论文部分内容阅读
中图分类号：F407.63文献标识码：A 文章编号：
1、 实施背景
近年来，城区的迅速发展和供水管网规模不断的扩大，供水管网的更新改建频繁。传统的管网图和地下基础设施的隐蔽图都是根据地上构筑物和道路边界作为参照物，随着城市建设迅速发展，建筑拆迁、道路改造，原有参照物变更与消失，给地下管道及设施的准确定位造成很大影响，不同材质的管线和设施混在一起难以精确定位，造成在施工中不断发生地下管线的损坏，浪费了大量的财力、人力、物力，延误了工期。
基于以上原因，需要找到一种能够精确定位地下设施的系统来管理供水管线，解决施工中遇到的问题。该系统需要准确地反映地下管线、设施的位置、数量，且不易受环境因素干扰。电子标识系统正是在这样的背景下被推广使用的。
2、 主要内容
下面介绍一下利用电子标识系统管理供水管线的主要原理和应用方法：
1) 电子标识系统主要组成部分
电子标识系统（EMS）是近年来国际上流行的一项用于精确定位地下管网设施的技术。它主要由电子标识器和标识器定位仪两种设备组成，其中电子标识器又分为普通电子标识器（Pas—sive Marker）和电子信息标识器(ID Marker)。前者用于标记管线的路由，后者用于标记地下设施(如阀门、预留接口等)和一些具有特殊意义的点(如拐点、管线交越等)。两者最主要的差别在于电子信息标识器中植入了一颗芯片，存有唯一的1O位ID编码，同时还可以存储如管径、压力、拐点等特定信息，而普通电子标识器没有。标识器定位仪主要用于查找电子标识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。如果配备此种仪表，则不仅能探测埋设了电子标识器的新管线，包括PE管线，还能对没埋设电子标识的金属管线进行路由和埋深探测，一机两用，大大降低设备成本。
2) 电子标识系统原理
其工作原理如图所示：
(1)探测仪间断方式发送一定频率的信号。
(2)相同谐振频率的地下标识器吸收并存
储信号能量。
(3)探测仪短时间发送信号后，停止发送
并进入信号接收模式。
(4)当探测仪停止发送信号，标识器将储
存的能量释放并反射回探测仪，所以标
识器的工作并不需要电池。
(5)探测仪检测返回的信号强度来确定标
识器具体地点。
(6)当探测仪与标识器最接近时，信号最
强。也就是标识器的最上方。
(7) 3M电子信息标识器通过RFID技术将预存信息传递给探测仪。
3) 电子标识系统的应用
将带有ID编码的电子标识器直接埋设于供水管线和设施的上方，维护人员使用标识器定位仪在地面上就可以精确定位埋于地下的标识器位置及
埋深，并且读取相应的管线信息，及时做出判断。
其中，带有ID编码的电子信息标识器对于今后实现数字化管理有着非常重要的意义。我们可以把它的编码和管线信息存入供水管线地理信息系统中，因为其每个编码都是唯一的，所以可以通过现场读取编码来对应地理信息数据库中记录的信息，使维护人员迅速了解管线情况，提高工作效率，避免错误开挖。
3、 主要做法
1) 供水管线标识点的选择
(1)供水管线的水平拐点、垂直拐点（深度变化）、三通/四通、变径点、变质点、预留接口等位置，即A类标识点。
(2)供水管线与其他地下设施（如燃气管道、热力管道等）的交越位置，即B类标识点。
(3)供水管道附属设施，即C类标识点。
(4)供水管线路由上，即D类标识点。
(5)供水管线的标识点除D类外，A、B、C类统称特殊标识点。
(6)供水管线的标识器埋设位置规定详见表1
表一
2) 城市管网电子标识器埋设原则
(1)标识器需与管线同沟埋设，埋在管线上方。若管线埋深<0.5米，则埋设在管线旁边。不可将其埋设在管线下方。
(2)在管道上每30～50米设计一个标识器，以A、B、C、D的顺序为选择设置标识点的优先级别，其中A类标识点中以水平拐点为首选位置。
例如：35米处有一个A类标识点，30米处有一个C类标识点，则仅在A类标识点上设计安装电子ID标识器即可。如果30～50米之间有两个或两个以上的A类标识点，则选择最靠近30米处的水平拐点。
(3)任意两个盾形电子信息标识器之间的水平距离不小于5米。其他形式电子信息标识器之间的水平距离不小于3米。
(4)如果两个特殊标识点之间的距离小于3米，则仅设计安装一个电子信息标识器，以A、B、C、的顺序来取舍。
例如：一个A类标识点与一个B类标识点间距小于3米，则仅在A类标识点上设计安装电子信息标识器。如果两个同类别的标识点间距小于3米，则可任选其一。若其中一个在主管线上，则选择位于主管线上的那个作为安装电子信息标识器的位置。
3) 电子标识器安装规定
(1)标识器埋设位置根据图纸上标注的位置，将标识器与管线同沟
埋设，埋在管线上方。若管线埋深<0.5米，则埋设在管线旁边。不可将其埋设在管线下方。标识器到地面之间不得有大面积金属物覆盖。
(2)标识器固定尽可能使用扎带等工具将标识器连接在管线上。如果现场条件限制，无法进行连接固定，也可采用直接埋设的方式进行安装。标识器周边采用细砂或细土填埋，填埋厚度不少于15厘米，固定其位置后方可夯实。避免石块、砖头等硬物的碰撞。
(3)标识器埋设深度不同种类的标识器埋设深度要求不同，且需与被标识物（如管线、井盖）保持一定的距离。如果直埋回填时需要夯实土层，则需要提升标识器的位置，避免夯实后ID标识下沉，超出埋深要求或缩短与被标识物间的距离。
(4) 电子ID标识器在施工安装前或施工现场写入预置信息,确认数据信息与现场一致后，揭下标识器上条形码粘贴到《标识器信息记录表》对应位置上，并按表中要求认真填写；普通标识器揭下条形码粘贴到《标识器信息记录表》对应位置上，并按表中要求填写有关信息；如遇工程施工中需增加标识器，应在《标识器信息记录表》中添加该标识器相应的条形码等现场信息资料。《标识器信息记录表》与竣工图纸一并归档。
(5)电子ID标识器信息缩写代码遵循表2中的规定。
电子ID标识器信息缩写代码
表2
(6)电子ID标识器安装完毕后，用数码相机拍摄现场安装位置，作为归档资料一并提交。
(7)电子ID标识器（除钉形电子ID标识器）须在工程覆土前完成安装，并在地面高度进行数据信息读取验证后方可覆土。
(8)球形电子信息标识器埋设示意图（仅作参考）
(9)对于较深的管线或无法实施扎带等工具将标识器连接在管线上的可选择标识器直埋。
4) 工程验收
(1)根据设计图纸，使用2200M系列定位仪对地下标识器进行验证，读取
条形码等预置信息与《标识器信息记录表》进行对照，确认记录与实际是否相符。如不符，则必须将记录中的条形码修改正确。如在图纸所标位置未探测到标识器，则应重新埋设新的标识器并记录下标识器相关信息。
(2)验收流程
5) 维护与管理
在硬件上，埋于地下的电子标识器是完全免维护的。
在软件上，需要将每个工程提交的《标识器信息记录表》都录入到
地理信息系统中生成详细的电子标识信息数据库，以便今后维护与管理。
4、 结论
电子标识系统在大连市供水管网管理中的应用，加强了供水管线工程竣工资料的数字化管理。系统不仅提供准确的供水管道及附属设施的地下信息，而且能够作为竣工覆土后补测的测量依据。可以說它在管网的新建、改扩建及抢修工程中起到了非常大的作用，使供水管线的管理水平再上一个台阶。
参考文献：
3M 产品
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。