一种铁路给水管网快速检漏系统技术方案

本发明专利技术涉及给水管网技术领域，为一种铁路给水管网快速检漏系统，包括检漏机器人、电池模块、作业监控管理平台及通信模块，检漏机器人设有传感器模块；传感器模块用于检测给水管网的漏损情况、实时定位检漏机器人的位置和视觉传输现场情况。检漏机器人沿着铁轨移动，并带动噪声记录仪记录沿着给水管网移动以监测是否漏损。针对铁路给水管网特点，代替传统人工检漏，采用硬件与软件结合技术，通过噪声、视觉等传感器获取数据，发送给软件平台云存储、识别处理信号生成作业报表，根据业主单位改造目标、资金给出相应建议，实现全流程的服务，投入成本低，泄漏点识别精度高，定位准确，耗时较快。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路给水管网快速检漏系统
本专利技术涉及给水管网
，具体涉及一种铁路给水管网快速检漏系统。
技术介绍
给水管网是给水系统中的重要环节，净水厂处理达标后的自来水经给水管网，供给城乡居民、大型用水单位铁路及工业区等使用，是保证生产生活正常运转的重要组成。一般情况下，给水管网由于埋设在地下，服务年限久远，管网发生腐蚀，或受管网内部较大水压，管道埋深较浅承重过大，基础不均匀沉降等原因，造成管网长期漏泄，不易被管养维护人员发现。管网漏水量与供水总量之比为管网漏损率，据调查表明，有城市供水管网漏损率在15％以上，铁路给水管网漏损率达20％以上，如陇海线、焦枝线、宁西线的给水管网平均漏损率达43％，《铁路给水排水设计规范》对管网漏损率的取值为10％～12％，实际生产中的管网漏损率大大超过了设计范围。此外，铁路给水管网通常沿股道间敷设，长期的跑冒滴漏会影响铁轨基础承载力，成为安全隐患。所以有必要对漏损率进行严格的把控，实现铁路给水管网相对稳定运行，保证铁路生产的正常秩序，保护铁路财产免受侵害，避免大量水资源浪费，降低生产运行成本。目前管网泄露检测主要采用人工方式，依靠经验丰富的工人巡检听漏，时效慢且投入成本高。当前暂无专门适用于铁路系统给水管网检漏的专利，主要通过在管网节点设置大量传感器，监测管道中压力、流量、噪声等信号，建立水力模型或者神经网络深度学习模型，识别管网漏损点。申请号201911313009.7提出了一种给水管网漏损监测与定位的方法，通过在管网中安装大量传感器，利用水量平衡模型识别漏水分区，再比对噪声频谱信号定位漏损点，该方法采用的水量平衡模型参数依赖经验值，可靠性不高，同时在给水管网中安装大量传感器，频繁关阀做闭水试验，影响日常生产生活用水需求，投资成本较高，降低用户满意度，实施难度较大。申请号201810702647.7提出了一种供水管网实时漏损分析方法，通过给水管网的水量、压力、管道参数建立仿真模型，匹配预测值与实际值的差异，识别漏损情况，但在管网在线监测数据质量参差不齐，频率较高的前提下，无法精准迅速的处理大量数据，误报率较高。申请号201810527186.4提出的基于聚类和深度信念网络的漏损初定位方法，通过建立并训练漏损区域识别模型辨识漏损区域，但该方法无法准确识别漏点位置。申请号201811283725.0提出基于长短时记忆神经网络模型的漏损识别方法，将传感器获得的数据处理后，训练长短时记忆的神经网络模型，对异常流量点进行识别。申请号201710998436.8提出基于门控循环单元的神经网络模型，通过模型计算的时间序列列向量与参考数据相对值的余弦距离，识别是否发生了漏损。这类神经网络模型识别过程过于繁琐，存在误报率高、实际操作中可信度低等问题，浪费水务部门的人力物力财力。故亟需一种适用于铁路给水管网特点的漏损检测方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种铁路给水管网快速检漏系统，解决了以上所述的现有给水管网检漏要求人员经验丰富、老旧管网安装传感器实施困难且投入成本大、泄漏点识别误报率高、定位精度低、耗时较久等的技术问题。本专利技术为解决上述技术问题提供了一种铁路给水管网快速检漏系统，包括检漏机器人、电池模块、作业监控管理平台及通信模块，所述检漏机器人设有传感器模块；所述传感器模块用于检测给水管网的漏损情况、实时定位检漏机器人的位置和视觉传输现场情况；所述电池模块用于给所述检漏机器人供电；所述传感器模块通过所述通信模块与作业监控管理平台联系，所述作业监控管理平台用于根据所述传感器模块的数据信息生成泄露点作业报表；所述检漏机器人包括本体及可伸缩折叠机械臂，所述本体带动所述可伸缩折叠机械臂沿着铁轨移动，所述可伸缩折叠机械臂从所述本体的两侧边伸出并向下悬挂于所述铁轨的两侧，所述可伸缩折叠机械臂的末端设有用于检测铁轨沿线各监测点的噪声信号的噪声记录仪记录。可选的，所述本体的底端设有与所述铁轨的顶端滚动连接的滚轮，所述本体的两侧均设有运动滑轨，所述运动滑轨成门字型并包覆所述铁轨，电机模块驱动所述滚轮沿着所述铁轨移动。可选的，所述运动滑轨的一端与所述本体通过连接弹簧弹性连接。可选的，所述传感器模块包括GIS定位模块及视觉传输模块，视觉传输模块包括图像传输单元及红外线感应器，所述图像传输单元用于实时监视检漏机器人所处环境，并辅助生成作业报表，红外线感应器包括用于自动避障的红外发射器及CCD检测器。可选的，所述电池模块包括但不限于三元锂电池、磷酸铁锂电池，电池模块具备快充功能，以及更换电池功能。可选的，所述作业监控管理平台包括信号处理模块，所述信号处理模块用于将采集的管网的噪声信号，通过时域与频域变换，包括但不限于傅里叶变换等方法，进行时域及频域比对，以正常管网运行的噪声数据库作为预设范围值，若超出预设的范围值，则判定该监测点位管道发生泄漏，针对超过预设范围值不同程度给出相应建议。可选的，所述信号处理模块包括带通滤波器，铁路系统中鸣笛声、火车进出站铁轨震动声音作为特定干扰频段噪声，处理前利用带通滤波器过滤后再进行处理。可选的，所述信号处理模块实时获取给水管网的流量作为辅助参数判断是否漏损。有益效果：本专利技术提供了一种铁路给水管网快速检漏系统，包括检漏机器人、电池模块、作业监控管理平台及通信模块，检漏机器人设有传感器模块；传感器模块用于检测给水管网的漏损情况、实时定位检漏机器人的位置和视觉传输现场情况。检漏机器人沿着铁轨移动，并带动噪声记录仪记录沿着给水管网移动以监测是否漏损。针对铁路给水管网特点，创新性的采用检漏机器人自动巡检，代替传统人工检漏，采用硬件与软件结合技术，通过噪声、视觉等传感器获取数据，发送给软件平台云存储、识别处理信号生成作业报表，根据业主单位改造目标、资金给出相应建议，实现全流程的服务，本专利技术是铁路给水管网检漏领域内的创新，投入成本低，泄漏点识别精度高，定位准确，耗时较快。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术铁路给水管网快速检漏系统的作业原理框图；图2为本专利技术铁路给水管网快速检漏系统的工作原理图；图3为本专利技术铁路给水管网快速检漏系统的检漏机器人结构图；图4为本专利技术铁路给水管网快速检漏系统的本体内部集成结构图。附图标记说明：铁轨1，运动滑轨2，本体3，机械臂4，机械臂第一关节5，连接弹簧6，机械臂第二关节7，机械臂伸缩杆8，传感器模块9，通信模块10，滚轮11，底座12，电源模块13，集成模块外壳14，模块固定柱15，信号输入输出接口16。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路给水管网快速检漏系统，其特征在于，包括检漏机器人、电池模块、作业监控管理平台及通信模块，所述检漏机器人设有传感器模块；/n所述传感器模块用于检测给水管网的漏损情况、实时定位检漏机器人的位置和视觉传输现场情况；/n所述电池模块用于给所述检漏机器人供电；/n所述传感器模块通过所述通信模块与作业监控管理平台联系，所述作业监控管理平台用于根据所述传感器模块的数据信息生成泄露点作业报表；/n所述检漏机器人包括本体及可伸缩折叠机械臂，所述本体带动所述可伸缩折叠机械臂沿着铁轨移动，所述可伸缩折叠机械臂从所述本体的两侧边伸出并向下悬挂于所述铁轨的两侧，所述可伸缩折叠机械臂的末端设有用于检测铁轨沿线各监测点的噪声信号的噪声记录仪记录。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁路给水管网快速检漏系统，其特征在于，包括检漏机器人、电池模块、作业监控管理平台及通信模块，所述检漏机器人设有传感器模块；
所述传感器模块用于检测给水管网的漏损情况、实时定位检漏机器人的位置和视觉传输现场情况；
所述电池模块用于给所述检漏机器人供电；
所述传感器模块通过所述通信模块与作业监控管理平台联系，所述作业监控管理平台用于根据所述传感器模块的数据信息生成泄露点作业报表；
所述检漏机器人包括本体及可伸缩折叠机械臂，所述本体带动所述可伸缩折叠机械臂沿着铁轨移动，所述可伸缩折叠机械臂从所述本体的两侧边伸出并向下悬挂于所述铁轨的两侧，所述可伸缩折叠机械臂的末端设有用于检测铁轨沿线各监测点的噪声信号的噪声记录仪记录。


2.根据权利要求1所述的铁路给水管网快速检漏系统，其特征在于，所述本体的底端设有与所述铁轨的顶端滚动连接的滚轮，所述本体的两侧均设有运动滑轨，所述运动滑轨成门字型并包覆所述铁轨，电机模块驱动所述滚轮沿着所述铁轨移动。


3.根据权利要求2所述的铁路给水管网快速检漏系统，其特征在于，所述运动滑轨的一端与所述本体通过连接弹簧弹性连接。


4.根据权利要求1所述的铁路给水管网快速检漏系统，其特征在于，所述传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛志远，史义雄，唐寅，刘飞，林亚楠，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42