化工管道設(shè)備現(xiàn)場數(shù)據(jù)的處理方法

汪寧

（黑龍江工業(yè)學(xué)院，黑龍江 雞西 158100）

化工管道設(shè)備現(xiàn)場數(shù)據(jù)的處理方法

汪寧

（黑龍江工業(yè)學(xué)院，黑龍江 雞西 158100）

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，化工產(chǎn)業(yè)也在不斷發(fā)展，化工裝置的規(guī)模也不斷擴(kuò)大.在建設(shè)化工項目的過程中，設(shè)計變更和現(xiàn)場簽證會對設(shè)計質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響，但是現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和使用會對設(shè)計變更、現(xiàn)場簽證帶來很大程度的影響.本文主要從現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集、標(biāo)定以及存儲、AuotoCAD接口方法等各個方面研究化工管道設(shè)備現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理方法.

化工；管道設(shè)備；現(xiàn)場設(shè)計；數(shù)據(jù)處理；CPS定位

管道是化工裝置的“血管”，其重要性不言而喻，管道工程作為化工裝置的重要組成部分，在化工中具有重要作用.管道不僅將各類設(shè)備以及系統(tǒng)設(shè)施連接起來，形成一個完整的整體，而且還是運輸各種流體的保障，起到保護(hù)資源以及保護(hù)環(huán)境的作用.下面本文針對工程現(xiàn)場的數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行分析，以期節(jié)約現(xiàn)場簽證時間，提高工作效率.

1 GPS定位與RTK定位

現(xiàn)場數(shù)據(jù)，是進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)計變更、簽證的重要數(shù)據(jù)依據(jù)，利用GPS定位系統(tǒng)和RTK定位能夠快速獲得現(xiàn)場數(shù)據(jù).首先，GPS定位系統(tǒng)主要由空間部分、地面監(jiān)控部分以及地面接收設(shè)備三部分構(gòu)成，其中通過地面接收設(shè)備能夠計算出接收位置的數(shù)據(jù)，具有很好的位置計算精確度.如果地面接收設(shè)備收到四顆以上的衛(wèi)星信號，就能夠計算出測量點的經(jīng)緯度和高度數(shù)據(jù)，給出相應(yīng)的海拔高度.但由于地球不是標(biāo)準(zhǔn)的圓形，在計算高度數(shù)據(jù)時可能會出現(xiàn)一些誤差；在計算時需要注意，進(jìn)行直接計算的數(shù)據(jù)是WGS84坐標(biāo)系的標(biāo)準(zhǔn)，假如設(shè)計選用的是CGCS2000國家的大地坐標(biāo)系，需要通過計算方法進(jìn)行相對應(yīng)的轉(zhuǎn)換.

其次，采用載波相位動態(tài)實時差分技術(shù)（RTK）進(jìn)行高精度定位，可以把動態(tài)的精度提升到厘米級別；靜態(tài)的精度提高至毫米級別.在RTK查分模型中牽涉到基準(zhǔn)站和觀測站之間的無線數(shù)據(jù)傳輸，從當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理單位對無線頻道使用情況管制方面考慮，針對現(xiàn)場設(shè)計的RTK設(shè)備能夠在流動基準(zhǔn)站和觀測站之間用24GHz的WiFi傳輸觀察數(shù)據(jù).采用GPS-RTK這種技術(shù)計算得到的觀測站精度較高，可充分滿足工程誤差的需求.

最后，為了提升數(shù)據(jù)處理GPS終端，進(jìn)而獲得精度較高的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，在施工現(xiàn)場的參考點可以任選其一，架設(shè)帶有GPS采集設(shè)備和WiFi的基準(zhǔn)站，實現(xiàn)和服務(wù)器之間的通訊. DPT和RST之間的實時數(shù)據(jù)經(jīng)過Server的過程中經(jīng)過計算以后，會形成精度較高的數(shù)據(jù)返回到DPT，存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中.DPT可以通過CAD數(shù)據(jù)形成模型軌跡，把數(shù)據(jù)提交都其它相關(guān)輔助服務(wù)器中，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)、設(shè)計數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)校核.GPS-RTK技術(shù)模型如下圖1所示.

圖1 GPS-RTK技術(shù)模型

2 數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)交換

目前，應(yīng)用比較廣泛的DXF能夠支持很多軟件的圖形交換格式文件，它主要有文本格式、二進(jìn)制格式兩種.每一種文件格式都有非常嚴(yán)格的規(guī)定，文件結(jié)構(gòu)也比較清楚，但通常都采用文本格式的DXF文件.每一個文本格式的DXF文件包括有：文件頭、表以及實體、縮略圖、塊、文件結(jié)束等幾部分.在DXF文件中，人們最關(guān)注的是怎樣組織模型中各個點的坐標(biāo)，然后正確使用這些點連成線，繪成面，進(jìn)一步繪制出整個模型.該文件的結(jié)構(gòu)中，可以先敘述實體中各個不同點的坐標(biāo)，再闡述實體中面的個數(shù)，以及每個面都是由哪些點組成.如此一來，就需要有至少兩個數(shù)組存儲一個實體信息，一個用來存儲點序，另一個用來存儲點坐標(biāo)，把兩個數(shù)組放在同一個結(jié)構(gòu)中，假如模型中實體數(shù)目超過一個，需用這個結(jié)構(gòu)定義數(shù)組，儲存現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，依據(jù)現(xiàn)場可用的實體，對象在系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)計實體模型，把現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)按照實體模型的相關(guān)要求存儲到DXF文件內(nèi).

在實際現(xiàn)場設(shè)計工作過程中需要采用AutoCAD完成全部的管線設(shè)計，其中用到的相關(guān)元素有：管線名稱、管線起點、彎頭接入點以及管線終端、壓力、盲板等等.DPT采集得到數(shù)據(jù)，然后借助通訊管道把現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器中，借助系統(tǒng)中的AutoCAD完成線路和配件的設(shè)計，輸進(jìn)DPT提供給現(xiàn)場設(shè)計人員進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?通過手持DPT終端的計算能力，設(shè)計出專用的計算機(jī)軟件，然后再利用GPS技術(shù)把采集到的所有現(xiàn)場位置的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場的設(shè)計人員進(jìn)行輸入選擇，分析處理生成DXF文件儲存.最后，利用辦公室中的AutoCAD中的DXFN指令可以把DXF文件收入項目文件內(nèi)，由于DXF文件內(nèi)包括現(xiàn)場設(shè)計標(biāo)志，設(shè)計人員通過后續(xù)應(yīng)力計算與安全校核以后，修改標(biāo)志保持正常即可.

3 運用GPS技術(shù)取得現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)

在施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝管道的過程中，管道的開孔位置和實際管道走管位置不一致，由于管道的直徑長，開孔較大，如果修改開孔位置會牽涉到砸梁，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)管道專業(yè)設(shè)計模型與中間條件都和結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計文件吻合，設(shè)計方面不存在問題.為了更好地解決修改方案過程中遇到的種種問題，首先要查明設(shè)計、安裝不可以同步進(jìn)行的原因.充分運用GPS技術(shù)獲得管道安裝的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，如下圖2所示，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合圖1的GPS-RTK技術(shù)模型，把相關(guān)標(biāo)點設(shè)置在平臺設(shè)計參考坐標(biāo)系的點上，這樣DPT和RST等各項數(shù)據(jù)通過Wifi和服務(wù)器就可以建立起數(shù)據(jù)通訊，而服務(wù)器在運行進(jìn)程中可以使各個通道錄入觀測站的實時數(shù)據(jù)，然后選取合理的設(shè)計參考坐標(biāo)系，把DPT的真實立體位置數(shù)據(jù)再次回傳到現(xiàn)場設(shè)計人員所掌握的DPT終端.

圖2 運用GPS技術(shù)獲得管道安裝的現(xiàn)場數(shù)據(jù)

在現(xiàn)場獲得管口的實際位置坐標(biāo)點以后，通過經(jīng)度緯度、坐標(biāo)體系和管道專業(yè)進(jìn)行建模的過程可以實現(xiàn)本地坐標(biāo)系中有關(guān)坐標(biāo)值的換算，充分運用公式、程序在相關(guān)儀器中編制好，設(shè)備端口的東部偏離大約200毫米，把現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)和設(shè)備設(shè)計藍(lán)圖相比，可知由于設(shè)備基礎(chǔ)在施工過程中出現(xiàn)了偏差導(dǎo)致.隨后在安裝這臺設(shè)備時，設(shè)備的其他管線也存在同等數(shù)量的偏差，管道直徑很長，管道稍稍偏厚，需要依據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行批量地修改管道.經(jīng)過應(yīng)力專業(yè)核算以后，定下管道修改方案，在現(xiàn)場給結(jié)構(gòu)專業(yè)提出相關(guān)條件，然后處理孔洞的修改方案，安裝管道.只需要通過一條管線安裝過程中出現(xiàn)的問題就能發(fā)現(xiàn)其它管線存在問題，在管道安裝之前，預(yù)先發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行及時修改.此外，高溫高壓的管道受到溫度、壓力的影響，如果管道發(fā)生部分改動，其應(yīng)力電動可能很大，因此在修改這種類型的管線現(xiàn)場時，修改取值必須非常精確，修改后管線要通過材控應(yīng)力進(jìn)行專業(yè)的核算確認(rèn)以后才能實施，現(xiàn)場結(jié)構(gòu)專業(yè)也必須核算結(jié)構(gòu)應(yīng)力的變化.總之，按照現(xiàn)場實際情況采集數(shù)據(jù)，不僅僅可以確保采集到數(shù)據(jù)的精確性，同時也能確保和實際情況相吻合，減少設(shè)計與施工的誤差，進(jìn)而提高解決問題的效率.

4 結(jié)束語

總而言之，化工裝置工藝管道設(shè)計是一項較大的工程設(shè)計，不僅需要人際人員掌握專業(yè)知識，而且還需要設(shè)計人員具有創(chuàng)新意識，在管道設(shè)計中能夠根據(jù)實際情況，設(shè)計合理的管道，才能夠確保石油化工管道的安全性，最終保證化工設(shè)備的正常運轉(zhuǎn).由于現(xiàn)代社會，大規(guī)模的工程項目很多，其施工和設(shè)計的難度較大，施工周期常常定的很緊張，因此在設(shè)計結(jié)束以后還要進(jìn)行或多或少的修改，而業(yè)主常常會把技術(shù)修改方面的問題和實施工程項目同步進(jìn)行，這在客觀上增加了設(shè)計施工難度.

同時，在施工過程中，從同一種裝置在不同環(huán)境條件下的各方面因素進(jìn)行考慮，需要增設(shè)或者修改管線.如果直接選用CAD或者在模型數(shù)據(jù)內(nèi)直接建造管很容易發(fā)生錯誤，同時建設(shè)管的周期也會比較長，這需要采用和實際情況相吻合的直接配管方法縮短建設(shè)周期，提高效率解決問題.采用依據(jù)現(xiàn)場實際情況收集數(shù)據(jù)的處理方法，其采集到的數(shù)據(jù)和實際情況吻合度較高，能夠大大減少設(shè)計與施工誤差，同樣這種方法也能夠運用在工程施工過程中的其它專業(yè)中.

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1673-260X（2014）02-0034-02