CN101311697A - 一种轨道交通区间隧道漏水的智能检测装置及方法 - Google Patents

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CN101311697A CNA2007100411367A CN200710041136A CN101311697A CN 101311697 A CN101311697 A CN 101311697A CN A2007100411367 A CNA2007100411367 A CN A2007100411367A CN 200710041136 A CN200710041136 A CN 200710041136A CN 101311697 A CN101311697 A CN 101311697A
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韩斌
韩玉雄
吴坚
陈赤峰
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Abstract

本发明提供了一种轨道交通区间隧道漏水的智能检测装置及方法，该智能检测装置包括与采集装置相连的智能水表、功率变送器和中央处理机，本发明的检测方法：首先，分别采集区间排水泵的启动停止信号、有功功率的值以及智能水表的进水量；其次，计算当天累计漏水量Δt；最后，一方面，将数据存入数据库以为用户修正预设的经验漏水阈值Δst的数值提供依据，另一方面，判断是否存在漏水异常情况，即定时将当天累计漏水量Δt与预设的经验漏水阈值Δst进行比较判断，若存在漏水异常情况，则显示报警信息。本发明能够及早检测到轨道交通区间隧道是否漏水异常，大大提高了整个轨道交通运营的安全性，并且减少了大量的人力劳动。

Description

一种轨道交通区间隧道漏水的智能检测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种轨道交通区间隧道漏水的智能检测装置及方法。
技术背景
隧道结构的牢固可靠对穿行于城市地下的地铁安全运营至关重要。隧道内是否渗漏水异常是判断隧道结构是否牢固的重要指标，尤其对于穿越大江、大河的区间隧道，隧道渗漏水异常现象所导致的后果可能是灾难性的。如何在渗漏水异常的早期就能及早发现，防范事故于未然，是运营维护部门迫切需要解决的问题。但是，由于区间隧道一般较长，逐点的直接检测成本较高，并不实用。目前实际的检测手段匮乏，仅仅依靠派员巡检的方式来发现漏水异常，严重依赖人的判断，若在晚期发现，可能会对整个轨道交通线路的安全运营造成严重影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供了一种轨道交通区间隧道漏水的智能检测装置及方法，它能够及早检测到轨道交通区间隧道是否漏水异常，大大提高了整个轨道交通运营的安全性，并且减少了大量的人力劳动。
实现上述目的的技术方案是：
本发明之一，一种轨道交通区间隧道漏水的智能检测装置，该检测装置用于对车站进水量以及区间排水泵的排水量进行检测，其中，它包括与采集装置相连的智能水表、功率变送器和中央处理机，其中：
智能水表，用来采集车站总进水量Zt，然后输出总进水量Zt给采集装置；
功率变送器，用于将所述的排水泵的输入电压和输入电流转换成有功功率信号，并输出到采集装置；
采集装置，用于分别采集所述功率变送器输出的排水泵的有功功率信号、排水泵传来的启动停止信号以及所述的智能水表输出的总进水量Zt，它将采集到的排水泵的有功功率信号和启动停止信号转化为数字信号，连同智能水表输出的总进水量Zt一起输出给所述的中央处理机进行处理；
中央处理机，用于对从所述的采集装置传来的有功功率信号、启动停止信号以及总进水量Zt进行处理，即根据累积计算出的当天累计排水量Qt及当天累计进水量Yt来计算当天累计漏水量Δt，比较当天累计漏水量Δt与预设的经验漏水阈值Δst，判断是否存在区间隧道漏水异常情况及报警，并可通过统计当天累计漏水量Δt的历史数据，来调整预设的经验漏水阀值Δst的数值。
上述的智能检测装置，其中，所述的中央处理机包括分别与中央处理机本体相连的通信模块、数据处理模块、比较报警模块、知识库模块，其中：
通信模块，用于接收采集装置的数据通信信息，并将该信息转换成对应的测量值；
数据处理模块，用于对测量值数据进行处理，定时计算当天累计漏水量Δt的值，并存储入数据库；
比较报警模块，用于对漏水量Δt与预设的经验漏水阈值Δst进行比较，一旦漏水量Δt超出预设的经验漏水阈值Δst即报警；
知识库模块，用于对每天的累计漏水量Δt进行统计分析，为用户修正预设的经验漏水阈值Δst的数值提供依据。
上述的智能检测装置，其中，所述的排水泵与采集装置和功率变送器之间通过若干触点连接，采集装置与智能水表、功率变送器和中央处理机之间通过通信电缆连接。
本发明之二，一种轨道交通区间隧道漏水的检测方法，包括以下步骤：
首先，分别采集区间排水泵的启动停止信号、有功功率的值以及智能水表的总进水量Zt；
其次，定时计算当天累计漏水量Δt，即根据当天采集到的区间排水泵的启动停止信号、有功功率的值和智能水表的总进水量Zt来计算当天累计漏水量Δt；
最后，一方面，将数据存入数据库，即定时将计算后的当天累计漏水量Δt存储入数据库，为用户修正预设的经验漏水阈值Δst的数值提供依据，用户可以根据数据库输出的数据来修正经验漏水阈值Δst，另一方面，判断是否存在漏水异常情况，即定时将当天累计漏水量Δt与预设的经验漏水阈值Δst进行比较判断，若Δt＞Δst，即存在漏水异常情况，则显示报警信息。
上述的检测方法，其中，所述的计算当天累计漏水量Δt的计算公式为：
当天累计漏水量Δt＝当天累计排水量Qt-当天累计进水量Yt*排水系数Ф，其中：
当天累计排水量Qt＝Qt-1+排水泵有功功率/额定功率×额定流量×排水泵运行时间，其中：
t为大于等于1的自然数，Q0＝0；
额定功率、额定流量为排水泵的额定参数，由排水泵生产企业给定；
排水泵运行时间＝时间段(t-1)～t期间排水泵累计启动运行的时间；
当天累计进水量Yt＝Zt-Z0，其中，Z0为0时刻采集到的智能水表总进水量的值，t为大于等于1的自然数；
排水系数Ф为0.7-1.1。
上述的检测方法，其中，所述的预设的经验漏水阈值Δst可通过数据库中存储的当天累计漏水量Δt的历史数据自动或手动修正，即首先运用存储在数据库中的当天累计漏水量Δt历史数据统计计算出t时刻当天累计漏水量Δt的平均值Δt和标准差δt，然后将所述平均值Δt与若干倍标准差δt之和设定为t时刻的预设的经验漏水阈值Δst。
本发明的有益效果是：本发明的一种轨道交通区间隧道漏水的智能检测装置及方法通过智能水表、功率变送器、采集装置和中央处理机来实现实时检测轨道交通区间隧道的进水量以及排水泵的排水量，能够及早发现隐患，降低隧道因漏水异常而导致运营故障的发生率。
附图说明
图1是本发明的一种轨道交通区间隧道漏水的智能检测装置结构示意图；
图2是本发明的中央处理机的结构示意图；
图3是本发明的一种轨道交通区间隧道漏水的检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1和图2，图中示出了本发明之一的一种轨道交通区间隧道漏水的智能检测装置，该智能检测装置用于对车站进水量以及区间排水泵5的排水量进行检测，它包括与采集装置3相连的智能水表1、功率变送器2和中央处理机4，其中：
智能水表1，用来采集车站总进水量Zt，该进水量为累计量，然后输出总进水量Zt给采集装置3，本实施例中智能水表1的型号为深圳正星特公司的改进型RS485总线式ST-11T；
功率变送器2，用于将排水泵5的输入电压和输入电流转换成有功功率信号即低压模拟信号，并输出到采集装置3，该功率信号为电压或电流信号输出，该功率变送器2与排水泵5之间通过若干触点连接，本实施例中输出电压信号，功率变送器2采用的型号为MultitekM100-WA3-2(针对不同的排水泵5，可选用不同型号的功率变送器2)；
采集装置3，用于分别采集功率变送器2输出的排水泵5的有功功率信号、排水泵5传来的启动停止信号以及智能水表1输出的总进水量Zt，它将采集到的排水泵5的有功功率信号和启动停止信号转化为数字信号，连同智能水表1输出的总进水量Zt一起输出给中央处理机4进行处理，该采集装置3与排水泵5之间通过若干触点连接以传输启动和停止信号，该采集装置3与智能水表1、功率变送器2和中央处理机4之间均通过通信电缆连接，本实施例中采集装置3采用的型号为西门子S7-300PLC；
中央处理机4，用于对从采集装置3传来的有功功率信号、启动停止信号以及总进水量Zt进行处理，即根据累积计算统计出的当天累计排水量Qt及当天累计进水量Yt来计算当天累积漏水量Δt，比较当天累积漏水量Δt与预设的经验漏水阈值Δst，判断是否存在区间隧道漏水异常情况及报警，并可通过统计当天累积漏水量Δt的历史数据，来调整预设的经验漏水阀值Δst的数值，本实施例中，中央处理机4采用型号IBM eServer x336，该中央处理机4包括分别与中央处理机本体41相连的通信模块42、数据处理模块43、比较报警模块44、知识库模块45，其中：
通信模块42，用于接收采集装置上传的数据通信信息，并将该信息转换成对应的测量值；
数据处理模块43，用于对测量值数据进行处理，计算出当天累积漏水量Δt的值，并存储在数据库中；；
比较报警模块44，用于对漏水量Δt与预设的经验漏水阈值Δst进行比较，一旦漏水量Δt超出预设的经验漏水阈值Δst即报警；
知识库模块45，用于对每天的漏水量Δt进行统计分析，为用户修正预设的经验漏水阈值Δst的数值提供依据。
请参阅3，图中示出了本发明之二的一种轨道交通区间隧道漏水的检测方法，包括以下步骤：
一)分别采集区间排水泵的启动停止信号、有功功率的值以及智能水表的总进水量Zt。
二)定时计算当天累积漏水量Δt，即根据当天采集到的区间排水泵的启动停止信号、有功功率的值和智能水表的总进水量Zt来计算当天累积漏水量Δt，计算公式为：
当天累积漏水量Δt＝当天累计排水量Qt-当天累积进水量Yt*排水系数Ф，其中：
当天累计排水量Qt＝Qt-1+排水泵有功功率/额定功率×额定流量×排水泵运行时间，其中：
t为大于等于1的自然数，Q0＝0；
额定功率、额定流量为排水泵的额定参数，由排水泵生产企业给定；
排水泵运行时间＝时间段(t-1)～t期间排水泵累计启动运行的时间；
当天累积进水量Yt＝Zt-Z0，其中，Z0为0时刻采集到的智能水表总进水量的值，t为大于等于1的自然数；
排水系数Ф为0.7-1.1，可根据用户的运营经验调整，一般设为0.9。
三)一方面，将数据存入数据库，即定时将计算后的当天累积漏水量Δ1存储入数据库，为用户修正预设的经验漏水阈值Δst的数值提供依据，用户可以根据数据库输出的数据来修正经验漏水阈值Δst，另一方面，判断是否存在漏水异常情况，即定时将当天累积漏水量Δt与预设的经验漏水阈值Δst进行比较判断，若Δt＞Δst，即存在漏水异常情况，则显示报警信息，其中：
预设的经验漏水阈值Δst可通过数据库中存储的当天累积漏水量Δt的历史数据自动或手动修正，即首先运用存储在数据库中的当天累积漏水量Δt历史数据统计计算出t时刻当天累积漏水量Δt的平均值Δt和标准差δt，然后将所述平均值Δt与若干倍标准差δt之和设定为t时刻的预设的经验漏水阈值Δst。
虽然经过对本发明结合具体实施例进行描述，对于在本技术领域熟练的人士，根据上文的叙述做出的替代、修改与变化将是显而易见的。因此，在这样的替代、修改和变化落入附后的权利要求的精神和范围内时，应该被包括在本发明中。

Claims (6)

1.一种轨道交通区间隧道漏水的智能检测装置，该智能检测装置用于对车站进水量以及区间排水泵的排水量进行检测，其特征在于：它包括与采集装置相连的智能水表、功率变送器和中央处理机，其中：
智能水表，用来采集车站总进水量Zt，然后输出总进水量Zt给采集装置；
功率变送器，用于将所述的排水泵的输入电压和输入电流转换成有功功率信号，并输出到采集装置；
采集装置，用于分别采集所述功率变送器输出的排水泵的有功功率信号、排水泵传来的启动停止信号以及所述的智能水表输出的总进水量Zt，它将采集到的排水泵的有功功率信号和启动停止信号转化为数字信号，连同智能水表输出的总进水量Zt一起输出给所述的中央处理机进行处理；
中央处理机，用于对从所述的采集装置传来的有功功率信号、启动停止信号以及总进水量Zt进行处理，即根据累积计算出的当天累计排水量Qt及当天累计进水量Yt来计算当天累计漏水量Δt，比较当天累计漏水量Δt与预设的经验漏水阈值Δst，判断是否存在区间隧道漏水异常情况及报警，并可通过统计当天累计漏水量Δt的历史数据，来调整预设的经验漏水阀值Δst的数值。
2.根据权利要求1所述的智能检测装置，其特征在于：所述的中央处理机包括分别与中央处理机本体相连的通信模块、数据处理模块、比较报警模块、知识库模块，其中：
通信模块，用于接收采集装置的数据通信信息，并将该信息转换成对应的测量值；
数据处理模块，用于对测量值数据进行处理，定时计算当天累计漏水量Δt的值，并存储入数据库；
比较报警模块，用于对漏水量Δt与预设的经验漏水阈值Δst进行比较，一旦当天累计漏水量Δt超出预设的经验漏水阈值Δst即报警；
知识库模块，用于对当天累计漏水量Δt进行统计分析，为用户修正预设的经验漏水阈值Δst的数值提供依据。
3.根据权利要求1所述的智能检测装置，其特征在于：所述的排水泵与采集装置和功率变送器之间通过若干触点连接，采集装置与智能水表、功率变送器和中央处理机之间通过通信电缆连接。
4.一种轨道交通区间隧道漏水的检测方法，包括以下步骤：
首先，分别采集区间排水泵的启动停止信号、有功功率的值以及智能水表的总进水量Zt；
其次，定时计算当天累计漏水量Δt，即根据当天采集到的区间排水泵的启动停止信号、有功功率的值和智能水表的总进水量Zt来计算当天累计漏水量Δt；
最后，一方面，将数据存入数据库，即定时将计算后的当天累计漏水量Δt存储入数据库，为用户修正预设的经验漏水阈值Δst的数值提供依据，用户可以根据数据库输出的数据来修正经验漏水阈值Δst，另一方面，判断是否存在漏水异常情况，即定时将当天累计漏水量Δt与预设的经验漏水阈值Δst进行比较判断，若Δt＞Δst，即存在漏水异常情况，则显示报警信息。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于：所述的计算当天累计漏水量Δt的计算公式为：
当天累计漏水量Δt＝当天累计排水量Qt-当天累计进水量Yt*排水系数Φ，其中：
当天累计排水量Qt＝Qt-1+排水泵有功功率/额定功率×额定流量×排水泵运行时间，其中：
t为大于等于1的自然数，Q0＝0；
额定功率、额定流量为排水泵的额定参数，由排水泵生产企业给定；
排水泵运行时间＝时间段(t-1)～t期间排水泵累计启动运行的时间；
当天累计进水量Yt＝Zt-Z0，其中，Z0为0时刻采集到的智能水表总进水量的值，t为大于等于1的自然数；
排水系数Φ为0.7～1.1。
6.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于：所述的预设的经验漏水阈值Δst可通过数据库中存储的当天累计漏水量Δt的历史数据自动或手动修正，即首先运用存储在数据库中的当天累计漏水量Δt历史数据统计计算出t时刻当天累计漏水量Δt的平均值Δt和标准差δt，然后将所述平均值Δt与若干倍标准差δt之和设定为t时刻的预设的经验漏水阈值Δst。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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