智能巡线系统在给水管道巡线管理中的应用

杨建军　尹丽

摘 要：智能巡线系统结合了移动通信、定位等先进技术，移动端采用按照智能手机，设计了从现场移动端到后台管理平台的完整体系架构，应用在给水管道的巡线管理中，旨在从信息化角度出发，以技术为手段，以管理为目标。为企业提升管理水平。

关键词：管道巡线；智能手机；

中图分类号： TP315 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）25-200-2

0 引言

自来水管道敷设在城市道路下方，地基沉降，施工等外力的扰动都将造成地下管网故障，如何加强管道日常巡线监控，确保管道巡线质量，预防管道第三方破坏，从而确保城市供水管线安全，给供水企业管线巡检工作提出了更高的要求。

但是目前旧的管道巡检管理存在着两大难点，一是线路巡检的到位率和巡检质量的高低完全凭借巡检人员的自觉性，管理人员无法跟踪巡线人员的工作路线，不能有效管理巡线质量，管线状态和设施运行数据的真实性得不到保证。二是巡检记录不规范、缺乏现代化管理手段，巡线获得管线和附属设施的运行状况、运行参数无法方便、可靠的记录存档，巡检填写纸版巡线日志，巡检信息，保存不便，电脑存档，存在人为误差，同时耗工费时。

1 系统架构

智能管线巡查管理系统是自前端移动设备贯穿至后台的整体解决方案。从逻辑的系统架构上，包含移动终端、通信服务器、Web 应用服务器和数据库服务器。

2 移动终端的选择

随着国内市场上智能手机的迅速普及，同时现有智能手机3个重要的功能使智能手机成为管道巡线系统中移动终端可行的选择。主要功能如下：①具备GPS卫星的搜索跟踪和定位速度等数据采集功能。②具有PDA的功能：包括PIM（个人信息管理）、日程记事、任务安排、多媒体应用、浏览网页。③具有开放性的操作系统：拥有独立的核心处理器（CPU）和内存，可以安装更多的应用程序，使智能手机的功能可以得到无限扩展。

3 智能手机GPS定位原理

智能手机采用Android安卓系统，定位一般有四种方法，这四种方式分别是：GPS定位，WIFI定准，基站定位，A-GPS定位

目前市面上采用最多是为其定位方式为GPS定位和Android基站定准结合的方式定位，首要是GPS定位模式，如果没有卫星信号，即利用基站定位的数据。

3.1 Android安卓GPS定位方式

智能手机包含内置GPS模块，由信号接收硬件和数据处理软件两部分组成。数据处理软件是固化在主板芯片中的，跟电脑的BIOS一样，介于软件与硬件之间，说它软是因为通过特殊设备可以刷写它，说它硬是因为一般用户根本动不了它。但该模块只有接收功能，没有发射功能。24颗GPS卫星不断向地球发射着包含时间、卫星点位等重要参数的信息，被我们的手机收到后，手机会利用多个卫星的同一时间发出的信号到达的先后顺序及时差计算出手机到各个卫星的距离，然后利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星组成3个方程式，解算出手机的位置（X，Y，Z）。考虑到卫星时钟与手机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到手机的经纬度和高程。事实上，手机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，手机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位。要实用Adnroid平台的GPS设备，首先需要添加上权限，直接和卫星交互来获取当前经纬度。

GPS的工作过程概括如下：①读取手机内存中的星历缓存（上次的定位信息）； ②锁定卫星并接收信号；③调用移动通信网络将当前通讯基站的GPS位置发送给专业定位服务器；④接收专业定位服务器发来的当前通讯基站当前上空的GPS星云数据并写入手机内存中的星历缓存；⑤校核仰角并计算显示；⑥自主选星并刷新缓存（退出定位也不会丢失）。

支持GPS模块智能手机，通过GPS方式准确度是最高的，但是它的缺点也非常明显：①比较耗电；②绝大部分用户默认不开启GPS模块，从GPS模块启动到获取第一次定位数据，可能需要比较长的时间；③室内几乎无法使用。

3.2 Android基站定准方式

一般有几种，第一种是利用手机附近的三个基站进行三角定位，由于每个基站的位置是固定的，利用电磁波在这三个基站间中转所需要时间来算出手机所在的坐标；第二种则是利用获取最近基站的信息将这些数据发送到google的定位web服务里，从而确定当前所在的位置信息。

3.3 智能手机的定位精度

通过专业测绘的GPS-RTK与普通智能手机的精度比较，目前智能手机精度大概在30米～50之间。

4 手机现场功能介绍

4.1 手机功能

巡查任务接收；移动版管线图；线上考勤；轨迹记录；必经点签到；电子工单填写；现场拍照；巡查结果上传；隐患上报

4.2 手机功能展示

5 智能手机与GPS巡线器性能比较

6 结论

随着智能手机的普及和应用，现场如果对巡线控制的精度要求不高，智能手机GPS定位功能和其安卓开放的程序设置，使智能手机成为提高管道巡线质量的较好选择。