浅谈燃气PE管道定位技术的现状与发展

任卫卫 刘力勋 王龙

（西安管畅环保科技有限公司，陕西 西安 710075）

摘要：该研究系统分析了声波定位技术在燃气PE管道定位中的应用现状及其面临的主要挑战。文章回顾了燃气PE管道定位技术的发展历程，并深入探讨了其在复杂地下环境中的技术优势与局限性。研究发现，尽管声波定位技术具有显著的应用潜力，但由于技术推广中的策略不..，以及复杂地质条件下的应用局限性，技术的普及仍面临一定的困难。为此，文章分析了设备在提升定位精度与实战应用方面的创新贡献，并提出了优化推广策略、提升技术应用能力的具体对策。通过这些措施，旨在为燃气PE管道定位领域提供有效参考，推动声波定位技术的进一步发展与广泛应用。

关键词：声波定位技术；燃气PE管道；技术创新

1 概述

随着城市化进程的加速，燃气PE管道作为城市基础设施的重要组成部分，其..性和管理需求愈加突出。燃气PE管道的准确定位是保障管网..运行和有效维护的关键。然而，传统的管道定位方法，如人工调查、电磁波、地震波和高密度电法，存在精度低、效率差的问题，难以适应现代城市复杂的地下环境。声波定位技术作为一种新兴的非开挖探测技术，凭借其高精度、非破坏性和对复杂地质条件的适应性，逐渐成为燃气PE管道定位的主流选择。

本文旨在..分析声波定位技术在燃气PE管道中的应用现状，探讨其在推广过程中的主要挑战，包括行业内外的认知不足、产品适应局限性以及专业度与实力储备不足等。为此，本文回顾了燃气PE管道定位技术的发展历程，通过这些分析，提出了提升技术认知、推动产品创新及加强专业度与实力储备等建议，以期为相关领域提供有价值的参考，推动声波定位技术的进一步发展和应用。

2 燃气PE管道定位技术的演变与改良

燃气PE管道定位技术在现代城市基础设施管理中扮演着关键角色，尤其是在地下管线精细探测技术的研究背景下，其发展历程充满了技术创新与应用实践的融合[1]。传统的燃气PE管道定位方法，如人工调查、电磁波、地震波和高密度电法，因其精度低、应用场景局限，已难以满足现代城市日益复杂的地下环境需求[2]。为应对这一挑战，声波燃气PE管道定位技术经历了多次技术革新与改良，逐渐发展出更为精细和..的定位方法。

早期的燃气PE管道定位主要依赖人工调查、电磁波和探孔，这些方法虽然在一定程度上满足了当时的需求，但在精度和适应性方面存在明显不足，尤其是在高密度城市区域和复杂地质条件下，传统方法的局限性愈加突出^[3]。为此，行业内逐渐引入了声波定位技术，这一技术的出现标志着燃气PE管道定位技术的一次重大飞跃[4]。

将一组特定声波信号注入燃气管道的.初研究方向是寻找燃气管道泄漏点，理论上声波信号会从管道漏孔流出，在地面形成声波信号较强区域，找到这个区域也就确定了燃气泄漏点，然而，用这种方法去找泄漏点效果并不明显，却对管线定位效果良好，运用声波定位燃气管道的历史大幕就此开启；通过分析管道内声波传播至地面的信号分布及强度大小，实现对地下管道的..定位。相比传统方法，声波定位技术可行性、实用性具有碾压优势^[5]。近年来，随着数字化和智能化技术的融合，声波定位技术得到了进一步的改进和发展。例如，数字化声波定位系统结合了..的传感器技术和数据处理算法，使得实时数据采集和分析成为可能，从而大幅提高了定位的准确性和效率^[6]。

机器学习和人工智能技术的应用，使得声波定位系统能够自动识别管道排除干扰，进一步提升了探测的效率与精度^[7]。这些技术进步不仅增强了燃气PE管道定位的精度和可靠性，也推动了其在更多应用场景中的广泛应用。当前，声波定位技术已逐渐成为燃气PE管道定位的主流选择，并在地下设施管理等相关领域展现出巨大的应用潜力^[8]。

3 声波定位技术现状及面临的问题

3.1 声波定位技术的推广难题与应用瓶颈

声波定位技术在燃气PE管道的..定位中展现了独特的优势，尤其是在复杂地下环境中的应用潜力。然而，由于技术发展时间较短，许多企业在进行管道定位及应急探管时，仍然依赖传统的定位方法，这在一定程度上限制了新技术的广泛应用。此外，声波设备应用必须通过接口将声波信号注入管道，诸多早期建设的燃气PE管道没有足够的接入口，也使得新技术的推广受阻[9-13]。

3.2 埋深测量需求的增加与技术适应性问题

随着城市地下基础设施日益复杂，过路过河超深穿越管道日益增多，对燃气PE管道的埋深测量及大埋深燃气PE管道定位需求显著增加。然而，声波定位技术在应对复杂地质条件时仍面临适应性问题。复杂的地质结构，如多层土质和岩石，往往会导致声波信号的衰减和反射，从而影响深度测量的准确性；大埋深的穿越管道会导致声能衰减信号不能转播至地面。因此，尽管该技术具备一定的适应性，但在多变的地质条件下，仍需通过强化性能和优化算法来提升其测量能力及精度，以满足实际应用中的多样化需求。

3.3 专业度与实力储备方面问题

声波定位技术的持续发展不仅依赖于技术本身的创新，还需要强有力的专业技术团队和充足的资源储备。然而，当前行业内在专业人才的培养和技术储备方面仍存在明显不足。许多技术团队缺乏系统化的培训，导致在复杂的应用场景中难以充分发挥声波定位技术的优势。同时，企业在技术研发和储备方面的投入也相对不足，这限制了技术的持续改进和创新。这种现状不仅影响了技术的推广应用，也在一定程度上阻碍了该领域的进一步发展。

4 声波定位技术问题的应对策略

4.1 技术推广优化与应用效能提升

为应对声波定位技术在推广中的瓶颈与应用挑战，首先需要优化技术推广策略，..其在实际工程中的广泛应用。系统化的技术培训和针对性的应用指导能够帮助企业克服操作难度，提升技术掌握水平。通过定期组织行业交流会和技术研讨会，分享成功案例和实际经验，有助于增强行业对该技术的信心和认同。此外，针对复杂地质条件的技术难题，需通过设备升级和技术改进，进一步降低技术使用门槛。智能化和自动化系统的引入，能够使技术人员在缺乏深厚背景的情况下..操作，从而提高工作效率，减少误差。..的技术支持和服务体系同样至关重要，它能够为企业在实际应用中提供及时的技术援助，..声波定位技术在多样化应用场景中充分发挥其优势。

4.2 技术进步与设备革新路径

未来的发展必须注重产品创新，尤其是开发能够在复杂地质条件下实现..深度测量的新型设备。通过研制具有超大功率多频点自动扫频和多通道接收能力的声波定位仪器，增强其在复杂介质中的穿透力和信号分辨率，同时结合人工智能与大数据分析技术，实现实时数据分析和误差校正，从而进一步提升设备的测量精度和稳定性。这类创新不仅能够满足用户对精度和深度的需求，还能扩展声波定位技术在其他领域的应用，如地质勘探和地下设施管理，拓展其市场空间。

4.3 加强专业度与实力储备

为..声波定位技术的持续发展，必须注重提升技术团队的专业水平，尤其是在复杂应用场景中的操作能力。鉴于目前行业内在专业人才培养和技术储备方面的不足，企业应加大投入，建立系统化的培训机制，加强研发能力。同时，通过资源整合和技术储备强化，能够提升设备的创新能力，增强企业的市场竞争力。通过这些举措，不仅能有效弥补当前的技术短板，还能..在未来技术应用中保持..地位。

5 管畅科技在声波定位技术中的创新与应用

5.1 设备原理与核心优势

智能声波燃气PE管道定位仪GPPL5000Pro，包括信号发射机、接收机和地面拾音器等核心组件。设备利用主动声波定位技术，通过向管道内注入一组特定频率的声波信号，这组信号在管道介质中传播，一部分声波信号在传播过程中穿透管壁，通过土壤到达地面，并被地面拾音器捕捉到，通过滤波，信号强度分析定位管道位置，见图1。

图1 GPPL5000声波定位燃气PE管道原理图

GPPL5000Pro核心优势在于其双通道高速算法模块和多核异构超算平台，这些技术使得设备能够实时处理大量数据，并提供..的平面和深度定位。此外，宽频段全频点适用的特性使其能够在多种地质条件下运行，抗噪性强，即使在噪声较大的环境中也能准确定位。设备的创新性体现在其自动判断管道存在与否的功能，避免了人为误判的风险，见图2。

图2 GPPL5000Pro核心优势

5.2 界面显示与技术参数

GPPL5000Pro智能声波燃气PE管道定位仪结合了..的用户界面设计与强大的技术参数，为复杂环境下的..定位提供了强有力的支撑。其用户界面直观易用，支持多种显示模式，包括信号强度表盘、频谱分析图和柱状图，帮助用户快速理解信号特性，见图3。

图3 信号发射机启动界面与工作界面

设备频宽范围为200Hz至700Hz，拥有500个可调频点，适应不同的地质条件和应用场景。内置的大秦锐士多核异构超算平台，实现了双模探测模式的同步运算，极大地提高了运算效率和定位精度。设备同时集成了北斗及GPS定位技术，并支持5G实时通信，实现了数据的实时传输和分析。GPPL5000Pro的实时频谱分析功能能够显示目标频率及土壤环境中的其他信号频率，为管道位置的判断提供了..依据。全新的双音频驱动技术则进一步增强了设备在复杂地质条件下的探测能力，..在不同环境下的..应用，见图4~图6。

 图4 接收机听音模式功能显示1

图5 接收机听音模式功能显示2

图6 接收机探测模式功能显示

5.3 设备配置与安装应用

GPPL5000Pro的标准配置包括信号发射机、接收机、地面信号传感器及多种附件（见图7），能够满足各种燃气管道的探测需求。设备的安装过程遵循严格的..规范，包括对周围环境的检查和预防措施，以..操作的..性和有效性。操作员可以通过简单的界面选择不同的检测模式，如听音模式和探测模式，适应不同的现场条件及个人使用习惯。

图7 设备部件一览

设备使用说明和现场技术支持，..用户能够充分发挥设备的性能。为新奥燃气、华润燃气、港华燃气、昆仑燃气、中国燃气、中油燃气等多家燃气公司提供了有力的技术支持，得到了行业内外的一致好评，见图8。

图5-8设备安装与实际应用

6 结语

在当前复杂的城市地下基础设施建设中，声波定位技术作为一种..的燃气PE管道定位方法，展现了巨大的应用潜力和发展前景。然而，技术推广过程中面临的认知不足、产品适应性问题以及技术能力储备不足的挑战，不..制了其在市场中的普及，也影响了实际工程的质量和..。因此，通过扩大技术认知层面、强化产品性能以及加强企业技术实力，能够有效提升声波定位技术的应用广度和深度。GPPL5000Pro智能声波燃气PE管道定位仪，通过其..的双通道高速算法和多核异构超算平台，实现了高精度的管道定位。这一技术的核心优势包括高抗噪能力、宽频段全频点适用以及自动判断管道存在与否的功能，显著提高了管道定位的精度和效率，解决了传统方法的诸多局限性。

未来，随着对声波定位技术的深入了解和广泛应用，声波技术在燃气PE管道定位、地下设施管理以及其他相关领域的作用将更加突出。在解决复杂地质条件下的定位精度问题以及满足用户多样化需求方面，技术的进一步创新显得尤为关键。通过研发创新、行业规范以及公众教育等多方面的努力，声波定位技术有望在保障城市生命线风险管控、应急抢险方面发挥更大的作用。

来源：《中国市政工程》2024年11月刊

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