數(shù)理統(tǒng)計在排水管道維護管理系統(tǒng)中的分析與研究

摘要：本文主要是研究基于C/S軟件體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)用Unity3D三維視頻模擬技術(shù)，并運用數(shù)理統(tǒng)計的邏輯和算法，在管道檢測機器人硬件的配合下研究一套切實可行的排水管道缺陷檢測、統(tǒng)計、防御的軟件系統(tǒng)解決方案。該系統(tǒng)可以幫助人們采集那些封閉、空間狹小、視覺上不能直接看到的管道上存在的各種缺陷問題。該系統(tǒng)在相應(yīng)的硬件設(shè)備的配合下可用于城鎮(zhèn)排水管道的故障檢測，也可用于風(fēng)力發(fā)電扇葉問題的診斷，以及其他具有類似特征的管道缺陷的檢測。該軟件系統(tǒng)可以在已有的機器人硬件平臺基礎(chǔ)上，完成管道內(nèi)部視頻的采集、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、缺陷分析、缺陷存儲、缺陷統(tǒng)計和防御、缺陷報表的生成、缺陷的三維立體模擬圖和管道坡度圖等幾大功能模塊。

關(guān)鍵詞：數(shù)理統(tǒng)計；排水管道；維護

中圖分類號：C812；TU992 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-864X（2016）03-0300-01

一、引言

排水管線是城市生存和發(fā)展的"命脈"。目前國內(nèi)管網(wǎng)日益老化，養(yǎng)護維修技術(shù)相對落后，對其安全構(gòu)成很大威脅，因此，如何進行管道的檢測、對排水管道的運行狀況進行正確判斷及評估，并采取行之有效的養(yǎng)護管理手段，成為管道養(yǎng)管系統(tǒng)中最為重要的一環(huán)。

二、排水管道維護管理的現(xiàn)狀及存在的問題

我國在排水管道的缺陷檢測、防御等問題上還存在一些不盡如人意的地方，該系統(tǒng)利用機器人硬件的配合可以幫助人們采集那些封閉、空間狹小、視覺上不能直接看到的管道上存在的各種缺陷問題。管道缺陷統(tǒng)計結(jié)果可以幫助人們在鋪設(shè)管道時給出合理的建議，做出更好的決策。如，在管道的用途、管道所處的地理環(huán)境、管道的類型和選材上做出更合理的搭配，使鋪設(shè)和維護成本更低、管道更耐用。

本次研究主要涉及到的技術(shù)有C/S軟件體系結(jié)構(gòu)、Unity3D模擬技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計的邏輯和算法。在解決方案中分別承擔(dān)著各自不同的重要作用，使得該設(shè)計方案具有實用性、可視性、高效性、易操作性和完備性。

在我國各級城鎮(zhèn)居民生活的環(huán)境中，不管是路面上，還是埋藏于地下，甚至依附于各類建筑物上，都鋪設(shè)了大大小小、長長短短的管道。而這些用于不同用途、長期使用的管道，在出現(xiàn)故障后，如何方便的判斷缺陷位置、了解缺陷的類型、掌握缺陷區(qū)域的大小，為修復(fù)管道提供依據(jù)。另外，利用大量的缺陷數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析和匯總，為未來鋪設(shè)管道提供合理化建議。排水管道缺陷檢測軟件系統(tǒng)的解決方案，提供了各類報表、數(shù)據(jù)、圖形、三維立體模擬效果圖，可以為管道缺陷修復(fù)和維護工作提供依據(jù)。另外，統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以為將來鋪設(shè)管道提供指導(dǎo)。近年來運用數(shù)理統(tǒng)計學(xué)思想和方法對次進行規(guī)范化研究的現(xiàn)狀 ，采用不同的數(shù)理方法，從不同角度和層次對此進行的研究和探討，判別分析、回歸分析以及聚類分析等，是目前使用較多的數(shù)理統(tǒng)計學(xué)方法，這些方法對證的規(guī)范化研究此項目具有重要的作用，但也不可避免地存在一定的不足和缺。

三、將數(shù)理統(tǒng)計運用到排水管道維護管理系統(tǒng)中的對策建議

人們對管道缺陷檢測系統(tǒng)的需求不再僅停留在數(shù)據(jù)的事務(wù)處理上，逐漸發(fā)展到對數(shù)據(jù)的決策支持上；不僅僅滿足于靜態(tài)圖片顯示缺陷結(jié)構(gòu)，逐漸向三維立體模擬動畫模型上發(fā)展。

首先要完善排水管道，然后會對其進行界定，并梳理相關(guān)法規(guī)制度。從宏觀上是以瀑布式軟件開發(fā)方法為主，局部階段輔以原型式分析和迭代式分析為輔。研究過程中采用的技術(shù)路線是從需求調(diào)研和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析出發(fā)，找出目前管道缺陷信息處理系統(tǒng)中的缺陷和不足，并充分挖掘新時代、新作業(yè)環(huán)境下用戶更高、更迫切的需求，擬使用新技術(shù)、新方法分析、設(shè)計、構(gòu)思出一套可行的軟件系統(tǒng)技術(shù)解決方案。實驗手段主要是利用計算機的軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法，進行系統(tǒng)的分析和設(shè)計。該項目在分析和設(shè)計過程中主要涉及到的技術(shù)包括：C/S軟件系統(tǒng)的構(gòu)建、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、系統(tǒng)分析和設(shè)計的輔助工具、三維動畫模擬技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計算法。應(yīng)用的輔助工具有：Microsoft Visual Studio開發(fā)平臺+SQL Server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)+Unity3d 4.6.3+Microsoft Visio 。具有多年的軟件開發(fā)和教學(xué)經(jīng)驗，并擅長數(shù)理統(tǒng)計算法的構(gòu)建和Unity3d技術(shù)的專業(yè)技術(shù)人員有科學(xué)有依據(jù)的將理論和實踐相結(jié)合。使得研究從技術(shù)、方法、人員上都是可行的。遵循比較優(yōu)勢戰(zhàn)略發(fā)展經(jīng)濟是我們所要提出的首要建議。這一建議與世界銀行通過其《1990年世界發(fā)展報告》所提出的發(fā)展勞動密集型行業(yè)的政策建議非常接近。

在目前大多數(shù)的缺陷數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，主要實現(xiàn)的功能是管道缺陷的查找、數(shù)據(jù)的存儲和報表的生成。這些數(shù)據(jù)雖然能夠提供有關(guān)管道缺陷的描述，幫助管道維修人員了解和修復(fù)管道缺陷。但是，這些資料不夠直觀、不夠詳盡，而且由于不能持久保存大量缺陷數(shù)據(jù)，從而不能提供統(tǒng)計數(shù)據(jù)，不能為新管道的選擇和鋪設(shè)提供決策支持。

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作者簡介：石彥芳，1976年生人，女，河北保定人，河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，副教授，主要從事計算機管理研究。