本發(fā)明涉及儲(chǔ)罐安全管理及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種外浮頂儲(chǔ)罐群的變形監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

大型儲(chǔ)罐具有節(jié)省鋼材、占地少、投資省、便于操作管理等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)達(dá)國(guó)家建造、使用大型儲(chǔ)罐已有近30年的歷史，隨著生產(chǎn)的需要和我國(guó)石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備計(jì)劃的實(shí)施，近些年大型儲(chǔ)罐在國(guó)內(nèi)也得到了迅速發(fā)展。外浮頂儲(chǔ)罐是大型儲(chǔ)罐的一種常見形式，其儲(chǔ)存油品蒸發(fā)損耗小，而且罐頂自重受儲(chǔ)液支承，使其受力均勻，故大型儲(chǔ)罐多采用此種形式。外浮頂儲(chǔ)罐壁板在制作和安裝過(guò)程中如果沒(méi)有很好的按程序和標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，都有可能使壁板的垂直度及橢圓度發(fā)生超差，影響油罐的密封效果；同時(shí)外浮頂儲(chǔ)罐幾何形體變形的大小一般隨儲(chǔ)罐投用時(shí)間的增加而增加，在使用一段時(shí)間后，由于罐內(nèi)液位的升降、地基變形、大風(fēng)和日照等因素，儲(chǔ)罐發(fā)生一定的變形也在所難免。通常罐體局部凹凸、橢圓度、最大傾斜度，基礎(chǔ)沉降等幾何尺寸都是很重要的指標(biāo)，如果這些指標(biāo)過(guò)大，將導(dǎo)致儲(chǔ)罐浮頂密封圈密封不嚴(yán)，引起油氣濃度偏高，不僅會(huì)造成油氣損耗增大，還極易成為火災(zāi)爆炸的源頭；同時(shí)罐體發(fā)生局部變形和不均勻沉降后，超過(guò)一定限度會(huì)使得儲(chǔ)罐不能完全利用或根本無(wú)法使用，造成生產(chǎn)和人員安全隱患，一旦發(fā)生事故，損失將十分慘重。此外變形過(guò)大將導(dǎo)致儲(chǔ)罐浮頂密封圈密封不嚴(yán)，對(duì)生產(chǎn)和人員造成安全隱患。因此精確掌握外浮頂儲(chǔ)罐幾何變形是十分必要的。

浮頂儲(chǔ)罐安全檢測(cè)通常使用光學(xué)參比法和光電法對(duì)儲(chǔ)罐變形進(jìn)行測(cè)量。光學(xué)參比法需要使用光學(xué)垂準(zhǔn)儀、水平直尺、移動(dòng)式磁性標(biāo)尺儀等，但這種基于單點(diǎn)測(cè)量的方式在罐壁變形復(fù)雜時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。光電法測(cè)量?jī)?chǔ)罐變形一般采用全站儀和GPS等，該方法依然屬于單點(diǎn)式測(cè)量，也就是只能以點(diǎn)觀 測(cè)而獲取較少觀測(cè)點(diǎn)的形變數(shù)據(jù)進(jìn)而推斷整體變形情況，無(wú)法獲取局部和整體精確的變形細(xì)節(jié)，并且設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝難度較大，測(cè)量時(shí)間比較長(zhǎng)，因此對(duì)環(huán)境的穩(wěn)定性要求很高，其測(cè)量精度和穩(wěn)定性往往受到較大影響，因而檢測(cè)效率和精度都無(wú)法得到有效保障，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。

另外，對(duì)于在一個(gè)區(qū)域內(nèi)放置多個(gè)儲(chǔ)罐的外浮頂儲(chǔ)罐群，通過(guò)上述方法進(jìn)行檢測(cè)或監(jiān)測(cè)，需要測(cè)量的幾何參數(shù)多，操作復(fù)雜，人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且測(cè)量過(guò)程中受人為因素影響較大，在測(cè)量變形大的罐體時(shí)誤差較大；測(cè)量過(guò)程中罐內(nèi)含氧量不足、有毒、有害、腐蝕介質(zhì)對(duì)人身安全會(huì)造成一定的危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種外浮頂儲(chǔ)罐群變形監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)在遠(yuǎn)離儲(chǔ)罐群的區(qū)域設(shè)置多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)建立標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，將三維激光掃描數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)，能夠全面、實(shí)時(shí)獲得外浮頂儲(chǔ)罐群中每個(gè)儲(chǔ)罐內(nèi)壁及浮頂幾何變形指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外浮頂儲(chǔ)罐群的每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的幾何變形狀況的連續(xù)精確監(jiān)測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種外浮頂儲(chǔ)罐群變形監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：

S1，在所述外浮頂儲(chǔ)罐群的周圍設(shè)立多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，所述基準(zhǔn)點(diǎn)包圍所述外浮頂儲(chǔ)罐群；

S2，測(cè)量每個(gè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，并根據(jù)測(cè)量的每個(gè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)建立標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系；

S3，在每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的浮頂上布置至少一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量每個(gè)所述測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)；

S4，在每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的頂部設(shè)定至少一個(gè)控制點(diǎn)，在每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的控制點(diǎn)處至少可以觀察到一個(gè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)；

S5，在每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的頂部的控制點(diǎn)，使用全站儀測(cè)量所觀察到的基準(zhǔn)點(diǎn)與所述測(cè)量點(diǎn)相對(duì)于所述控制點(diǎn)的位置；

S6，使用三維激光掃描儀分別掃描每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的內(nèi)壁及浮頂，并分別掃描設(shè)置在每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的外浮頂上的掃描標(biāo)靶組，得到每個(gè)所述 外浮頂儲(chǔ)罐的掃描數(shù)據(jù)；

S7，對(duì)每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)、全站儀測(cè)量的數(shù)據(jù)和在所述控制點(diǎn)觀察到的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行處理，得到每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的測(cè)量點(diǎn)在所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

S8、將每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的掃描數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)，并分別進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的變形情況。

其中，所述步驟S2中，使用GPS測(cè)量裝置測(cè)量每個(gè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，并且在所述步驟S3中，使用所述GPS測(cè)量裝置測(cè)量每個(gè)所述測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)。

其中，所述步驟S5中，對(duì)于每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐，通過(guò)測(cè)量該外浮頂儲(chǔ)罐的控制點(diǎn)所觀察到的基準(zhǔn)點(diǎn)與控制點(diǎn)的方位角和邊長(zhǎng)來(lái)確定該外浮頂儲(chǔ)罐的控制點(diǎn)所觀察到的基準(zhǔn)點(diǎn)與控制點(diǎn)的相對(duì)位置，通過(guò)測(cè)量的方位角和邊長(zhǎng)來(lái)確定所述該外浮頂儲(chǔ)罐的控制點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)的相對(duì)位置。

其中，所述基準(zhǔn)點(diǎn)與距離所述外浮頂儲(chǔ)罐群最近的外浮頂儲(chǔ)罐的水平距離值至少為距離所述外浮頂儲(chǔ)罐群最近的外浮頂儲(chǔ)罐的直徑的一半的值。

其中，其特征在于，每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的測(cè)量點(diǎn)具有多個(gè)，并且每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的至少一個(gè)測(cè)量點(diǎn)位于對(duì)應(yīng)的外浮頂上表面的中心位置；

所述每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的掃描標(biāo)靶組位于對(duì)應(yīng)的外浮頂上表面的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間。

其中，所述每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的掃描標(biāo)靶組至少為一組，并且每組所述掃描標(biāo)靶組至少包括三個(gè)標(biāo)靶點(diǎn)，并且所述每組掃描標(biāo)靶組中的各個(gè)標(biāo)靶點(diǎn)排列成除直線外的其他形式。

其中，所述標(biāo)靶點(diǎn)為標(biāo)靶球。

其中，所述步驟S8具體包括：對(duì)于每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐，去除該外浮頂儲(chǔ)罐的掃描數(shù)據(jù)中的噪聲點(diǎn)后進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接，得到該外浮頂儲(chǔ)罐內(nèi)壁及浮頂整體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件；

將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，得到所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件；

對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件進(jìn)行三維空間建模；

根據(jù)建立的三維空間模型，分析該外浮頂儲(chǔ)罐的變形情況。

本發(fā)明提供的一種外浮頂儲(chǔ)罐群變形監(jiān)測(cè)方法，可在大型外浮頂儲(chǔ)罐群工作狀態(tài)下實(shí)施，將全站儀測(cè)量技術(shù)與三維激光掃描技術(shù)結(jié)合起來(lái)，利用后方交會(huì)測(cè)量，以每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐頂部的控制點(diǎn)和罐群外部穩(wěn)定區(qū)基準(zhǔn)點(diǎn)為已知點(diǎn)，并將基準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系引入掃描儀坐標(biāo)系，從而使掃描儀測(cè)量可以自由架站，進(jìn)而真實(shí)描述每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐內(nèi)部的罐體結(jié)構(gòu)及形態(tài)特性，以快速、準(zhǔn)確地生成三維數(shù)據(jù)模型，得到每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐不同方位和角度的幾何參數(shù)值，針對(duì)每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的罐壁凹凸、罐體橢圓變形和罐體傾斜沉降進(jìn)行快速、準(zhǔn)確測(cè)量，計(jì)算關(guān)鍵幾何變形指標(biāo)并進(jìn)行安全評(píng)估，對(duì)不符合閾值要求指標(biāo)進(jìn)行安全預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掌握外浮頂儲(chǔ)罐群每個(gè)儲(chǔ)罐變形狀況，有效避免了傳統(tǒng)變形測(cè)量手段基于點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行變形分析造成的局部性和片面性，同時(shí)也避免了傳統(tǒng)停罐離線檢測(cè)的低工作效率和人力物力消耗。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出了本發(fā)明的外浮頂儲(chǔ)罐群的變形監(jiān)測(cè)方法的流程圖。

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例的外浮頂儲(chǔ)罐群的變形監(jiān)測(cè)方法的基準(zhǔn)點(diǎn)布置示意圖。

圖3示出了本發(fā)明的安裝在單個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的監(jiān)測(cè)設(shè)備的布置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種外浮頂儲(chǔ)罐群變形監(jiān)測(cè)方法予以詳細(xì)描述。

圖1示出了本發(fā)明的外浮頂儲(chǔ)罐群變形監(jiān)測(cè)方法的流程圖。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種外浮頂儲(chǔ)罐群變形監(jiān)測(cè)方法，其具體包括如下步驟：

S1，在所述外浮頂儲(chǔ)罐群的周圍設(shè)立多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，所述基準(zhǔn)點(diǎn)包圍所述外 浮頂儲(chǔ)罐群；

上述實(shí)施例中，如圖2所示，在外浮頂儲(chǔ)罐群的周圍設(shè)立基準(zhǔn)點(diǎn)10的數(shù)量，根據(jù)外浮頂儲(chǔ)罐群的外浮頂儲(chǔ)罐2的數(shù)量和占地面積設(shè)定。

另外，基準(zhǔn)點(diǎn)與距離外浮頂儲(chǔ)罐群最近的外浮頂儲(chǔ)罐的水平距離值，可以根據(jù)具體情況設(shè)置，其至少為距離基準(zhǔn)點(diǎn)最近的外浮頂儲(chǔ)罐的直徑的一半的值。在本實(shí)施例中，每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的大小可以是相同的，也可以是不同的，如果每個(gè)儲(chǔ)罐的大小不同，則基準(zhǔn)點(diǎn)距離外浮頂儲(chǔ)罐群的距離可以根據(jù)情況設(shè)定，如其距離可以設(shè)定為距離基準(zhǔn)點(diǎn)最近的儲(chǔ)罐的直徑的值。，另外，如果外浮頂儲(chǔ)罐的個(gè)數(shù)比較多，則可以設(shè)定為儲(chǔ)罐直徑的平均值的一半的值。

S2，測(cè)量每個(gè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，并根據(jù)測(cè)量的每個(gè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)建立標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系；

S3，在每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的浮頂上布置至少一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量每個(gè)所述測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)；

本實(shí)施例的測(cè)量點(diǎn)的設(shè)定根據(jù)浮頂?shù)纳媳砻娴慕Y(jié)構(gòu)確定，測(cè)量點(diǎn)的選擇位置要求通視條件好，可以使得三維激光掃描儀在有效范圍內(nèi)盡可能多的獲取罐體的特征，提高測(cè)量效率，并減少后期數(shù)據(jù)處理誤差。另外，如果浮頂上方平整無(wú)障礙物或凸起，則只在浮頂?shù)闹行奈恢迷O(shè)置一個(gè)測(cè)量點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐的三維掃描，但是當(dāng)浮頂上方設(shè)置有其他物體或設(shè)備時(shí)，一個(gè)測(cè)量點(diǎn)并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐的整體的掃描，則在浮頂中心設(shè)置一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，在其適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置第二個(gè)測(cè)量點(diǎn)或是多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐的全面完整的掃描?；谏鲜?，本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)量點(diǎn)的設(shè)定可以根據(jù)浮頂具體設(shè)定，但是至少有一個(gè)測(cè)量點(diǎn)是設(shè)置在浮頂?shù)闹行奈恢谩?/p>

本實(shí)施例中，使用GPS測(cè)量裝置測(cè)量每個(gè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)和每個(gè)所述測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)，具體過(guò)程為：

在基準(zhǔn)點(diǎn)和每個(gè)儲(chǔ)罐的測(cè)量點(diǎn)上設(shè)置定位裝置，定位裝置包括固定墩和強(qiáng)制歸心裝置，在強(qiáng)制歸心裝置上設(shè)置測(cè)量裝置，如GPS測(cè)量裝置，測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的大地坐標(biāo)和測(cè)量點(diǎn)的大地坐標(biāo)，并且通過(guò)基準(zhǔn)點(diǎn)的大地坐標(biāo)建立標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。

在實(shí)施例中，由于外浮頂儲(chǔ)罐中在裝載不同容量的液體后對(duì)地面的壓力會(huì) 使得測(cè)量點(diǎn)發(fā)生傾斜，以及儲(chǔ)罐變形等情況會(huì)造成測(cè)量點(diǎn)的大地坐標(biāo)發(fā)生變化，因此，通過(guò)在遠(yuǎn)離儲(chǔ)罐的位置設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，將基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量的大地坐標(biāo)為基礎(chǔ)，建立標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，將其他測(cè)量的數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換在標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)，從而可以提高數(shù)據(jù)三維準(zhǔn)確度。

S4，在每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的頂部設(shè)定至少一個(gè)控制點(diǎn)，在每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的控制點(diǎn)處至少可以觀察到一個(gè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)；

S5，在每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的頂部的控制點(diǎn)，使用全站儀測(cè)量所觀察到的基準(zhǔn)點(diǎn)與所述測(cè)量點(diǎn)相對(duì)于所述控制點(diǎn)的位置；

對(duì)于每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐，通過(guò)測(cè)量該外浮頂儲(chǔ)罐的控制點(diǎn)所觀察到的基準(zhǔn)點(diǎn)與控制點(diǎn)的方位角和邊長(zhǎng)來(lái)確定該外浮頂儲(chǔ)罐的控制點(diǎn)所觀察到的基準(zhǔn)點(diǎn)與控制點(diǎn)的相對(duì)位置，通過(guò)測(cè)量的方位角和邊長(zhǎng)來(lái)確定所述該外浮頂儲(chǔ)罐的控制點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)的相對(duì)位置。

具體地，采用全圓測(cè)回法測(cè)量控制點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)的方位角和邊長(zhǎng)，并利用后方交會(huì)法解算控制點(diǎn)位在標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；

進(jìn)一步，采用雙站極坐標(biāo)法測(cè)量所述測(cè)量點(diǎn)位在標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下坐標(biāo)；

測(cè)量結(jié)束后，進(jìn)行平差計(jì)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)定；如果滿足要求，可進(jìn)行三維激光掃描，如果不滿足要求，應(yīng)調(diào)整控制點(diǎn)位重新測(cè)量。

在本實(shí)施例中，進(jìn)行測(cè)量前，在基準(zhǔn)點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)的定位裝置上設(shè)置反射鏡或掃描標(biāo)靶，通過(guò)在控制點(diǎn)設(shè)置的全站儀11測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)與控制點(diǎn)之間的方位角以及邊長(zhǎng)數(shù)據(jù)以及控制點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)之間的方位角以及邊長(zhǎng)數(shù)據(jù)；

S6，使用三維激光掃描儀分別掃描每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的內(nèi)壁，并分別掃描設(shè)置在每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的外浮頂上的掃描標(biāo)靶組，得到每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的掃描數(shù)據(jù)；

在本實(shí)施例中，每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的浮頂上至少設(shè)置一組掃描標(biāo)靶組，并且掃描標(biāo)靶組位于對(duì)應(yīng)的浮頂上方的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間。此外，當(dāng)浮頂上方較平整時(shí)，只需要設(shè)置一個(gè)測(cè)量點(diǎn)即可。

進(jìn)一步地，每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的掃描標(biāo)靶組至少為一組，每組所述掃描標(biāo)靶組至少包括三個(gè)標(biāo)靶點(diǎn)，并且所述每組掃描標(biāo)靶組中的各個(gè)標(biāo)靶點(diǎn)排列成除直 線外的其他形式。

更進(jìn)一步地，每組掃描標(biāo)靶組中至少一個(gè)掃描標(biāo)靶組具有三個(gè)標(biāo)靶點(diǎn)，并且所述三個(gè)標(biāo)靶點(diǎn)呈三角形分布。此外，標(biāo)靶點(diǎn)采用三維激光掃描儀專用標(biāo)靶球或標(biāo)靶點(diǎn)，優(yōu)選使用標(biāo)靶球；標(biāo)靶點(diǎn)通過(guò)固定裝置固定于浮頂罐浮頂表面，并保持在測(cè)量過(guò)程中位置嚴(yán)格固定，然后進(jìn)行三維掃描。另外，本實(shí)施例的標(biāo)靶點(diǎn)也可以是現(xiàn)有技術(shù)中由于掃描標(biāo)靶的其他類型的標(biāo)靶點(diǎn)，在此不做具體限定。

S7，對(duì)每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)、全站儀測(cè)量的數(shù)據(jù)和在所述控制點(diǎn)觀察到的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行處理，得到每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的測(cè)量點(diǎn)在所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

S8，將每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的掃描數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)，并分別進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的變形情況。

在一個(gè)實(shí)施例中，步驟S8中，對(duì)于每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐，具體的數(shù)據(jù)處理過(guò)程如下：

S81、去除該外浮頂儲(chǔ)罐的掃描數(shù)據(jù)中的噪聲后進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接，得到該外浮頂儲(chǔ)罐內(nèi)壁和浮頂表面整體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件；

具體地，上述去噪和拼接過(guò)程為：對(duì)明顯遠(yuǎn)離點(diǎn)云的、飄浮于點(diǎn)云上方的稀疏、離散的點(diǎn)，遠(yuǎn)離點(diǎn)云中心區(qū)、小而密集的點(diǎn)以及多余掃描的點(diǎn)等噪聲點(diǎn)進(jìn)行根據(jù)人工篩除法或系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行刪除。

S82、將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，得到所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件；

進(jìn)一步地，基于步驟S7，根據(jù)不同測(cè)量點(diǎn)三維激光掃描儀測(cè)得的同一個(gè)標(biāo)靶組中標(biāo)靶的標(biāo)靶點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算出坐標(biāo)變換的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣，根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)矩陣和所述平移矩陣對(duì)去除噪聲點(diǎn)的儲(chǔ)罐點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換拼接。

S83、對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下的點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件進(jìn)行三維空間建模；

S84、根據(jù)建立的三維空間模型，分析該外浮頂儲(chǔ)罐的變形情況。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的實(shí)施例中對(duì)外浮頂儲(chǔ)罐群的變形情況的監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵幾何變形指標(biāo)包括：罐壁高度、罐壁局部凹凸變形值、橢圓度、罐壁傾斜度和整 體沉降量。

進(jìn)一步地，對(duì)變形情況的分析，還根據(jù)所述外浮頂儲(chǔ)罐群幾何變形指標(biāo)數(shù)據(jù)及安全閾值條件評(píng)斷儲(chǔ)罐是否滿足安全要求，并且判斷幾何變形指標(biāo)數(shù)據(jù)是否大于預(yù)設(shè)的安全閾值，當(dāng)判斷出所述幾何變形指標(biāo)數(shù)據(jù)大于所述預(yù)設(shè)的安全閾值時(shí)，發(fā)出安全預(yù)警。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，對(duì)外浮頂儲(chǔ)罐群的變形監(jiān)測(cè)，通過(guò)在外浮頂儲(chǔ)罐的周圍設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，然后對(duì)每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以下以對(duì)一個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的變形監(jiān)測(cè)為例，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的對(duì)外浮頂儲(chǔ)罐的變形監(jiān)測(cè)的具體過(guò)程。

圖3示出了本發(fā)明的安裝在單個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的監(jiān)測(cè)設(shè)備的布置示意圖。

如圖3所示，對(duì)于每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐2，在儲(chǔ)罐頂部的控制點(diǎn)上設(shè)置有全站儀11，并且在浮頂上部的中心位置的中心測(cè)量點(diǎn)7上設(shè)置有三維激光掃描儀8，本實(shí)施例中還在中心位置的測(cè)量點(diǎn)7的一側(cè)設(shè)置有第二測(cè)量點(diǎn)6和設(shè)置在中心測(cè)量點(diǎn)周圍的至少一組掃描靶組9；本實(shí)施例中具體設(shè)置為三組，另外，三維激光掃描儀8掃描的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理裝置12，用于處理數(shù)據(jù)。

在控制點(diǎn)上觀察外浮頂儲(chǔ)罐群的周圍的基準(zhǔn)點(diǎn)，找到用于該外浮頂儲(chǔ)罐的基準(zhǔn)點(diǎn)，使用控制點(diǎn)上設(shè)置的全站儀11測(cè)量該外浮頂儲(chǔ)罐的基準(zhǔn)點(diǎn)與控制點(diǎn)之間的方位角和邊長(zhǎng)數(shù)據(jù)以及該控制點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)之間的方位角和邊長(zhǎng)數(shù)據(jù)。

然后使用三維激光掃描儀對(duì)浮頂上的掃描靶組9以及外浮頂儲(chǔ)罐的內(nèi)壁及浮頂表面進(jìn)行掃描，然后將全站儀和三維激光掃描儀的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到每個(gè)所述外浮頂儲(chǔ)罐的變形情況。其數(shù)據(jù)處理包括：對(duì)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的儲(chǔ)罐內(nèi)壁點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，去除其中的噪聲點(diǎn)后；基于標(biāo)靶點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)不同掃描測(cè)量站點(diǎn)的儲(chǔ)罐點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件拼接，得到外浮頂儲(chǔ)罐內(nèi)壁及浮頂整體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件。

利用已建立的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下位于浮頂中心的中心測(cè)量點(diǎn)點(diǎn)位坐標(biāo)，將外浮頂儲(chǔ)罐整體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件進(jìn)行坐標(biāo)解算，轉(zhuǎn)換得到標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下儲(chǔ)罐點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件；對(duì)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下外浮頂儲(chǔ)罐點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件進(jìn)行三維空間建模，提取融合后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的罐體特征點(diǎn)和特征線，識(shí)別儲(chǔ)罐變形情況。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，可以對(duì)不同時(shí)間測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件分別進(jìn)行三維空間建模，進(jìn)行模型匹配和對(duì)比分析，根據(jù)不同時(shí)間所述立式儲(chǔ)罐各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)變化分析所述立式儲(chǔ)罐的變形情況。

另外，對(duì)外浮頂儲(chǔ)罐三維空間模型進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算罐壁高度，對(duì)儲(chǔ)罐不同高度壁板進(jìn)行截面圓心擬合及切面處理計(jì)算罐壁內(nèi)半徑、局部凹凸變形值、橢圓度，并采用數(shù)據(jù)插值計(jì)算罐壁傾斜度和沉降量，從而得到外浮頂儲(chǔ)罐的罐壁凹凸、罐體橢圓變形和罐體傾斜沉降變形情況。

另外，本發(fā)明的方法可以對(duì)外浮頂儲(chǔ)罐群進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)，可以對(duì)不同期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比確定儲(chǔ)罐群的變形情況，也可以對(duì)每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的三維空間模型進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算得到儲(chǔ)罐變形指標(biāo)，從而實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)到每個(gè)外浮頂儲(chǔ)罐的變形情況。

上述實(shí)施例提供的一種外浮頂儲(chǔ)罐群變形監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)將全站儀測(cè)量技術(shù)與三維激光掃描技術(shù)結(jié)合起來(lái)，利用后方交會(huì)測(cè)量，以自由設(shè)站控制點(diǎn)和罐區(qū)外部穩(wěn)定區(qū)基準(zhǔn)點(diǎn)為已知點(diǎn)，并將基準(zhǔn)點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)系引入掃描儀測(cè)量坐標(biāo)系，從而使掃描儀測(cè)量可以自由架站，進(jìn)而真實(shí)描述外浮頂儲(chǔ)罐內(nèi)部的罐體結(jié)構(gòu)及形態(tài)特性，以快速、準(zhǔn)確地生成三維數(shù)據(jù)模型，得到外浮頂儲(chǔ)罐內(nèi)壁不同方位和角度的幾何參數(shù)值，針對(duì)外浮頂儲(chǔ)罐的罐壁凹凸、罐體橢圓變形和罐體傾斜沉降進(jìn)行快速、準(zhǔn)確測(cè)量，計(jì)算關(guān)鍵幾何變形指標(biāo)并進(jìn)行安全評(píng)估，對(duì)不符合閾值要求指標(biāo)進(jìn)行安全預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掌握外浮頂儲(chǔ)罐變形狀況，有效避免了傳統(tǒng)變形監(jiān)測(cè)手段基于點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行變形分析造成的局部性和片面性，同時(shí)也避免了傳統(tǒng)停罐離線檢測(cè)的低工作效率和人力物力消耗。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括 所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同因素。

最后需要說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。