一种管道故障检测方法、装置以及系统
技术领域
本发明属于市政建设领域，尤其涉及一种管道故障检测方法、装置以及系统。
背景技术
市政下水管道堵塞不通或者破裂往往是一个城市的通病。当管道堵塞时，下大雨容易导致道路就淹，车辆无法行驶，引起道路拥堵，甚至会引发漏电等安全问题。当管道破裂时，往往会带走破裂处的泥沙，出现地面空陷现象，严重的时候甚至会塌陷。
现有的市政下水管道通常是铺设在地下，一般都是人工定期按区域进行清理，但是这样的方式，一方面无法有效地确定故障位置，地毯式清理成本高，十分不便，另一方面，更多时候是在已经发生事故之后才对所在区域的管道进行清理和检测。
可见，现有技术难以对管道故障进行检测，导致无法及时有效地对管道进行维修，维修成本高。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种管道故障检测方法，旨在解决现有技术存在的难以对管道故障进行检测，导致无法及时有效地对管道进行维修，维修成本高。
本发明实施例是这样实现的，一种管道故障检测方法，包括：
获取设置于管道上的多个水位测量装置发送的管道故障监测信息；每个所述管道故障监测信息包括水位测量装置标识信息以及所述水位测量装置监测的管道水位数据；
根据所述管道故障监测信息确定所述管道是否存在故障，并在检测到所述管道存在故障时，输出管道故障信息。
本发明实施例的另一目的在于提供一种管道故障检测装置，包括：
管道故障监测信息获取单元，用于获取设置于管道上的多个水位测量装置发送的管道故障监测信息；每个所述管道故障监测信息包括水位测量装置标识信息以及所述水位测量装置监测的管道水位数据；
管道故障检测单元，用于根据所述管道故障监测信息确定所述管道是否存在故障，并在检测到所述管道存在故障时，输出管道故障信息。
本发明实施例的另一目的在于提供一种管道故障检测系统，包括如上述所述的管道故障检测装置以及设置于管道上的与所述管道故障检测装置进行通讯的多个水位测量装置。
本发明实施例提供的一种管道故障检测方法，通过获取管道上所设置的多个水位测量装置所采集的管道水位数据以及对应的水位测量装置标识信息，能够生成具有管道内水位信息的电子地图，通过进一步对管道水位数据进行分析，就能够判断管道是否存在堵塞或者破裂的故障存在，并在检测到管道存在故障时，实时输出管道故障信息，以便于工作人员及时进行维修，即提供了一种能够对管道故障进行实时监测的方法，解决了现有技术难以及时有效地对管道进行维修且维修成本高的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种管道故障检测方法的实施环境图；
图2为本发明实施例提供的一种管道故障检测方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例提供的一种根据管道故障监测信息检测管道是否存在故障的步骤流程图；
图4为本发明实施例提供的一种管道故障检测装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种管道故障检测系统的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种管道故障检测系统的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的又一种管道故障检测系统的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种水位测量装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种管道故障检测方法的实施环境图，在该实施环境下，包括设置于管道上的多个水位测量装置110以及与所述水位测量装置进行通讯的管道故障检测装置120，详述如下。
在本发明实施例中，所述水位测量装置110主要用于采集管道水位数据，并将管道水位数据以及标识信息作为管道故障监测信息发送给管道故障检测装置120，所述管道故障检测装置120用于根据各个水位测量装置发送的管道故障监测信息分析确定管道是否存在故障，并在检测到所述管道存在故障时，实时输出管道故障信息，以便工作人员能够及时获取到管道故障信息，从而快速实现对管道的维修。
在本发明实施例中，所述管道故障检测装置120可以理解为具有数据处理能力的硬件设备或软件程序，通常是服务端平台，具体可以是服务器，可以是云服务器，当然也可以是手机、电脑等可以进行人机交互的终端设备。本发明对管道故障检测装置的形式不走具体的限制，凡是能够获取水位测量装置所发送的管道故障监测信息，并按照预设的检测规则对管道故障监测信息进行分析以确定管道是否存在故障的硬件设备或软件程序均在本发明要求保护的范围之内。
在本发明实施例中，可以理解，水位测量装置在发送管道水位数据还会发送水位测量装置标识信息，该标识信息在安装水位测量装置时已经预先设定好，并在管道故障检测装置内登记有标识信息与水位测量装置安装位置的对应关系。
在本发明实施例中，所述管道故障信息包括管道故障位置信息，其中所述道故障位置信息是根据所述水位测量装置标识信息以及预先确定的位置信息与水位测量装置标识信息之间的对应关系所确定的，所述预先确定的位置信息即为在安装水位测量装置时，在管道故障检测装置内登记的水位测量装置安装位置信息。
作为本发明的一个优选实施例，考虑到市政管道的复杂，不便于采用复杂、成本高的水位测量装置对管道内水位进行监测，因此将水位测量装置设置为简易环状，以便于安装与使用。具体的，所述水位测量装置包括安装于管壁内侧的检测环，所述检测环上设置有多个水位检测点，所述管道水位数据是通过所述水位检测点检测的。其中水位检测点对水位的检测的实现方式可以有多种，例如可以是通过压力传感器检测水压，也可以是通过湿度传感器，当然也可以是其他实现对水位进行检测的方式。
在本发明实施例中，进一步考虑到市政管道的实施环境，如果采用常用的压力传感器和湿度传感器对水位进行检测，管道内壁所存在腐蚀的现象会影响到压力传感器和湿度传感器的灵敏度，从而影响到水位检测点对水位的检测效果。作为优选，所述检测点是通过正负电极柱的方式对水位进行检测，具体的，所述水位检测点上设置有正负电极柱，当管道内水位超过所述水位检测点时，所述正负电极柱接通，通过正负电极柱是否接通来准确的确定管道内水位情况，有效解决了管道内壁腐蚀对传感器灵敏度的影响从而影响到管道水位数据的准确性的问题。
作为本发明进一步的优选实施例，所述水位检测点左右对称设置，可以进一步提高水位检测数据的容错率，显然，左右对称等高设置的两个水位检测点的正负电极柱连接情况应当相同，当两者长时间不等时，应当及时对水位检测点的正负电极柱进行检测，从而保证了水位检测数据的准确率。
作为本发明进一步的优选实施例，所述水位检测点一共设置有八个，包括最低点检测点、最高处检测点、左右对称设置的1/4水位检测点、左右对称设置的1/2水位检测点、左右对称设置的3/4水位检测点，通过上述八个水位检测点的设置，最大幅度简化了水位测量装置，同时能够满足对管道内水位监测的需求。为便于理解上述水位测量装置的结构，请参阅图8及其解释说明，为本发明实施例所提供的一种水位测量装置的结构示意图。
如图2所示，为本发明实施例提供的一种管道故障检测方法的步骤流程图，该方法主要应用在如图1所示的管道故障检测装置120中，具体包括以下步骤：
步骤S202，获取设置于管道上的多个水位测量装置发送的管道故障监测信息。
在本发明实施例中，所述每个所述管道故障监测信息包括水位测量装置标识信息以及所述水位测量装置监测的管道水位数据。
在本发明实施例中，所述水位测量装置可以是通过数据线的方式传输管道故障监测信息，也可以是通过无线的方式传输管道故障监测信息，也可以是采用无线+有线结合的方式传输管道故障监测信息。本发明对水位测量装置所采取的传输管道故障监测信息的方式不做具体的限制，凡是能够使管道故障检测装置获取到水位测量装置所发送的管道故障监测信息的方式均应当在本发明所要求的保护的范围之内。通常情况下，可以简单将水位测量装置认定为具有通讯功能模块的水位测量装置。
步骤S204，根据所述管道故障监测信息确定所述管道是否存在故障，并在检测到所述管道存在故障时，输出管道故障信息。
在本发明实施例中，根据管道上设置的多个水位测量装置所采集的管道水位数据，可以确定出管道内各处的水流流通情况，进一步结合管道内各处的水流流通信息，就可以确定出管道是否存在故障。例如，当管道某处存在堵塞时，则位于该处上游的水位测量装置所采集的管道水位数据应当是全满或者接近全满，而位于该处下游的水位测量装置所采集的管道水位数据应当是全空或者接近全空，而存在符合该处上游的水位测量装置所采集的管道水位数据应当是全满或者接近全满，而位于该处下游的水位测量装置所采集的管道水位数据应当是全空或者接近全空的数据，就表明管道存在堵塞故障。同理，当管道某处存在破裂时，则位于该处下游的水位测量装置的管道水位数据应当明显低于位于该处上游的水位测量装置的管道水位数据。
在本发明实施例中，所述管道故障信息主要包括故障类型信息，例如管道存在堵塞故障、管道存在破裂故障。此外，还可以包括管道故障位置信息，管道故障位置信息是根据所述水位测量装置标识信息以及预先确定的位置信息与水位测量装置标识信息之间的对应关系所确定的，所述预先确定的位置信息即为在安装水位测量装置时，在管道故障检测装置内登记的水位测量装置安装位置信息。
本发明实施例提供的一种管道故障检测方法，通过获取管道上所设置的多个水位测量装置所采集的管道水位数据以及对应的水位测量装置标识信息，能够生成具有管道内水位信息的电子地图，通过进一步对管道水位数据进行分析，就能够判断管道是否存在堵塞或者破裂的故障存在，并在检测到管道存在故障时，实时输出管道故障信息，以便于工作人员及时进行维修，即提供了一种能够对管道故障进行实时监测的方法，解决了现有技术难以及时有效地对管道进行维修且维修成本高的技术问题。
如图3所示，为本发明实施例提供的一种根据管道故障监测信息检测管道是否存在故障的步骤流程图，具体包括以下步骤：
步骤S302，根据所述水位测量装置标识信息以及所述水位测量装置监测的管道水位数据确定管道内水位变化信息。
在本发明实施例中，考虑到水位测量装置标识信息也是在安装水位测量装置时就预先设定好的，因此，在获取到包括有水位测量装置标识信息的管道水位数据后，显然能够生成管道水位数据的电子地图，并方便的展示管道内水位的变化信息。
步骤S304，根据所述管道内水位变化信息确定所述管道是否存在故障，并在检测到所述管道存在故障时，输出管道故障信息。
在本发明实施例中，应当理解，管道内水位的变化应当是连续且平稳的，当管道内相邻的两个水位测量装置所采集的水位数据变化明显时，表明两者之间的管道有较高的风险存在故障，从而实现了根据管道内水位变化信息确定管道是否存在故障，并在检测到所述管道存在故障时，输出管道故障信息的过程。
如图4所示，为本发明实施例提供的一种管道故障检测装置的结构示意图，详述如下。
在本发明实施例中，所述管道故障检测装置包括：
管道故障监测信息获取单元410，用于获取设置于管道上的多个水位测量装置发送的管道故障监测信息。
在本发明实施例中，所述每个所述管道故障监测信息包括水位测量装置标识信息以及所述水位测量装置监测的管道水位数据。
在本发明实施例中，所述水位测量装置可以是通过数据线的方式传输管道故障监测信息，也可以是通过无线的方式传输管道故障监测信息，也可以是采用无线+有线结合的方式传输管道故障监测信息。本发明对水位测量装置所采取的传输管道故障监测信息的方式不做具体的限制，凡是能够使管道故障检测装置获取到水位测量装置所发送的管道故障监测信息的方式均应当在本发明所要求的保护的范围之内。通常情况下，可以简单将水位测量装置认定为具有通讯功能模块的水位测量装置。
管道故障检测单元420，用于根据所述管道故障监测信息确定所述管道是否存在故障，并在检测到所述管道存在故障时，输出管道故障信息。
在本发明实施例中，根据管道上设置的多个水位测量装置所采集的管道水位数据，可以确定出管道内各处的水流流通情况，进一步结合管道内各处的水流流通信息，就可以确定出管道是否存在故障。例如，当管道某处存在堵塞时，则位于该处上游的水位测量装置所采集的管道水位数据应当是全满或者接近全满，而位于该处下游的水位测量装置所采集的管道水位数据应当是全空或者接近全空，而存在符合上述条件的管道水位数据，就表明管道存在堵塞故障。同理，当管道某处存在破裂时，则位于该处下游的水位测量装置的管道水位数据应当明显低于位于该处上游的水位测量装置的管道水位数据。
在本发明实施例中，所述管道故障信息主要包括故障类型信息，例如管道存在堵塞故障、管道存在破裂故障。此外，还可以包括管道故障位置信息，管道故障位置信息是根据所述水位测量装置标识信息以及预先确定的位置信息与水位测量装置标识信息之间的对应关系所确定的，所述预先确定的位置信息即为在安装水位测量装置时，在管道故障检测装置内登记的水位测量装置安装位置信息。
本发明实施例提供的一种管道故障检测装置，通过获取管道上所设置的多个水位测量装置所采集的管道水位数据以及对应的水位测量装置标识信息，能够生成具有管道内水位信息的电子地图，通过进一步对管道水位数据进行分析，就能够判断管道是否存在堵塞或者破裂的故障存在，并在检测到管道存在故障时，实时输出管道故障信息，以便于工作人员及时进行维修，即提供了一种能够对管道故障进行实时监测的方法，解决了现有技术难以及时有效地对管道进行维修且维修成本高的技术问题。
如图5所示，为本发明实施例提供的一种管道故障检测系统的结构示意图，详述如下。
在本发明实施例中，所述管道故障检测系统包括管道故障检测装置510以及设置于管道上的与所述管道故障检测装置510进行通讯的多个水位测量装置520。
在本发明实施例中，所述设置于管道上的与所述管道故障检测装置510进行通讯的多个水位测量装置520主要用于采集管道水位数据，并将管道水位数据以及标识信息作为管道故障监测信息发送给管道故障检测装置510，所述管道故障检测装置510用于根据各个水位测量装置发送的管道故障监测信息分析确定管道是否存在故障，并在检测到所述管道存在故障时，实时输出管道故障信息，以便工作人员能够及时获取到管道故障信息，从而快速实现对管道的维修。
在本发明实施例中，所述管道故障检测装置510可以理解为具有数据处理能力的硬件设备或软件程序，通常是服务端平台，具体可以是服务器，也可以是云服务器。本发明对管道故障检测装置的形式不走具体的限制，凡是能够获取水位测量装置所发送的管道故障监测信息，并按照预设的检测规则对管道故障监测信息进行分析以确定管道是否存在故障的硬件设备或软件程序均在本发明要求保护的范围之内。
在本发明实施例中，可以理解，水位测量装置在发送管道水位数据还会发送水位测量装置标识信息，该标识信息在安装水位测量装置时已经预先设定好，并在管道故障检测装置内登记有标识信息与水位测量装置安装位置的对应关系。
在本发明实施例中，所述管道故障信息包括管道故障位置信息，其中所述道故障位置信息是根据所述水位测量装置标识信息以及预先确定的位置信息与水位测量装置标识信息之间的对应关系所确定的，所述预先确定的位置信息即为在安装水位测量装置时，在管道故障检测装置内登记的水位测量装置安装位置信息。
作为本发明的一个优选实施例，考虑到市政管道的复杂，不便于采用复杂、成本高的水位测量装置对管道内水位进行监测，因此将水位测量装置设置为简易环状，以便于安装与使用。具体的，所述水位测量装置包括安装于管壁内侧的检测环，所述检测环上设置有多个水位检测点，所述管道水位数据是通过所述水位检测点检测的。其中水位检测点对水位的检测的实现方式可以有多种，例如可以是通过压力传感器检测水压，也可以是通过湿度传感器，当然也可以是其他实现对水位进行检测的方式。
在本发明实施例中，进一步考虑到市政管道的实施环境，如果采用常用的压力传感器和湿度传感器对水位进行检测，管道内壁所存在腐蚀的现象会影响到压力传感器和湿度传感器的灵敏度，从而影响到水位检测点对水位的检测效果。作为优选，所述检测点是通过正负电极柱的方式对水位进行检测，具体的，所述水位检测点上设置有正负电极柱，当管道内水位超过所述水位检测点时，所述正负电极柱接通，通过正负电极柱是否接通来准确的确定管道内水位情况，有效解决了管道内壁腐蚀对传感器灵敏度的影响从而影响到管道水位数据的准确性的问题。
作为本发明进一步的优选实施例，所述水位检测点左右对称设置，可以进一步提高水位检测数据的容错率，显然，左右对称等高设置的两个水位检测点的正负电极柱连接情况应当相同，当两者长时间不等时，应当及时对水位检测点的正负电极柱进行检测，从而保证了水位检测数据的准确率。
作为本发明进一步的优选实施例，所述水位检测点一共设置有八个，包括最低点检测点、最高处检测点、左右对称设置的1/4水位检测点、左右对称设置的1/2水位检测点、左右对称设置的3/4水位检测点，通过上述八个水位检测点的设置，最大幅度简化了水位测量装置，同时能够满足对管道内水位监测的需求。为便于理解上述水位测量装置的结构，请参阅图8及其解释说明，为本发明实施例所提供的一种水位测量装置的结构示意图。
如图6所示，为本发明实施例提供的另一种管道故障检测系统的结构示意图，详述如下。
在本发明实施例中，与图5所示出的一种管道故障检测系统的结构示意图的区别在于，还包括区域管道故障信息采集装置610。
在本发明实施例中，考虑具体的实施环境下，城市市政管道复杂且范围广，因此设置于管道上的水位测量装置通常设置在城市各处，单纯利用有线或者无线通讯的方式传输管道水位数据显然不够合理，数据线的传输方式会导致成本大大增加，而无线的传输方式的通讯质量与通讯范围无法满足要求，因此提出了无线+有线结合的数据传输系统。具体的，管道故障检测系统还设置有区域管道故障信息采集装置610，其中，设置于管道上的水位测量装置按照预设的分配规则分别与区域管道故障信息采集装置610，例如以每条街道或者每片区域进行划分，设置于同一条街道内或者同一片区域内水管上的水位测量装置通过数据线将管道故障信息统一发送到区域管道故障信息采集装置610上，而区域管道故障信息采集装置610进一步借用当地区域的无线网络与管道故障检测装置通讯，从而实现了各个区域内水管水位数据的采集。
如图7所示，为本发明实施例通过的又一种管道故障检测系统的结构示意图，详述如下。
在本发明实施例中，与图5所示出的一种管道故障检测系统的结构示意图的区别在于，还包括故障展示终端710。
在本发明实施例中，在确定管道故障信息之后，为便于工作人员及时对管道故障进行修复，系统还包括故障展示终端710，其中故障展示终端可以理解为与管道故障检测装置进行通讯的可便携携带的设备，例如工作人员所持有的手机、笔记本电脑等等，以便于工作人员直接通过所述故障展示终端查看管道故障信息。
如图8所示，为本发明实施例提供的一种水位测量装置的结构示意图，详述如下。
在本发明实施例中，提出了一种通过在检测点上设置正负电极柱的检测环作为水位测量装置的结构示意图，具体的，检测环上一共设置有8个检测点(本领域技术人员也完全可以根据实际需求自行定义检测点的数量)，其中每个检测点包括有正极接触点和负极接触点，考虑到线路的简化，可以利用一根负极线实现在每个检测点上设置负极接触点，(以图8为例，最贴近管道内壁的线为负极线，依次经过检测点1～8)，而对于正极接触点则分别利用多根正极线接通，如此，当管道内水位淹没过检测点上设置的正极接触点和负极接触点时，两者接通，表明管道内水位以淹没过对应的检测点。上述水位测量装置成本低，同时装置结构紧凑、小巧，安装方便，不会影响到管道内水位的正常流动，此外检测的稳定性好，准确率高，对环境的适应性好，使用寿命长。
应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
