[发明专利]GIS的城市给水排水管网的改造系统和方法

权利要求书

1.GIS的城市给水排水管网的改造系统，其特征在于：包括探测模块、监测模块、信息采集模块、动态模拟分析模块、处理模块、显示模块和数据转化模块。

探测模块，用于对浅层地下金属和/或非金属管线的位置、埋设深度、走向、管径、管长、坡度和信号电流强度进行探测，利用信号电流强度计算出管线内的流速与水量；

监测模块，用于对浅层地下金属和/或非金属管线内的水质进行实时监测；

信息采集模块，用于将探测模块采集到的浅层地下金属和/或非金属管线的位置、埋设深度、走向、管径、管长、坡度以及管线内的流速与水量进行数据采集，测量、计算出各类井、点的平面坐标和地面高程，确定其与其它管道之间的距离，并且水量数据转化为国土空间规划统一格式的空间数据；

动态模拟分析模块，用于对信息采集模块所采集的数据进行可视化模拟和分析，随着探测模块的行进模拟出整段管道的详细图像最终生成地下管网的三维图像并进行数据备份、整理，对浅层地下金属和/或非金属管线做出详细的信息记录和动态模拟，达到便于检测维修的目的，同时，分析系统数据，对浅层地下金属和/或非金属管线运行状况进行评估，标记出运行状况不佳的浅层地下金属和/或非金属管线；

处理模块，用于遥控维修机器人对标记出的运行状况不佳的浅层地下金属和/或非金属管线进行维修清理，实时反馈数据并由处理模块内的地理信息系统(GIS)进行数据分析判断，直至浅层地下金属和/或非金属管线运行状态恢复良好；

显示模块，用于显示浅层地下金属和/或非金属管线的三维图像，对于运行状况不佳的浅层地下金属和/或非金属管线在显示模块上进行标记。

2.根据权利要求1所述的GIS的城市给水排水管网的改造系统，其特征在于：将探测模块放入浅层地下金属和/或非金属管线中，监测模块均匀的固定在浅层地下金属和/或非金属管线内，探测模块和监测模块的数据采集输出端均与信息采集模块的数据采集输入端相连，信息采集模块的数据采集输出端分别与动态模拟分析模块的数据输入端和显示模块的数据显示输入端相连，动态模拟分析模块的模拟信号输出端分别与处理模块的处理信号输入端以及显示模块的模拟信号显示输入端相连，处理模块的处理数据输出端与显示模块的处理数据显示输入端相连。

3.根据权利要求2所述的GIS的城市给水排水管网的改造系统，其特征在于：探测模块采用管道探测仪，将管道探测仪通过管道井放入浅层地下金属和/或非金属管线内，管道探测仪上安装有控制单元和检测单元，控制单元和检测单元与地面的计算机监控单元进行网络连接，以实现数据实时传输、监控的作用。

4.根据权利要求3所述的GIS的城市给水排水管网的改造系统，其特征在于：探测模块上还安装有PipePano管道全景检测视频分析模块，用于生成浅层地下金属和/或非金属管线内壁的全景图，通过全景图判断浅层地下金属和/或非金属管线的破损、渗漏，同时标记破损位置，方便进行检修。

5.根据权利要求2所述的GIS的城市给水排水管网的改造系统，其特征在于：监测模块采用水质监测仪。

6.根据权利要求2所述的GIS的城市给水排水管网的改造系统，其特征在于：信息采集模块内设置有暴雨洪水管理模型(SWMM)，暴雨洪水管理模型(SWMM)能够实时监测每个子流域所产生径流的水质和水量，以及每个管线和河道中水的流量、水深及水质等数据，将上述监测数据转化为与国土空间规划统一格式的空间数据，通过对水质的分析，判断污、雨水管网的错接情况，并显示位置，方便整改。

7.GIS的城市给水排水管网的改造方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，将探测模块通过管道井放入浅层地下金属和/或非金属管线内，将监测模块均匀的固定在浅层地下金属和/或非金属管线内，然后，将探测模块和监测模块与信息采集模块进行网络连接；

步骤2，开始探测试验，探测模块在浅层地下金属和/或非金属管线进行运动，在运动的过程中对浅层地下金属和/或非金属管线的位置、埋设深度、走向、管径、管长、坡度和信号电流强度进行探测，并将该数据传输至信息采集模块，同时，监测模块也将监测到的水质数据传输给信息采集模块；

步骤3，信息采集模块将采集到的所有数据传输至动态模拟分析模块，由动态模拟分析模块对其进行可视化模拟和分析，最终生成地下管网的三维图像并进行数据备份、整理，同时，分析系统数据，对浅层地下金属和/或非金属管线运行状况进行评估，标记出运行状况不佳的浅层地下金属和/或非金属管线；

步骤4，将分析所得结果与标记出的运行状况不佳的浅层地下金属和/或非金属管线位置传输至处理模块，由处理模块控制维修机器人对标记出的运行状况不佳的浅层地下金属和/或非金属管线进行维修清理，实时反馈数据并由处理模块内的地理信息系统(GIS)进行数据分析判断；

步骤5，最终，信息采集模块采集到的数据、动态模拟分析模块形成的地下管网的三维图像和标记出运行状况不佳的浅层地下金属和/或非金属管线以及处理模块维修清理的数据分析与结果，均通过显示模块进行显示，以使得工作人员更好的了解管线情况。