据作业参数类型请求位置基准点，根据位置基准点确定管线的空间位置将作业参数与空间位置绑定形成第二部分工程数据。

采集客户端在采集作业实施过程的工程实施信息的同时，利用位置基准点形成空间信息与作业参数的绑定，使作业参数形成有序化空间特征。

步骤240：采集客户端根据作业参数类型请求位置基准点，根据位置基准点确定附属部件的索引信息，建立附属部件与空间位置的映射关系，形成第三部分工程数据。

位置基准点包括一些列连续或离散的本地专用坐标系坐标，以本地专用坐标系坐标为索引值，将附属设备和附属部件以及相关***的适配设备根据索引值的位置特征为聚类核心，形成工程数据的通用数据结构。

步骤250：基于作业实施的过程节点将工程数据加密向云端服务器上传。

过程节点作为作业实施过程的阶段标识划分作业实施阶段，工程数据与作业实施阶段对应。经过加密处理形成现场工程数据的安全保密传输。

本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集方法如图1所示。在图1中，本实施例的接收工程模型数据的过程包括：

步骤310：接收与采集客户端对应的工程模型数据。

工程模型数据与确定作业实施过程中进行数据采集的采集客户端上传的工程数据相对应，通过采集客户端-工程数据-工程模型数据的对应关系形成第一次数据匹配度校验，满足现场校验实时需求。

步骤320：解密工程模型数据与作业实施的过程节点做匹配确认。

工程模型数据与作业实施的过程节点的阶段性工程数据对应，通过工程模型数据解密获得工程模型数据的过程节点信息，通过过程节点信息实现与采集客户端对应数据工程数据的第二次数据匹配度校验。

步骤330：利用工程模型数据在采集客户端形成对应过程节点的三维工程实施模型。

工程模型数据包括管线可视化展示数据和管线三维模型参数，采集客户端根据工程模型数据形成三位管线模型和对应的数据展示形式。

本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集方法如图1所示。在图1中，本实施例的校验修正的过程包括：

步骤410：调整工程实施模型的数据展示视角与工程数据进行直观比对校验数据一致性。

利用三维模型和对应的数据参数展示方式展现采集的工程数据的直观形象，与现场的作业实施进行定性和定量的数据、结构、状态的比对校验。

步骤420：识别工程实施模型中的数据误差和数据缺失。

通过与现场对应过程节点的工程数据(人工或程序自动化)比对识别由于作业实施过程中采集数据的缺陷形成的工程实施模型缺陷，获得采集数据缺陷的定性和定量描述。

步骤430：通过采集客户端进行补充数据采集形成作业修正数据。

根据采集数据缺陷完善采集数据，进行补充数据采集，针对工程实施模型缺陷形成作业修正数据，使得工程数据的完整性得以完善。

步骤440：将作业修正数据加密向云端服务器上传。

经过加密处理形成作业修正数据的安全保密传输。使得云端服务器可以完善工程模型数据，准确适配现场的作业实施过程。

本发明实施例的基于位置坐标的燃气管线数据采集方法形成了现场采集数据与现场坐标数据的绑定，利用现场坐标数据形成的位置基准点作为地理信息索引，利用地理信息索引形成作业采集数据的聚类，构建高效数据结构，有利于在管线全生命周期内形成工程数据的平滑增量更新。

通过分布在云端服务器的运行资源形成的工程模型数据及时反馈回对应的作业实施过程，实现现场数据采集环境对形成的工程模型的校验-确定缺陷-现场补充数据采集-云端服务器完善工程模型的终端-云端交互式数据采集修正的独特数据采集。克服了数据采集缺乏连续性和实时性验证的技术问题。

本发明实施例的基于位置坐标的燃气管线数据采集装置包括：

存储器，用于存储上述实施例的基于位置坐标的燃气管线数据采集方法处理过程的程序代码；

处理器，用于执行上述实施例的基于位置坐标的燃气管线数据采集方法处理过程的程序代码。

处理器可以采用DSP(Digital Signal Processing)数字信号处理器、FPGA(Field-Programmable Gate Array)现场可编程门阵列、MCU(Microcontroller Unit)***板、SoC(system on a chip)***板或包括I/O的PLC(Programmable Logic Controller)最小***。

本发明实施例的基于位置坐标的燃气管线数据采集装置包括：

终端-云端交互式数据采集模块，用于将作业实施现场采集的工程数据上传云端，在所述作业实施现场对云端根据工程数据形成的工程模型数据进行修正并上传云端。

本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集装置如图2所示。在图2中，本实施例包括：

基准点形成子模块10，用于通过获取定位数据确定当前作业实施的位置基准点；

工程数据形成子模块20，用于将工程实施信息与位置基准点结合形成工程数据并上传云端服务器；

工程模型获取子模块30，用于接收云端服务器根据工程数据形成的工程模型数据；

数据校验修正子模块40，用于通过工程模型数据形成工程实施模型，通过对工程实施模型进行校验修正形成作业修正数据并上传云端服务器。

如图2所示，在本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集装置中，基准点形成子模块10包括：

定位信号形成单元11，用于在作业实施过程中通过卫星接收终端获取差分定位信号，根据差分定位信号形成通用坐标系坐标；

坐标适配单元12，用于根据采集客户端需求将通用坐标系坐标转换为本地专用坐标系坐标；

坐标响应单元13，用于利用本地专用坐标系坐标作为作业实施过程各工序的位置基准点。

如图2所示，在本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集装置中，工程数据形成子模块20包括：

作业参数采集单元21，用于通过采集客户端采集作业实施过程中工程实施的作业参数；

第一工程数据形成单元22，用于采集客户端根据作业参数类型请求位置基准点，根据位置基准点确定管点的空间位置将作业参数与空间位置绑定形成第一部分工程数据；

第二工程数据形成单元23，用于采集客户端根据作业参数类型请求位置基准点，根据位置基准点确定管线的空间位置将作业参数与空间位置绑定形成第二部分工程数据；

第三工程数据形成单元24，用于采集客户端根据作业参数类型请求位置基准点，根据位置基准点确定附属部件的索引信息，建立附属部件与空间位置的映射关系，形成第三部分工程数据；

数据上传单元25，用于基于作业实施的过程节点将工程数据加密向云端服务器上传。

如图2所示，在本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集装置中，工程模型获取子模块30包括：

终端接收单元31，用于接收与采集客户端对应的工程模型数据；

阶段匹配单元32，用于解密工程模型数据与作业实施的过程节点做匹配确认；

三维模型生成单元33，用于利用工程模型数据在采集客户端形成对应过程节点的三维工程实施模型。

如图2所示，在本发明一实施例基于位置坐标的燃气管线数据采集装置中，数据校验修正子模块40包括：

一致性比较单元41，用于调整工程实施模型的数据展示视角与工程数据进行直观比对校验数据一致性；

缺陷识别单元42，用于识别工程实施模型中的数据误差和数据缺失；

补充采集单元43，用于通过采集客户端进行补充数据采集形成作业修正数据；

反馈单元44，用于将作业修正数据加密向云端服务器上传。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于位置坐标的燃气管线数据采集方法，其特征在于，包括：

将作业实施现场采集的工程数据上传云端，在所述作业实施现场对所述云端根据所述工程数据形成的工程模型数据进行修正并上传所述云端；

所述将作业实施现场采集的工程数据上传云端包括：

通过获取定位数据确定当前作业实施的位置基准点；

将工程实施信息与所述位置基准点结合形成所述工程数据并上传云端服务器；

所述将工程实施信息与所述位置基准点结合形成所述工程数据并上传云端服务器包括：

通过采集客户端采集作业实施过程中工程实施的作业参数；

所述采集客户端根据作业参数类型请求所述位置基准点，根据所述位置基准点确定管点的空间位置将所述作业参数与所述空间位置绑定形成第一部分工程数据；

所述采集客户端根据所述作业参数类型请求所述位置基准点，根据所述位置基准点确定管线的空间位置将所述作业参数与所述空间位置绑定形成第二部分工程数据；

所述采集客户端根据所述作业参数类型请求所述位置基准点，根据所述位置基准点确定附属部件的索引信息，建立附属部件与所述空间位置的映射关系，形成第三部分工程数据；

基于作业实施的过程节点将所述工程数据加密向云端服务器上传。

2.如权利要求1所述的基于位置坐标的燃气管线数据采集方法，其特征在于，所述通过获取定位数据确定当前作业实施的位置基准点包括：

在作业实施过程中通过卫星接收终端获取差分定位信号，根据所述差分定位信号形成通用坐标系坐标；

根据采集客户端需求将所述通用坐标系坐标转换为本地专用坐标系坐标；

利用所述本地专用坐标系坐标作为所述作业实施过程各工序的所述位置基准点。

3.如权利要求1所述的基于位置坐标的燃气管线数据采集方法，其特征在于，所述在所述作业实施现场对所述云端根据所述工程数据形成的工程模型数据进行修正并上传所述云端包括：

接收云端服务器根据工程数据形成的工程模型数据；

通过所述工程模型数据形成所述工程实施模型，通过对所述工程实施模型进行校验修正形成现场作业的修正数据并上传云端服务器。

4.如权利要求3所述的基于位置坐标的燃气管线数据采集方法，其特征在于，所述接收云端服务器根据工程数据形成的工程模型数据包括：

接收与采集客户端对应的所述工程模型数据；

解密所述工程模型数据与作业实施的过程节点做匹配确认；

利用所述工程模型数据在所述采集客户端形成对应所述过程节点的三维工程实施模型。

5.如权利要求3所述的基于位置坐标的燃气管线数据采集方法，其特征在于，所述通过所述工程模型数据形成所述工程实施模型，通过对所述工程实施模型进行校验修正形成现场作业的修正数据并上传云端服务器包括：

调整所述工程实施模型的数据展示视角与所述工程数据进行直观比对校验数据一致性；

识别所述工程实施模型中的数据误差和数据缺失；

通过采集客户端进行补充数据采集形成作业修正数据；

将所述作业修正数据加密向云端服务器上传。

6.一种基于位置坐标的燃气管线数据采集装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储如权利要求1至5任一所述的基于位置坐标的燃气管线数据采集方法处理过程的程序代码；

处理器，用于执行所述程序代码。

7.一种基于位置坐标的燃气管线数据采集装置，其特征在于，包括：

终端-云端交互式数据采集模块，用于将作业实施现场采集的工程数据上传云端，在所述作业实施现场对所述云端根据所述工程数据形成的工程模型数据进行修正并上传所述云端；

所述终端-云端交互式数据采集模块包括：

基准点形成子模块，用于通过获取定位数据确定当前作业实施的位置基准点；

工程数据形成子模块，用于将工程实施信息与所述位置基准点结合形成所述工程数据并上传云端服务器；

工程模型获取子模块，用于接收云端服务器根据工程数据形成的工程模型数据；

数据校验修正子模块，用于通过所述工程模型数据形成所述工程实施模型，通过对所述工程实施模型进行校验修正形成现场作业的修正数据并上传云端服务器；

所述工程数据形成子模块包括：

作业参数采集单元，用于通过采集客户端采集作业实施过程中工程实施的作业参数；

第一工程数据形成单元，用于采集客户端根据作业参数类型请求位置基准点，根据位置基准点确定管点的空间位置将作业参数与空间位置绑定形成第一部分工程数据；

第二工程数据形成单元，用于采集客户端根据作业参数类型请求位置基准点，根据位置基准点确定管线的空间位置将作业参数与空间位置绑定形成第二部分工程数据；

第三工程数据形成单元，用于采集客户端根据作业参数类型请求位置基准点，根据位置基准点确定附属部件的索引信息，建立附属部件与空间位置的映射关系，形成第三部分工程数据；

数据上传单元，用于基于作业实施的过程节点将工程数据加密向云端服务器上传。

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