УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ ГОРОДСКОЙ ВОДООТВОДЯЩЕЙ СЕТИ Российский патент 2004 года по МПК E03B7/02 

Изобретение относится к области городской канализации и предназначено, в частности, для контроля эксплуатационных характеристик городских канализационных (водоотводящих) сетей и планирования объектов восстановления трубопроводов.

Известны устройства для оценки технического состояния городских водопроводных и водоотводящих сетей, предназначенные для выявления наиболее неблагоприятных участков с целью планирования проведения на них восстановительных работ и предотвращения аварий (см. Материалы международного конгресса “Экватек-2002, Москва, ГУП “Мосводоканал”, ГУП “Водоканал Санкт-Петербурга”).

Известны устройства для оценки степени старения трубопроводов водоотводящей сети и определения объектов восстановления по прогнозу изменения механических свойств материала стенок трубопровода, продолжительности и эффективности эксплуатации, условий окружающей среды, соседствующих построек, транспортных и пассажиропотоков (см. Laffrechine К., Breysse D. /Strategy pour l'etude du vieillssernent et l'optimisation de la maintenance du reseau d'assainissement //Tech. Sci. Meth. 1998. №6. - p.61-64 (Франция).

Известны также устройства для выбора объектов санации трубопроводных сетей, основанные на оценке прогноза параметров выживания трубопроводов, периода их полезной эксплуатации и определения приоритета восстановления по ряду внешних факторов, к которым относятся возраст грубы и материал ее изготовления, наличие агрессивных грунтов, подземных вод, степень интенсивности транспортных и пассажиропотоков и т.д. (см. Свидетельство на полезную модель №21295 (приоритет от 02.07.2001) “Устройство для анализа надежности трубопроводов городской водопроводной сети”).

Это устройство содержит блок первичной обработки информации, блок ранжирования по критериям аварийности, блок анализа и фильтрации первичной информации и запросов по эксплуатации, блок выбора потенциальных объектов санации по аварийности, блок фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации, блок ранжирования потенциальных объектов санации, соединенный с печатающим устройством, блок сбора и накопления информации по аварийности трубопроводов и блок сбора информации по инвентаризации, подсоединенные к выходам блока первичной обработки информации.

Недостатком известных устройств является относительно высокая вероятность ошибок в выборе потенциальных объектов санации в связи с ограниченным диапазоном показателей выборки, что является следствием отсутствия фиксации и анализа информации по структурным повреждениям и функциональным изменениям в работе трубопроводов в период их длительной эксплуатации, т.е. тех негативных обстоятельств, которые могут быть выявлены современными техническими средствами диагностики сетей (например, телевизионными установками или приборами-датчиками).

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков путем повышения эффективности выборки потенциальных объектов санации но комплексу показателей надежности и физическому состоянию объекта.

Поставленная задача решается тем, что устройство снабжено блоком сбора и обработки информации о структурных повреждениях и блоком сбора и обработки информации о функциональных изменениях трубопроводов, входами подключенных к выходам блока фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации, а выходами - ко входам блока ранжирования потенциальных объектов санации, блоки фильтрации параметров надежности, фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации, ранжирования потенциальных объектов санации последовательно соединены между собой, а блоки ранжирования по критериям аварийности, анализа и фильтрации первичной информации и запросов по эксплуатации, выбора потенциальных объектов санации входами подключены параллельно к выходам блока первичной обработки информации, а выходами к входам блока фильтрации параметров надежности, к входу которого также подключены выходы блока сбора и накопления информации об аварийности трубопроводов и блока сбора информации по инвентаризации. При этом блок сбора и обработки информации о структурных повреждениях трубопроводов выполнен в виде параллельно подключенных к входу блока ячеек сбора и обработки информации по трещинам, по типам разрушений, по наличию коррозийных отложений и абразивного износа, выходы которых подсоединены к выходу блока. Также блок функциональных изменений трубопроводов выполнен в виде параллельно подключенных ко входу блока ячеек сбора и обработки информации о наличии смещения труб, о просадках лотка, о нарушениях первоначальной формы труб, о наличии наносов и биообразований, выходами подсоединенных к выходу блока. Кроме того, выход блока первичной обработки информации подсоединен к печатающему устройству.

Устройство поясняется чертежами, где:

фиг.1 - блок-схема устройства;

фиг.2 - схема блока структурных повреждений трубопроводов;

фиг.3 - схема блока функциональных изменений трубопроводов.

Наилучший вариант осуществления изобретения.

Устройство включает блок первичной обработки информации 1, печатающее устройство 2, блок сбора и накопления информации об аварийности трубопроводов 3, блок сбора информации по инвентаризации 4, блок ранжирования по критериям аварийности 5, блок анализа и фильтрации первичной информации и запросов по эксплуатации 6, блок выбора потенциальных объектов санации по аварийности 7, блок фильтрации параметров надежности 8, блок фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации 9 и блок ранжирования потенциальных объектов 10, блок сбора и обработки информации о структурных повреждениях 11 и блок сбора и обработки информации о функциональных изменениях 12 трубопроводов.

Блок структурных повреждений 11 содержит параллельно подключенные к входу и выходу блока ячейки сбора и обработки информации по трещинам 13, по типам разрушений 14 и по наличию коррозийных отложений и абразивного износа 15.

Блок функциональных изменений 12 содержит параллельно подключенные к входу и выходу блока ячейки сбора и обработки информации о наличии смещения труб 16, о просадках лотка 17, о нарушениях первоначальной формы груб 18 и о наличии наносов и биообразований 19.

Блоки сбора и накопления информации об аварийности трубопроводов 3, сбора информации по инвентаризации 4, ранжирования по критериям аварийности 5, анализа и фильтрации первичной информации и запросов по эксплуатации 6, выбора потенциальных объектов санации по аварийности 7 параллельно подключены к выходам блока первичной обработки информации 1 и ко входам блока фильтрации параметров надежности 8.

Блоки фильтрации параметров надежности 8, фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации 9, ранжирования потенциальных объектов санации 10 соединены последовательно. Блоки сбора и обработки информации о структурных изменениях 11 и сбора и обработки информации о функциональных изменениях 12 трубопроводов подключены к выходам блока фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации 9 и входам блока ранжирования потенциальных объектов санации 10.

Блоки первичной обработки информации 1 и ранжирования потенциальных объектов санации 10 подключены к печатающему устройству 2.

Устройство работает следующим образом.

В блок сбора первичной информации 1 (фиг.1) вводится по каналам внешней связи (на чертеже не показаны) комплексная информация о состоянии водоотводящих сетей. Эта информация может поступать в письменном виде - анкеты, протоколы, запросы, жалобы, в виде факсов и телефонограмм.

Эта информация фильтруется параллельно установленными блоками сбора и накопления информации об аварийности трубопроводов 3, сбора информации по инвентаризации 4, ранжирования по критериям аварийности 5, анализа и фильтрации первичной информации и запросов по эксплуатации 6, выбора потенциальных объектов санации по аварийности 7, образуя в итоге пять потоков информации о состоянии водоотводящих сетей.

В блоке фильтрации параметров надежности 8 производится сравнение информации, поступившей по этим пяти каналам, и отбор (сужение списка участков сети) наиболее ненадежных участков водоотводящей сети. Информация об отобранных участках поступает в блок фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации 9, в котором подвергается повторному анализу на степень ущербности по таким показателям, как глубина заложения труб, год укладки, материал и диаметр труб, толщина стенок, наличие грунтовых вод, характер грунтов, интенсивность транспортных потоков и т.д.

В блоке ранжирования потенциальных объектов санации 10 поступившая непосредственно из блока фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации 9, информация по суммарной рейтинговой значимости, т.е. максимальному балльному значению, сравнивается и происходит отбор наиболее ущербных участков сети, требующих санации, и эта информация выводится на печатающее устройство 2.

В блоках сбора и обработки информации о структурных повреждениях 11 и функциональных изменениях 12 трубопроводов на основании данных диагностических обследований, полученных с помощью малогабаритной телевизионной техники или приборов-датчиков, производится выявление, фиксация и внутреннее ранжирование поступившей информации.

В ячейке 13 сбора и обработки информации по продольным, поперечным и винтообразным трещинам происходит фильтрация по признакам нарушения герметичности с тремя ступенями рейтинговой значимости: максимальную значимость (абсолютный приоритет) имеют раскрытые трещины с признаками экс- и инфильтрации; приоритетную значимость имеют раскрытые трещины без признаков экс- и инфильтрации; относительно равнозначными являются закрытые трещины.

В ячейке 14 сбора и обработки информации по типам разрушений максимальное рейтинговое значение (абсолютный приоритет) имеет практически полное разрушение или излом труб; приоритетную значимость имеют частичное (до 1/3 длины трубопровода) разрушение и разрушение вблизи стыков, приводящие к экс- и инфильтрации; относительно равнозначными являются разрушения торцов труб вблизи стыков без проявления экс- и инфильтрации.

В ячейке 15 сбора и обработки информации по коррозийным образованиям и абразивному износу максимальное рейтинговое значение (абсолютный приоритет) имеют полная (сплошная) коррозия при высоте бугристых отложений более 10% диаметра трубы и/или полный (истирание защитной оболочки до арматуры) абразивный износ; приоритетное рейтинговое значение имеют частичная (в виде отдельных групп пятен ржавчины толщиной слоя до 10% диаметра трубы) и/или видимый абразивный износ лотковой части; относительно равнозначное рейтинговое значение имеют разрушения защитной оболочки (слоя эмали на керамической трубе) и/или образование единичных пятен ржавчины.

Информации о структурных повреждениях фильтруется в блоке 11 по указанным параметрам и передается в блок ранжирования потенциальных объектов санации 10.

Аналогично информация, поступившая из блока фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации 9, фильтруется ячейками блока сбора и обработки информации о функциональных изменениях трубопроводов 12.

В ячейке 16 сбора и обработки информации по смещениям максимальное рейтинговое значение (абсолютный приоритет) имеют смещения более чем на 1/3 диаметра трубы; приоритетное рейтинговое значение имеют смещения, меньшие 1/3 диаметра труб; относительно равнозначные рейтинговые значения имеют незначительные угловые смещения (в плане и профиле) и нарушения продольного профиля (продольные смещения без нарушения соосности).

В ячейке 17 сбора и обработки информации о просадках приоритетное рейтинговое значение имеют оседание лотка с дефектом эластичности прокладки и расстыковкой кольцевого пространства раструба и/или образование изгибов по вертикали и горизонтали на трассе трубопровода; относительно равнозначное рейтинговое значение имеют незначительные смещения лотка по вертикали без нарушения эластичности прокладки.

В ячейке 18 сбора и обработки информации о нарушении первоначальной формы труб приоритетное рейтинговое значение имеет местная деформация (сдавливание) по вертикали и горизонтали; относительно равнозначное рейтинговое значение имеют прогибы и провисания сводов труб.

В ячейке 19 сбора и обработки информации о наносах и биообразованиях приоритетное рейтинговое значение имеют наносы в лотковой части трубопровода с высотой более 1/3 диаметра трубы и/или стойкие биообразования (обрастания) по всей внутренней поверхности трубопровода; относительно равнозначное рейтинговое значение имеют несмываемые наносы (заиливание) на отдельных участках трубопровода и/или единичное биообразование (обрастание).

Информация о функциональных изменениях трубопроводов передается из блока 12 в блок ранжирования потенциальных объектов санации 10.

Таким образом первичная информация о состоянии водоотнодящей сети анализируется по трем внутренним иерархическим уровням - абсолютного приоритета, приоритета и относительной равнозначности и определяется суммарное рейтинговое (балльное) значение по всем уровням для каждого участка.

Окончательный список потенциальных объектов санации по критерию суммарной максимальной рейтинговой значимости, выводится из блока ранжирования потенциальных объектов санации 10 на печатающее устройство 2.

Окончательным итогом работы устройства является анализ надежности водоотводящих сетей, трехуровневая эффективная выборка наиболее ущербных по комплексу показателей участков водоотводящей сети из множества эксплуатируемых, и вывод на печать их списков и паспортов.

Экономический эффект от применения изобретения может выражаться в снижении до минимума вероятности ошибки при выборе потенциального объекта санации на водоотводящей сети, стоимостные затраты на ремонт которого в условиях современного города с насыщенной подземной инфраструктурой сопоставимы с прокладкой новой трассы трубопроводов.

Изобретение относится к области контроля технического состояния городской канализации. Устройство для анализа надежности трубопроводов городской водоотводящей сети содержит блок первичной обработки информации, блок ранжирования по критериям аварийности, блок анализа и фильтрации первичной информации и запросов по эксплуатации, блок выбора потенциальных объектов санации по аварийности, блок фильтрации параметров надежности, блок фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации, блок ранжирования потенциальных объектов санации с печатающим устройством, блок сбора и накопления информации по аварийности трубопроводов, блок сбора информации по инвентаризации, подсоединенные к выходам блока первичной обработки информации, ячейки сбора и обработки информации по продольным, поперечным и винтообразным трещинам, по типам разрушений, по коррозийным образованиям и абразивному износу, по смещениям труб, о просадках труб, о нарушениях первоначальной формы труб, о наносах и биообразованиях, блок сбора и обработки информации о структурных повреждениях и блок сбора и обработки информации о функциональных изменениях трубопроводов, соответствующим образом соединенных между собой. Данное изобретение позволяет повысить эффективность выборки потенциальных объектов санации по комплексу показателей надежности и физическому состоянию объекта. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для анализа надежности трубопроводов городской водоотводящей сети, содержащее блок первичной обработки информации, блок ранжирования по критериям аварийности, блок анализа и фильтрации первичной информации и запросов по эксплуатации, блок выбора потенциальных объектов санации по аварийности, блок фильтрации параметров надежности, блок фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации, блок ранжирования потенциальных объектов санации, соединенный с печатающим устройством, блок сбора и накопления информации по аварийности трубопроводов, блок сбора информации по инвентаризации, подсоединенные к выходам блока первичной обработки информации, а также ячейку сбора и обработки информации по продольным, поперечным и винтообразным трещинам, ячейку сбора и обработки информации по типам разрушений, ячейку сбора и обработки информации по коррозийным образованиям и абразивному износу, ячейку сбора и обработки информации по смещениям труб, ячейку сбора и обработки информации о просадках труб, ячейку сбора и обработки информации о нарушениях первоначальной формы труб, ячейку сбора и обработки информации о наносах и биообразованиях, отличающееся тем, что устройство снабжено блоком сбора и обработки информации о структурных повреждениях и блоком сбора и обработки информации о функциональных изменениях трубопроводов, входами подключенных к выходам блока фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации, а выходами - ко входам блока ранжирования потенциальных объектов санации, блоки фильтрации параметров надежности, фильтрации параметров для выбора потенциальных объектов санации, ранжирования потенциальных объектов санации последовательно соединены между собой, а блоки ранжирования по критериям аварийности, анализа и фильтрации первичной информации и запросов по эксплуатации, выбора потенциальных объектов санации входами подключены параллельно к выходам блока первичной обработки информации, а выходами к входам блока фильтрации параметров надежности, к входу которого также подключены выходы блока сбора и накопления информации об аварийности трубопроводов и блока сбора информации по инвентаризации.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок сбора и обработки информации о структурных повреждениях трубопроводов выполнен в виде параллельно подключенных к входу блока ячеек сбора и обработки информации по трещинам, по типам разрушений, по наличию коррозийных отложений и абразивного износа, выходы которых подсоединены к выходу блока.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок функциональных изменений трубопроводов выполнен в виде параллельно подключенных ко входу блока ячеек сбора и обработки информации о наличии смещения труб, о просадках лотка, о нарушениях первоначальной формы труб, о наличии наносов и биообразований, выходами подсоединенных к выходу блока.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выход блока первичной обработки информации подсоединен к печатающему устройству.