有效
已运营隧道排水系统的清淤运维方法、系统、设备及介质
佘帅龙、姬海东、张海涛、邹海炎、郑松、龚加文
中国铁建重工集团股份有限公司
摘要
本发明涉及一种已运营隧道排水系统的清淤运维方法、系统、设备及介质,方法包括:在机器人状况标定无误之后,控制机器人在管道中行进勘探以获取巡检信息;将巡检信息中的异常特征属性进行实例推理得到管道段的异常类型,并将该异常类型与实例数据进行相似度匹配计算得到异常处理方案;在管道段的异常类型为变形或泄漏时,标注该管道段的里程和影像信息;在管道段的异常类型为堵塞时,针对不同堵塞工况控制机器人切换对应的作业装置清理堵塞物并标注该管道段的里程和影像信息;将巡检信息基于标注信息和巡检时间进行整理和排序,以完成管道空间数据、堵塞物分布、内部缺陷一体化运维管理。本发明提高了排水系统运维效率,降低了运维劳动强度。
1.一种已运营隧道排水系统的清淤运维方法,其特征在于,该方法应用于具有轮式行走姿态和撑靴步进姿态的清淤机器人,方法包括:根据获取的清淤机器人的自检信息,标定清淤机器人状况,包括:获取清淤机器人包含通信质量、数据传输以及应急回收的自检信息;基于设定的通信质量要求、数据传输要求以及应急回收要求对清淤机器人状况进行如下标定:针对通信质量要求的清淤机器人状况标定,在清淤机器人的丢包率和延迟率满足通信质量要求时,标定清淤机器人的通信质量无误;在清淤机器人的丢包率和延迟率不满足通信质量要求时,判断更换信道后清淤机器人的丢包率和延迟率是否满足通信质量要求,若更换信道后清淤机器人的丢包率和延迟率满足通信质量要求,则标定清淤机器人的通信质量无误,若更换信道后清淤机器人的丢包率和延迟率不满足通信质量要求,则标定清淤机器人的通信质量故障;针对数据传输要求的清淤机器人状况标定,在与清淤机器人的数据传输通道中的反馈参数没有超出设定阈值时,标定清淤机器人的数据传输无误,在与清淤机器人的数据传输通道中的反馈参数超出设定阈值时,判断在对清淤机器人进行补能和参数调整后数据传输通道中的反馈参数是否超出设定阈值,若在对清淤机器人进行补能和参数调整后数据传输通道中的反馈参数没有超出设定阈值,则标定清淤机器人的数据传输无误,若在对清淤机器人进行补能和参数调整后数据传输通道中的反馈参数超出设定阈值,则标定清淤机器人的数据传输故障;针对应急回收要求的清淤机器人状况标定,在启动清淤机器人的应急回收后,若清淤机器人回收正常,则标定清淤机器人的应急回收无误,若清淤机器人回收异常,则标定清淤机器人的应急回收故障;在清淤机器人状况标定满足设定条件之后,控制清淤机器人基于轮式行走姿态或撑靴步进姿态在管道中行进勘探以获取管道的巡检信息;将巡检信息中的异常特征属性进行实例推理得到管道段的异常类型,并将该异常类型与实例数据进行相似度匹配计算得到异常处理方案;在管道段的异常类型为变形或泄漏时,标注该管道段的里程信息和影像信息;在管道段的异常类型为堵塞时,针对不同堵塞工况控制清淤机器人切换对应的作业装置清理堵塞物并标注该管道段的里程信息和影像信息;将巡检信息基于标注信息和巡检时间进行整理和排序,以完成管道空间数据、堵塞物分布、内部缺陷一体化运维管理。
2.如权利要求1所述的已运营隧道排水系统的清淤运维方法,其特征在于,在清淤机器人状况标定满足设定条件之后,控制清淤机器人基于轮式行走姿态或撑靴步进姿态在管道中行进勘探以获取管道的巡检信息包括:在清淤机器人状况标定满足设定条件之后,基于获取到的清淤机器人的初始里程信息控制清淤机器人采用轮式行走姿态在管道中行进勘探;基于清淤机器人的传感器组件获取包含速度信息、里程信息、倾斜角度信息、影像信息、距离传感信息以及水浸传感信息的巡检信息;判断清淤机器人行进速度或倾斜角度是否超过设定阈值;若清淤机器人行进速度或倾斜角度没有超过设定阈值时,则维持清淤机器人的轮式行走姿态;若清淤机器人行进速度或倾斜角度超过设定阈值时,则将清淤机器人的轮式行走姿态切换为撑靴步进姿态和/或调整行进速度;其中,传感器组件包括:霍尔传感器、里程计、倾斜传感器、视觉传感器、距离传感器以及水浸传感器。
3.如权利要求2所述的已运营隧道排水系统的清淤运维方法,其特征在于,在将巡检信息中的异常特征属性进行实例推理得到管道段的异常类型,并将该异常类型与实例数据进行相似度匹配计算得到异常处理方案之前,还包括:在清淤机器人的速度出现变化时,记录获取到的该管道段的里程信息、影像信息、速度信息以及扭矩变化信息,并将影像信息中的管道图片进行图像处理得到管道特征作为实例数据保存至数据库中;在清淤机器人仅能基于撑靴步进姿态行进时,记录获取到的该管道段的里程信息、影像信息、倾斜角度信息、速度信息、扭矩变化信息以及距离传感信息,并将影像信息中的管道图片进行图像处理得到管道特征和基于倾斜角度信息求取得到管道变形程度作为实例数据保存至数据库中;在管道涉水面不断上升时,记录获取到的该管道段的里程信息、影像信息、倾斜角度信息及水浸传感信息,并将影像信息中的管道图片进行图像处理得到管道特征作为实例数据保存至数据库中;在清淤机器人通信中断、传感异常以及无法动作时,将清淤机器人强制重启动作信息和应急收回动作信息作为实例数据保存至数据库中。
4.如权利要求3所述的已运营隧道排水系统的清淤运维方法,其特征在于,将巡检信息中的异常特征属性进行实例推理得到管道段的异常类型,并将该异常类型与实例数据进行相似度匹配计算得到异常处理方案包括:在清淤机器人的速度出现变化时,调整清淤机器人的控制参数后控制清淤机器人继续行走,若清淤机器人的速度仍为异常,则基于该段管道的巡检信息与实例推理算法确定管道的异常类型为管道内表面缺陷存在堵塞物,并将该异常类型与数据库中实例数据进行相似度匹配计算得到异常处理方案;在管道内出现异常变形时,判断变形管道的倾斜角度是否超过清淤机器人轮式行走姿态的行进极限,若变形管道的倾斜角度超过清淤机器人轮式行走姿态的行进极限,则切换清淤机器人的行走姿态为撑靴步进姿态,若变形管道的倾斜角度未超过清淤机器人轮式行走姿态的行进极限,则基于该段管道的巡检信息与实例推理算法确定管道的异常类型为管道部分堵塞,并将该异常类型与数据库中实例数据进行相似度匹配计算得到异常处理方案;在管道的涉水面出现异常上升时,基于该段管道的巡检信息与实例推理算法确定管道的异常类型为管道泄漏,并依据影像信息确定泄漏点。
5.如权利要求1所述的已运营隧道排水系统的清淤运维方法,其特征在于,在管道段的异常类型为堵塞时,针对不同堵塞工况控制清淤机器人切换对应的作业装置清理堵塞物并标注该管道段的里程信息和影像信息包括:在管道段的异常类型为堵塞时,获取管道段的堵塞工况信息;当堵塞工况信息为包含混凝土和聚合物的非柔性堵塞物时,控制清淤机器人采用高强度钻头对堵塞物进行回转冲击破碎作业;当堵塞工况信息为包含土工布、编织袋以及树枝的柔性堵塞物时,控制清淤机器人采用切割甩动头对柔性堵塞物进行旋转切割甩打敲击;当堵塞工况信息为长条状堵塞物时,控制清淤机器人采用旋转夹爪对长条状物体进行抓紧取出;当堵塞工况信息为板结的淤泥或清理后的残渣时,控制清淤机器人采用作业头残渣进行搅拌和高压射水喷头对残渣进行冲洗;标注该管道段清淤机器人清理堵塞物的里程信息和影像信息。
6.如权利要求5所述的已运营隧道排水系统的清淤运维方法,其特征在于,在管道段的异常类型为堵塞时,针对不同堵塞工况控制清淤机器人切换对应的作业装置清理堵塞物并标注该管道段的里程信息和影像信息之后,还包括:获取清淤后管道的影像信息;提取影像信息中管道影像图片与预设标准图片进行对比,判断对比结果是否到达设定阈值;若对比结果达到设定阈值时,则反馈管道清淤完成;若对比结果没有达到设定阈值时,则在调整高压射水喷头的清洗流量和压力后对管道进行多次冲洗直至对比结果达到设定阈值。
7.一种已运营隧道排水系统的清淤运维系统,其特征在于,该系统用于执行权利要求1-6任一项所述的一种已运营隧道排水系统的清淤运维方法,该系统包括:机器人状况标定模块,用于根据获取的清淤机器人的自检信息,标定清淤机器人状况;管道巡检模块,用于在清淤机器人状况标定满足设定条件之后,控制清淤机器人基于轮式行走姿态或撑靴步进姿态在管道中行进勘探以获取管道的巡检信息;管道异常识别模块,用于将巡检信息中的异常特征属性进行实例推理得到管道段的异常类型,并将该异常类型与实例数据进行相似度匹配计算得到异常处理方案;异常信息标注模块,用于在管道段的异常类型为变形或泄漏时,记录该管道段的里程信息和影像信息;管道疏通及标注模块,用于在管道段的异常类型为堵塞时,针对不同堵塞工况控制清淤机器人切换对应的作业装置清理堵塞物并标注该管道段的里程信息和影像信息;管道信息管理模块,用于将巡检信息基于标注信息和巡检时间进行整理和排序,以完成管道空间数据、堵塞物分布、内部缺陷一体化运维管理。
8.一种已运营隧道排水系统的清淤运维设备,其特征在于,包括:至少一个数据库;以及与所述至少一个数据库通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个数据库执行的指令,所述指令被所述至少一个数据库执行,以使所述至少一个数据库能够执行如权利要求1-6任一项所述的一种已运营隧道排水系统的清淤运维方法。
9.一种计算机可读介质,其上存储有计算机可执行指令,其特征在于,所述可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的一种已运营隧道排水系统的清淤运维方法。



