Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

в 9:43, , рубрики: 3М Россия, Блог компании 3М Россия, ит-инфраструктура, Телекомы, метки:

Всем привет!

Мы продолжаем рассказывать о наших продуктах и представляем вашему вниманию первый пост из цикла статей о решениях компании 3М по электронной маркировке!

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Трассоискатель невероятно легкий!

Под катом вас ждет рассказ о наших уникальных продуктах по маркировке с полным техническим разбором спецификаций, а также обзором сфер и способов применения!

Зачем вообще нужна маркировка подземных коммуникаций?

Города связаны сетью подземных коммуникаций, необходимых для их жизнеобеспечения и скрытых от посторонних глаз десятками метров асфальта, бетона и почвы. Это огромный «город под городом», состоящий из разветвленных газовых магистралей, тепло- и коммуникационных сетей, кабельных коллекторов, технологических тоннелей и шахт, сетей канализации и сточных вод, и многого другого. Не секрет, что сегодня состояние этих коммуникаций оставляет желать лучшего, и они периодически выходят из строя и требуют серьезного ремонта … а добраться до них можно только сильно раскопав улицу или проезжую часть…

При этом чем больше и старше город, тем выше плотность и сложность всевозможных сетей и риск их случайного повреждения при строительных и ремонтных работах. А это чревато серьезными последствиями – обесточивание целых районов (при повреждении силовых кабелей) и пожарами (при повреждении газопроводов).

Как предотвратить эти последствия с помощью метода электромагнитной индукции и технологии RFID?

Мы существенно модифицировали многие решения, значительно повысив точность локации и наглядность отображенных данных, и расскажем, как нам это удалось.

Какие проблемы у стандартных методов трассировки?

  • Картографический метод: исполнительные чертежи часто неточны, устарели или составлены с большими погрешностями; конкретные точки инженерной сети (муфты, повороты, изменения глубины) по ним сложно точно определить на местности.
  • Наружные опознавательные знаки: недолговечны, повреждаются вандалами.
  • Обычные GPS-навигаторы: низкая точность в условиях плотной городской застройки; данные заносятся вручную и хранятся разрозненно, несистемно.

Оффтоп: как ищут сеть без точечной маркировки. Знакомо?

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Источник — google.ru

Суть нашей технологии электронной маркировки

Технология электронной маркировки состоит в зондировании поверхности специальным прибором, генерирующим сигналы, с целью определения местоположения маркера, заложенного в грунт рядом с инженерной сети при ее строительстве / при проведении ремонтно-восстановительных работ.

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Маркер Scotchmark – это резонирующий колебательный контур, помещенный в защитный пластиковый кожух. Сигнал от прибора вызывает в маркере колебания определенной частоты, с помощью которых он идентифицируется с поверхности.
Элементов питания маркер не требует! Срок службы маркера – не менее 30 лет.

Наша комплексная трассомаркирующая система состоит из:

Интеллектуальные электронные маркеры

Отличительной особенностью технологии интеллектуальной маркировки является то, что с ее помощью не только обозначаются объекты подземных коммуникаций, но и производится их абсолютная идентификация.

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

А сам маркероискатель не только обнаруживает отраженный сигнал маркера (на глубине до 9 метров), но и считывает из памяти маркера информацию, записанную пользователем при его закладке: тип коммуникации, класс напряжения, название объекта (муфта, место пересечения, ответвление и т.п.), владелец, глубина, угол поворота… + уникальный серийный номер маркера.
Всего для записи доступно 6 строк, состоящих из 2 полей:

  • Метка (название параметра) – 8 алфавитно-цифровых символов.
  • Значение параметра (описание) – 14 алфавитно-цифровых символов
Сигнальная лента с электронными маркерами

Закладывается на прямых участках инженерной сети, особенно вне территорий плотной городской застройки, для обеспечения точной привязки и возможности непрерывной трассировки без необходимости отключения цепей от сети.
Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Трассомаркирующее оборудование Dynatel

Служит как для локализации трасс кабельных линий, так и для поиска электронных маркеров (в т.ч. на ленте). Современные модели Dynatel серии 2500 имеют ряд ключевых преимуществ перед конкурентными решениями:

  • один из самых широких диапазонов активных частот (577 Гц – 133 кГц);
  • режим визуализации траектории прохождения коммуникации и указания местоположения трассы относительно оператора;
  • возможность производить одновременно и трассировку инженерной сети путем подачи сигнала в цепь, и поиск электронных маркеров с возможностью чтения / записи информации в память интеллектуальных маркеров.

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Опционально – GPS / ГЛОНАСС оборудование, интегрируемое с трассопоисковыми приборами Dynatel

Данное комплексное решение — Автоматизированная интеллектуальная система учета маркируемых подземных коммуникаций (далее — 3М АИСУ МПК), представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из следующих компонентов, взаимодействующих между собой:

  • (трассо)маркероискатель.
  • портативный ПК с встроенным GPS/ГЛОНАСС приемником.
  • специализированное программное обеспечение, функционирующее на КПК.
  • программное обеспечение (БД), функционирующее на сервере.

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Схема работы.

Применение данной опции позволяет автоматически присваивать заложенным вместе с инженерной сетью интеллектуальным маркерам GPS-координаты и выгружать информацию из маркеров вместе с геолокационными данными в единую базу, интегрируемую в качестве отдельного модуля с существующими ГИС-системами.

Данное решение имеет следующие преимущества:

  • автоматическая паспортизация промаркированных подземных коммуникаций с возможностью их отображения на электронной карте местности;
  • дополнительное облегчение и ускорение работ по локализации трассы.

Видео

Трассоискатель Dynatel

Современное трассопоисковое оборудование 3M Dynatel построено на основе мультиантенной конструкции (всего в новейших приборах установлено 6 антенн). За счет этого достигается высокая точность измерений прибора, а также возможность работы в режиме Направленного пика, позволяющего оператору определить по визуальным обозначениям на дисплее прибора (уровень сигнала в дБ + направляющие стрелки), с какой стороны и насколько далеко от коммуникации он находится в настоящий момент.). Всего доступно 4 режима поиска: направленный пик, направленный нуль, специальный пик и индукционный пик, а также режим визуализации на дисплее трассы металлической коммуникации.

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Кнопки у прибора отзывчивые, а самое главное — грязь и вода не попадает под них!

Трассоискатели Dynatel обладают следующим функционалом::

  1. Определение трассы кабеля/трубы
  2. Определение глубины залегания кабеля/трубы или индуктивного зонда типа, запускаемого в трубу для проведения диагностики и трассировки
  3. Обнаружение, считывание и программирование электронных маркеров
  4. Измерение сигнального тока в кабеле или трубе
  5. Идентификация кабеля или кабельных пар
  6. Функция поиска повреждений (с помощью А-рамки)
  7. Полный набор аксессуаров (рамки поиска повреждений, соленоиды различных типоразмеров, все необходимые типы кабелей, различные виды подзаряжающих устройств)

Наше трассопоисковое оборудование обладает одним из самых широких наборов активных частот (577 Гц, 8 кГц, 33 кГц, 133 кГц + 1 кГц и 82 кГц для новейшей серии Dynatel™ 2500) + 4 настраиваемых пользователем частоты от 0 до 999 Гц и самым широким набором частот для поиска в пассивном режиме (50 / 100 Гц + 5-я и 9-я гармоники, частота кабельного ТВ 31,5 кГц, радиочастоты 15-30 кГц).

Это позволяет производить точную и надежную локализацию подземных коммуникаций в самых сложных условиях так называемого «грязного эфира», путем подбора наиболее оптимальной частоты трассопоиска, (в частности, в городе, когда в непосредственной близости проходит множество металлических инженерных коммуникаций и различных трасс — кабели связи, силовые кабели, трубы тепло- водо- и газоснабжения).

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Генераторы, идущие в комплекте с современным оборудованием Dynatel серий 2200М и 2500, позволяют производить непрерывную трассировку трубопровода на расстояние вплоть до нескольких десятков км (для ситуации прямого гальванического подключения генератора к клеммному щитку КИП системы катодной защиты либо непосредственно к трубопроводу через пункты сервисного доступа, при применении генератора мощностью 12 Вт). А также позволяют измерять глубину залегания коммуникации (не более 9 м). Ряд моделей Dynatel (с индексом 73) обладают возможностью поиска повреждений кабелей и проводов катодной защиты (необходим контакт металлической сердцевины кабеля с землей).

Под крышкой

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Для применения на полиэтиленовых трубопроводах и волоконно-оптических линиях связи наиболее оптимальны трассоискатели с возможностью поиска электронных маркеров и чтения / записи данных в интеллектуальные электронные маркеры (трассо-маркероискатели) либо простые маркероискатели.

Вид целиком:

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Технические характеристики наших трассоискателей Dynatel:

Трассоискатели Dynatel базовой серии 2200-E

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Трассоискатели Dynatel стандартной серии 2200M

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Комплектный генератор Dynatel 2273M

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Трассоискатели Dynatel премиум-серии 2500E

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Маркероискатель Dynatel 1420E-iD

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Маркеро-лентоискатель Dynatel 7420

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Сравнение характеристик оборудования

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Технология поиска трассы и повреждений с помощью Dynatel:

Поиск трассы кабеля / трубы методом непосредственного подключения

Один зажим генератора подключается к клеммам КИП / ковера / непосредственно к кабелю / трубе (например, к задвижке), другой – к заземлению на ближнем конце (штырь заземления идет в комплекте с генератором)

Генератор передает сигнал определенной частоты, который проходит по металлическому проводнику кабеля или трубы и за счет заземления возвращается обратно, образовывая замкнутую электрическую цепь.

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Приемник, настроенный на ту же частоту, улавливает сигнал и отображает его уровень (а также приблизительную траекторию пролегания трассы – для трассоискателей Dynatel серии 2500E).

Варианты заземления на дальнем конце при активном трассопоиске:

Заземление можно обустроить своими силами в случае наличия доступа к кабелю / трубе (например, через задвижки).

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Трассопоиск возможен и при отсутствии заземления на дальнем конце. В этом случае сигнал будет расходиться по коммуникации в обе стороны, а электрическая цепь будет замыкаться за счет емкостных утечек на землю. Мощность такого сигнала будет
меньше.

Поиск трассы с помощью соленоида и индуктивным методом

Использование соленоида (индукционных клещей) Dyna-Coupler позволяет точно оттрассировать кабель / трубу при невозможности прямого подключения к ней. Однако, расстояние трассировки при этом будет меньше – порядка 1,5 км.
Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Индуктивный метод позволяет произвести трассировку без необходимости получения доступа к коммуникации / КИП. Генератор устанавливается на землю над предполагаемым местом прохождения трассы и наводит сигнал через землю. Недостаток данного метода – более низкая точность трассировки из-за подверженности сигнала помехам

Поиск трассы пассивным методом и поиск повреждений ЭХЗ

Суть метода состоит в регистрации действующих сигналов в коммуникации с помощью приемника (без применения генератора). Например, для газопроводов таким сигналом служит сигнал ЭХЗ (100 Гц). В общем случае, оборудование Dynatel позволяет осуществлять пассивный трассопоиск по следующим сигналам:

  • Промышленная частота 50 Гц + ее гармоники, в т.ч. 100 Гц • НЧ радиосигналы (10 – 30 кГц)
  • Телекоммуникационные сигналы (577 Гц, 512 Гц, 560 Гц)
  • Сигнал кабельного ТВ (31,5 кГц)

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Поиск повреждений изоляции кабеля

Точная локализация места повреждения осуществляется с помощью А-рамки, последовательно устанавливаемой в грунт. Прибор сравнивает сигнал от А-рамки с опорным (∆≤12 дБ) и отображает на дисплее индикацию в виде стрелок, указывающих направление к месту повреждения.
В месте повреждения индикация будет постоянно меняться

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Особые режимы работы: визуализация трассы (для моделей серии 2500)

Преимущества:

  • Графическое отображение траектории прохождения трубопровода / кабеля облегчает работу с прибором и ускоряет поиск.
  • Упрощение трассопоиска в местах, насыщенных коммуникациями, с сохранением высокой точности.
  • Активизация режима одним нажатием клавиши.

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Особые режимы работы: одновременный поиск трассы и электронных маркеров

Трассо-маркеропоисковые приборы Dynatel одновременно замеряют сигнал от трассы и от электронного маркера, а также позволяют измерять глубину залегания как трассы в конкретной точке, так и электронного маркера.

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Так где стоит применять это решение?

Трассомаркирующая система 3М направлена, в первую очередь, на повышение безопасности эксплуатации кабельных линий электропередачи подземной прокладки, т.е. на сокращение риска аварийности и травматизма, а также минимизацию последствий аварий, которых избежать не удалось.

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Объекты подземных коммуникаций, рекомендуемые к маркировке.

Таким образом, можно выделить следующие функциональные выгоды, которые предоставляет указанное решение:

1. Снижение вероятности повреждения кабельной линии при проведении земляных работ за счет абсолютной идентификации кабельной трассы при помощи интеллектуальных маркеров и маркировочной ленты.

2. Сокращение времени на трассировку за счет высокой точности привязок с помощью интеллектуальных маркеров (особо актуально вне зон плотной городской застройки), отсутствия помех от соседних коммуникаций (особо актуально в загруженных городских районах) и получения дополнительной информации из памяти интеллектуальных маркеров. Еще большее сокращение сроков достигается благодаря интеграции с GPS / ГЛОНАСС системой 3М.

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Комплексное решение 3М АИСУ МПК: ВОЛС Мегафон, интеграция с ГИС.

Особенности нашего комплексного решения электронной маркировки:

  • точечная интеллектуальная маркировка специальных мест на трассе инженерных сетей;
  • непрерывная маркировка трассы пролегания кабельных линий с помощью сигнальной ленты с электронными маркерами;
  • привязка реперных точек трассы к геолокационным координатам с возможностью сведения информации из памяти интеллектуальных маркеров в единую корпоративную базу данных (система 3М АИСУ МПК).

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Очень удобное и интуитивное управление.

Данные технологии позволяют производить не только точечное обнаружение (как в случае с «простыми», или пассивными, маркерами), но и абсолютную идентификацию неметаллических подземных распределительных сетей. Понятие «абсолютная идентификация» включает в себя 4 основных элемента:

  • Высокоточная локализация (± 10-20 см), не зависящая от индустриальных помех, свойств грунта и проч.
  • Возможность получения достоверной информации о подземных коммуникациях и специальных местах на ней (повороты, пересечения с другими коммуникациями, места сварки, точки сервисного доступа) без необходимости проведения шурфа благодаря функции чтения / записи данных в память интеллектуальных маркеров;
  • Непрерывная трассировка полиэтиленовой трубы на прямых участках, а также в поворотах с использованием сигнальной ленты с маркерами;
  • Абсолютная привязка точек трассы инженерных сетей к интеллектуальным маркерам, с возможностью дополнительной привязки к спутниковым координатам.

И сколько маркеров нужно?

Расчет количества интеллектуальных маркеров на 1 км КЛЭП.

В общем случае, количество маркеров на 1 км рассчитывается по формуле:

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

где L(constr_length) – строительная длина кабеля (обычно 500 м),
Q(chains) – количество цепей подземной сети,
Q(phases) – количество фаз,
L(between_mark) – расстояние между соседними маркерами на прямых участках,
k(spec_places) – коэффициент, отражающий общее количество объектов маркировки с учетом спец. мест (повороты, пересечения, изменения глубины)

K(spec_places) в среднем равен 1,5
L(between_mark) для инженерных сетей высокого класса напряжения составляет 50 м, для среднего класса – 100 м (рекомендуемые значения)

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Насколько экономически выгодно применять?

  • Сокращение времени на проведение трассировки подземных коммуникаций с использованием интеллектуальных маркеров – 45% данные ВКС филиал ОАО «МОЭСК» на основании нормативного расчета трудоемкости трассировки сети ОАО «ЦОТэнерго»
  • По нашей собственной оценке уменьшается вероятности повреждения сети вследствие действия антропогенного фактора (31% от общего числа аварий на КЛ по данным ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС») – 50%
  • Убытки электросетевой компании, связанные с недостаточной безопасностью эксплуатации КЛЭП, могут быть рассчитаны по формуле:
    α * (β * VC + FC)
    α – вероятность аварии
    β – время проведения работ
    VC – переменные затраты (упущенная прибыль в связи с отключением цепи сети + ФОТ)
    FC – постоянные затраты, вкл. стоимость СМР и материалов, штрафы со стороны надзорных органов, а также репутационные риски
  • Экономический эффект от внедрения – сокращение постоянных издержек эксплуатации на 15,5% и переменных издержек на 53,5%.

Расчет количества интеллектуальных маркеров на 1 км подземной сети.
Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Стоимость строительства 1 км КЛ, млн руб.
Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Согласно укрупненным показателям стоимости сооружения кабельных линий электропередачи стандарта ФСК ЕЭС СТО 56947007-29.240.014-2008, переведенным в текущие цены по коэффициенту ИЦП в строительстве 2000-2012 (~4,2)

Доля затрат на применение интеллектуальных маркеров в общей стоимости строительства КЛЭП.
Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»

Как это все работает комплексно?

Все компоненты данного решения работают взаимосвязанно: КПК подключается непосредственно к трассо- или маркероискателю и позволяет, при считывании прибором данных из интеллектуальных маркеров, сопоставить им GPS / ГЛОНАСС координаты и автоматические нанести эти точки на электронную карту. Интеллектуальные маркеры при этом осуществляют «жесткую» привязку к промаркированному объекту или точке трассы, обеспечивая абсолютную идентификацию и локализацию с очень высокой точностью. По возвращении в офис работник выгружает записанные данные из КПК в корпоративную информационную систему (например, геоинформационную систему – ГИС или базу данных электронных паспортов трасс), что позволяет получить к ним единовременный доступ любому количеству компетентных сотрудников.

Любой сотрудник, получая задание и выезжая на объект, имеет возможность выгрузить информацию из единой электронной информационной БД о трассе в КПК, а по завершении работ — загрузить на сервер отчет и обновить информацию в БД в соответствии с результатами проведенной работы.
Тем не менее, важно отметить, что как правило, существующие на настоящий момент корпоративные ГИС слабо связаны или вообще не связаны с результатами работ, полученными «в поле» при использовании (трассо)маркеропоискового оборудования. Занесение данных о трассе и ее объектах (глубина трассы, данные об объектах маркировки) в ГИС производится в ручном режиме. В этом смысле такие ГИС нельзя назвать полностью автоматизированными, т.к. перенос информации в ГИС осуществляется вручную. Ручной ввод выполняется субъективно и при больших объемах заносимых данных занимает много времени и чреват ошибками.

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Наши российские коллеги на испытаниях.

Имеется возможность стыковки Автоматизированной интеллектуальной системы учета маркируемых подземных коммуникаций с действующими в организациях ГИС, в одном из стандартных форматов (csv, shp, kml, xml, ecw, sid). Практическое решение задачи стыковки с действующей в компании ГИС позволит создать единую полнофункциональную систему учета газораспределительных сетей организации.
В случае отсутствия в компании действующей ГИС, внедрение 3М АИСУ МПК позволяет получить готовую «коробочную» версию системы учета газораспределительных сетей «под ключ», работающую с описанным выше функционалом.

Дополнительно:

Технология электронной маркировки подземных инженерных коммуникаций или «Так где же копать?»
Наш специалист Григорий Тузов в полевых условиях демонстрирует для технических специалистов компаний ОАО «Мегафон» и ОАО «МТС» работу трассоискателя с маркерами и с GPS оборудованием в рамках системы 3М АИСУ МПК.
Вы можете задавать любые технические вопросы в комментариях, он, с удовольствием, всем ответит!

Где еще можно узнать информацию?

На нашем старом сайте департамента Locate & Marking, а к следующей статье будет новый, современный!

Где можно купить?

У наших дистрибьюторов в крупнейших городах России

У вас есть еще что-нибудь почитать?

Конечно!
Сухая вода Novec® 1230 для защиты серверных и не только
Как безопасно читать Хабр на работе с помощью наших экранов защиты информации

Если мы допустили какие-либо ошибки, пишите в ЛС, мы все оперативно поправим. Не забывайте, мы ошибку поправим, а ваш пост останется висеть.

Спасибо за внимание, надеемся, статья для вас оказалась полезной!

Правовая информация :(

Товарные марки 3M™ и Dynatel™ являются зарегистрированными товарными знаками

Автор: 3MRussia

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js