Способ регистрации кабельной трассы в грунте Российский патент 2022 года по МПК H02G9/02 G02B6/50 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации трассы прокладки, глубины залегания кабеля в грунте и особенностей грунта, необходимых для учета и наполнения базы данных государственных кадастровых органов.

Все известные способы определения трассы прокладки кабелей можно разделить на две группы - электрических и волоконно-оптических кабелей.

Известно «Устройство для определения глубины залегания электрического кабеля» [1], основу которого составляет кабелеискатель. Недостатком этого устройства является то, что оно позволяет определить только трассу прокладки и применимо только для электрических кабелей.

Известен «Способ определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля» [2], согласно которому по электрическому кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал. На устройстве, способном перемещаться по поверхности только по прямой и в одном направлении, закрепляют датчики компонент магнитного поля и курвиметр. С помощью датчиков магнитного поля измеряют уровни компонент магнитного поля на разных высотах, а с помощью курвиметра - расстояние, которое прошло устройство. По результатам измерений определяю трассу прокладки и локализацию места повреждения кабеля. Недостатком данного способа является то, сто этот способ применим только для электрических кабелей.

Известны способы поиска местоположения подземных коммуникаций и определения их поперечного размера и глубины залегания в грунте [3, 4]. Сущность этих способов заключается в том, что на одном конце подземной коммуникации к ее цепи «проводник-земля» подключают генератор низких частот, а устройства с датчиками компонент магнитного поля, установленные на беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) перемещают над поверхностью земли над участком, в пределах которого предположительно проложена подземная коммуникация.

Общим недостатком этих способов является узость области использования, заключающееся в том, что они применимы только для электрических кабелей (коммуникаций), а также сложность конструкции - наличие большого количества используемой аппаратуры, в том числе и БПЛА.

Известны способы определения трассы прохождения и глубины залегания подземных коммуникаций [5, 6, 7]. Сущность этих способов заключается в том, что по электрической коммуникации передают низкочастотный электромагнитный сигнал, а по трассе прохождения коммуникации используются перемещаемые магнитные датчики (приемники электромагнитного сигнала). Глубина залегания определяется на основе обработки информации, поступающей от магнитных датчиков. Общим недостатком этих способ является то, что эти способы применимы только для электрических коммуникаций.

Известен «Способ поиска трассы и определения места повреждения оптического кабеля» [8]. Согласно этому способу в оптическое волокно вводят модулированный зондирующий сигнал, а над кабелем продольно-поперечно относительно предполагаемой трассы кабеля перемещают источник направленного вибрационного воздействия. По отдельному каналу связи управляют перемещениями источника направленного вибрационного воздействия и уровнем вибрационного воздействия.

С помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра измеряют характеристику обратного рассеяния того же волокна до начала вибрационного воздействия и при вибрационном воздействии. На основе обработки характеристик обратного рассеяния определяют трассу прокладки кабеля.

Недостатки этого способа - узость области использования, заключающееся в том, что он применим только для оптического кабеля, и малые функциональные возможности - не позволяет определить глубину залегания кабеля.

Известен «Способ определения глубины прокладки подводного кабеля» [9]. Сущность этого способа состоит в следующем. По кабелю передают низкочастотный электромагнитный сигнал. Вблизи дна водоема перемещают над кабелем поперек его трассы прокладки расположенные одна над другой на фиксированном расстоянии друг от друга две идентичные одинаково ориентированные системы настроенных на эту же частоту магнитных датчиков. На основе сигналов, поступающих в блок обработки данных от магнитных датчиков, датчика положения и ультразвукового датчика, определяют глубину прокладки подводного кабеля. Недостатком этого способа является то, что он применим только для электрических кабелей.

В качестве прототипа принято изобретение «Способ контроля глубины прокладки оптического кабеля» [10]. Согласно этому способу по трассе прокладки на поверхности над оптическим кабелем создают на него направленное акустическое воздействие и с помощью фазочувствительного импульсного оптического рефлектометра измеряют на двух расстояниях над поверхностью грунта характеристики обратного рассеяния оптического волокна. На основе полученных результатов измерений используя приведенные в описании формулы вычисляют глубину прокладки оптического кабеля.

Недостатками устройства-прототипа являются узость области его применения, поскольку этот способ применим только для оптического кабеля, малые функциональные возможности, поскольку определяется лишь глубина залегания кабеля при известной трассе его прокладки, и не осуществляется регистрация результатов поиска.

Целью изобретения является расширение области применения и функциональных возможностей предлагаемого способа, заключающееся в возможности его применения как для электрических, так и оптических кабелей, а также осуществления регистрации трассы, глубины прокладки в грунт и особенностей грунта.

Поставленная цель достигается тем, что предлагается способ регистрации кабельной трассы в грунте, заключающийся в определении и регистрации координат прокладки кабельной трассы и глубины залегания кабеля в грунт, отличающийся тем, что дополнительно осуществляются оценка и регистрация результатов оценки (анализа) особенностей грунта, при этом регистрация кабельной трассы, глубины залегания кабеля, оценка (анализ) и регистрация результатов оценки (анализа) особенностей грунта выполняются непосредственно в процессе прокладки кабеля кабелеукладчиком, причем координаты местоположения движущегося кабелеукладчика определяются посредством системы спутниковой навигации, глубина залегания кабеля определяется посредством датчика глубины погружения в грунт рабочего органа (плуга) кабелеукладчика, оценка особенностей грунта производится посредством устройства оценки (анализа) особенностей грунта, по данным координат местоположения движущегося кабелеукладчика строится трасса прокладки кабеля на графической модели, по глубине погружения в грунт рабочего органа (плуга) кабелеукладчика по трассе прокладки кабеля регистрируются и наносятся на графическую модель глубина прокладки кабеля, по данным с устройства оценки (анализа) особенностей грунта производится отображение результатов оценки особенностей грунта на графической модели, результаты регистрации прокладки кабельной трассы отраженные на графической модели сохраняются в базе данных электронной вычислительной системы кабелеукладчика.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый устройство отличается наличием дополнительных действий, осуществляемых дополнительными техническими средствами, взаимодействующими между собой.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого способа с другими аналогичными способами показывает, определение в них кабельной трассы и глубины залегания кабеля известно.

Однако, благодаря тому, что трасса прохождения кабеля и глубина его погружения в грунт регистрируются непосредственно во время его прокладки кабелеукладчиком, при этом одновременно осуществляются оценка (анализ) особенностей грунта и их регистрация, причем координаты местоположения движущегося кабелеукладчика определяются посредством системы спутниковой навигации, в качестве которой могут быть использованы GPS или ГЛОНАСС, глубина залегания кабеля определяется посредством датчика глубины погружения в грунт рабочего органа (плуга) кабелеукладчика, оценка особенностей грунта производится посредством устройства оценки (анализа) особенностей грунта, по данным координат местоположения движущегося кабелеукладчика строится трасса прокладки кабеля на графической модели, по глубине погружения в грунт рабочего органа (плуга) кабелеукладчика по трассе прокладки кабеля регистрируются и наносятся на графическую модель глубина прокладки кабеля, по данным с устройства оценки (анализа) особенностей грунта производится отображение результатов оценки особенностей грунта на графической модели, результаты регистрации прокладки кабельной трассы отраженные на графической модели сохраняются в базе данных электронной вычислительной системы кабелеукладчика.

Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию «существенные отличия».

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что он применим для кабелей любого типа, - силовых и связи, электрических и оптических. При этом он характеризуется расширенными функциональными возможностями - помимо регистрации трассы осуществляются регистрация глубины погружения кабеля в грунт и особенностей грунта, а также высокой точностью фиксируемых результатов, поскольку их фиксация производится непосредственно во время прокладки кабельной трассы.

Следовательно, можно сделать вывод, что цель, поставленная перед данным изобретением - расширение области применения и функциональных возможностей предлагаемого способа, заключающееся в возможности его применения как для электрических, так и оптических кабелей, силовых или связи, постоянных или временных, а также осуществления регистрации трассы, глубины прокладки в грунт и особенностей грунта - достигнута.

К несомненным достоинствам предложенного способа регистрации кабельной трассы в грунте относятся простота его технической реализации, основанная на использовании широко известных и применяемых электронных элементов и составных частей, высокая точность фиксируемых результатов.

Предложенный способ регистрации кабельной трассы в грунте может найти широкое применение при прокладке всевозможных кабельных линий - электрических и оптических, силовых и связи, постоянных и временных (полевых систем), и при постановке их на кадастровый учет в соответствующих государственных органах.

Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенного способа регистрации кабельной трассы в грунте заключается в увеличении сведений о трассе прокладки кабеля, высокой точности фиксируемых результатов, а также хранении их в электронном виде.

Количественная величина ожидаемого технико-экономического эффекта от использования предложенного способа регистрации кабельной трассы в грунте зависит в первую очередь от области его применения и конкретных вариантов исполнения, - ее определение возможно только после его практической реализации.

Источники информации

1. А.с. СССР №98345 «Устройство для определения глубины залегания электрического кабеля».

2. Патент РФ №2656283 «Способ определения трассы прокладки и локализации места повреждения кабеля».

3. Патент РФ №2656281 «Способ применения роя беспилотных летательных аппаратов для дистанционного определения местоположения подземных коммуникаций, их поперечного размера и глубины залегания в грунте».

4. Патент РФ №2664253 «Способ дистанционного поиска местоположения подземных коммуникаций и определение их поперечного размера и глубины залегания в грунте».

5. Патент РФ №2635402 «Способ определения глубины залегания и расстояния до места прохождения коммуникаций и устройство для его осуществления».

6. Патент РФ №2699379 «Способ определения глубины залегания и расстояния до места прохождения коммуникаций».

7. Патент РФ №2713104 «Способ определения глубины залегания и расстояния до места прохождения коммуникаций и устройство для его осуществления».

8. Патент РФ №2656295 «Способ поиска трассы и определения места повреждения оптического кабеля».

9. Патент РФ №2326343 «Способ определения глубины прокладки подводного кабеля».

10. Патент РФ №2743888 «Способ контроля глубины прокладки оптического кабеля» (прототип).

Изобретение может быть использовано для регистрации трассы прокладки, глубины залегания кабеля в грунте и особенностей грунта. Технический результат - осуществление регистрации трассы, глубины прокладки в грунт и особенностей грунта. Способ регистрации кабельной трассы в грунте, заключающийся в определении и регистрации координат прокладки кабельной трассы и глубины залегания кабеля в грунт, при этом дополнительно осуществляются оценка и регистрация оценки особенностей грунта, при этом регистрация кабельной трассы, глубины залегания кабеля, оценка и регистрация особенностей грунта выполняются непосредственно в процессе прокладки кабеля кабелеукладчиком, причем координаты местоположения движущегося кабелеукладчика определяются посредством системы спутниковой навигации, глубина залегания кабеля определяется посредством датчика глубины погружения в грунт рабочего органа, плуга, оценка особенностей грунта производится посредством устройства оценки особенностей грунта, по данным координат местоположения движущегося кабелеукладчика строится трасса прокладки кабеля на графической модели с регистрацией глубины залегания кабеля и особенностей грунта, результаты регистрации прокладки кабельной трассы, отраженные на графической модели, сохраняются в базе данных электронной вычислительной системы кабелеукладчика.

Способ регистрации кабельной трассы в грунте, заключающийся в определении и регистрации координат прокладки кабельной трассы и глубины залегания кабеля в грунт, отличающийся тем, что дополнительно осуществляются оценка и регистрация результатов оценки, анализа особенностей грунта, при этом регистрация кабельной трассы, глубины залегания кабеля, оценка, анализ и регистрация результатов оценки, анализа особенностей грунта выполняются непосредственно в процессе прокладки кабеля кабелеукладчиком, причем координаты местоположения движущегося кабелеукладчика определяются посредством системы спутниковой навигации, глубина залегания кабеля определяется посредством датчика глубины погружения в грунт рабочего органа - плуга кабелеукладчика, оценка особенностей грунта производится посредством устройства оценки, анализа особенностей грунта, по данным координат местоположения движущегося кабелеукладчика строится трасса прокладки кабеля на графической модели, по глубине погружения в грунт рабочего органа - плуга кабелеукладчика по трассе прокладки кабеля регистрируется и наносится на графическую модель глубина прокладки кабеля, по данным с устройства оценки, анализа особенностей грунта производится отображение результатов оценки особенностей грунта на графической модели, результаты регистрации прокладки кабельной трассы, отраженные на графической модели, сохраняются в базе данных электронной вычислительной системы кабелеукладчика.