CN106679626B - 一种通信铁塔倾斜与倒塌实时监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信铁塔倾斜与倒塌实时监测方法及系统。其系统包含包括实时采集数据并判断传感器是否正常模块、显示数据模块和判断铁塔是否出现倾倒及告警模块。实时采集数据并判断传感器是否正常模块：实时收集倾角数据并判断倾角传感器可以是否正常采集数据；显示数据模块为可选模块，根据所采用的不同倾角传感器绘制不同倾角显示图并将实时数据放入其中进行显示；判断铁塔是否出现倾倒及告警模块：根据倾角数据是否超过倾倒临界值及连续倾角数据的变化趋势判断铁塔是否倾倒。本发明的方法及系统解决了实时监测铁塔是否出现倾斜以及倒塌的技术问题。

Description

一种通信铁塔倾斜与倒塌实时监测方法及系统

技术领域

本发明属于通信铁塔维护技术领域，特别是涉及一种通信铁塔倾斜与倒塌实时监测方法及系统。

背景技术

目前通信铁塔主要由人工进行检测和维护，不能实时监测铁塔是否出现倾斜甚至倒塌。为此提出一种通信铁塔倾斜与倒塌实时监测方法及系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实时监测铁塔是否出现倾斜以及倒塌的问题，提出一种通信铁塔倾斜与倒塌实时监测方法及系统。

本发明涉及的基于物联网的铁塔系统应用场景，如图1所示。在通信铁塔固定位置安装传感器设备，传感器采集铁塔相关参数并通过通信模块传输至系统数据库，系统对传感数据进行保存和处理，客户端与系统交互获得所需信息。

基于物联网的铁塔系统的整体系统架构如图2所示。系统硬件部分包括通信铁塔本身、安装在塔身上的传感设备，传感设备的通信模块与系统进行实时通信；系统软件部分包括系统数据库、数据处理平台、数据管理发布平台，其中系统数据库接收来自传感设备的传感数据并保存所有系统日志，数据处理平台调取系统数据库中的数据进行处理和分析，数据管理发布平台接收数据处理平台的数据处理结果和系统数据库中的相应记录进行管理和发布；系统应用平台包括后台管理设备和客户端，后台管理设备包括但不限于工作站、电脑等设施，客户端包括但不限于APP、微信、Html网页等形式；本系统的应用人员包括但不限于管理人员和维护人员，其接口分别为后台管理设备和客户端。

本发明的实现依托上述应用场景和系统架构，在通信铁塔相应位置安装倾角传感器检测铁塔倾角数据(倾角数据是指铁塔的中轴线与垂线的夹角)，通过实时数据采集和分析实现通信铁塔垂直度的实时监测。

本发明提出的通信铁塔倾斜与倒塌实时监测系统，包括实时采集数据并判断传感器是否正常模块、显示数据模块、判断铁塔是否出现倾倒及告警模块。其中，显示数据模块为可选模块。

1、实时采集数据并判断传感器是否正常模块：倾角传感器实时采集铁塔的倾角数据，通过通信模块发送至系统数据库存储。系统收集倾角传感器采集的数据，如果没有收集到倾角数据，则判定此时倾角传感器出现问题，发布传感器故障告警；如果收集到倾角数据，则将该倾角数据记为D_i(i的初始值为0)，进入判断铁塔是否出现倾倒并告警模块。

2、显示数据模块：系统将该倾角数据D_i添加至倾角显示图中(倾角显示图可以是圆盘图、曲线图或点线图等多种类型)。

3、判断铁塔是否出现倾倒并告警模块：判断D_i是否小于H(H为系统事先设定的倾倒临界值)，如果D_i<H，则判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝0并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块；否则判断i是否小于1，如果i<1，则令i＝i+1并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块，否则比较D_i与D_i-1的大小。如果D_i＝D_i-1则系统判定此时铁塔已倒塌，发布铁塔倒塌告警；如果D_i>D_i-1则系统判定此时铁塔正在倾倒，发布铁塔正在倾倒告警，令i＝i+1并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块；如果D_i<D_i-1则系统判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝i+1并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块。

通信铁塔倾斜与倒塌实时监测系统的系统框图，如图3所示。

本发明的通信铁塔倾斜与倒塌实时监测方法的实施基础是倾角传感器实时采集铁塔的倾角数据(倾角数据是指铁塔的中轴线与垂线的夹角)，通过通信模块发送至系统数据库存储。该方法按如下步骤实现垂直度检测：

步骤1、设置初始值。

系统设置参数i(初始值为0)、倾倒临界值H。

步骤2、实时采集数据并判断传感器是否正常。

系统收集倾角传感器采集的数据，如果没有收集到倾角数据，则判定此时倾角传感器出现问题，发布传感器故障告警；如果收集到倾角数据，则将该倾角数据记为D_i(i的初始值为0)，进入步骤3。

步骤3、判断铁塔是否出现倾倒及告警。

判断D_i是否小于H，如果D_i<H，则判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝0并返回步骤2；否则判断i是否小于1，如果i<1，则令i＝i+1并返回步骤2，否则比较D_i与D_i-1的大小，如果D_i＝D_i-1则系统判定此时铁塔已倒塌，发布铁塔倒塌告警；如果D_i>D_i-1则系统判定此时铁塔正在倾倒，发布铁塔正在倾倒告警，令i＝i+1并返回步骤2；如果D_i<D_i-1则系统判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝i+1并返回步骤2。

本发明的方法及系统具有的优点是：通过对铁塔倾角参数的实时监测，能够发现铁塔倾角相关的不同问题并进行告警，尤其是铁塔正在倾倒和已经倒塌等严重问题，有助于实时发现铁塔的倾斜问题。

附图说明

图1是本发明的应用场景示意图；

图2是本发明的应用场景整体系统架构图；

图3是本发明的系统框图；

图4是本发明的方法流程图；

图5是本发明实施例的倾角传感数据圆盘图；

图6是本发明实施例的倾角传感数据点线显示图。

具体实施方式

下面对本发明优选实施例作详细说明。

本发明涉及的基于物联网的铁塔系统应用场景，如图1所示。在通信铁塔固定位置安装传感器设备，传感器采集铁塔相关参数并通过通信模块发送至系统数据库，系统对传感数据进行保存和处理，客户端与系统交互获得所需信息。

基于物联网的铁塔系统的整体系统架构如图2所示。系统硬件部分包括通信铁塔本身、安装在塔身上的传感设备，传感设备的通信模块与系统进行实时通信；系统软件部分包括系统数据库、数据处理平台、数据管理发布平台，其中系统数据库接收来自传感设备的传感数据并保存所有系统日志，数据处理平台调取系统数据库中的数据进行处理和分析，数据管理发布平台接收数据处理平台的数据处理结果和系统数据库中的相应记录进行管理和发布；系统应用平台包括后台管理设备和客户端，后台管理设备包括但不限于工作站、电脑等设施，客户端包括但不限于APP、微信、Html网页等形式；本系统的应用人员包括但不限于管理人员和维护人员，其接口分别为后台管理设备和客户端。

本发明的实现依托上述应用场景和系统架构，在通信铁塔相应位置安装倾角传感器检测铁塔倾角数据(倾角数据是指铁塔的中轴线与垂线的夹角)，通过实时数据采集和分析实现通信铁塔倾斜与倒塌的实时监测。本发明实施例实现如下：

本实施例中通信铁塔倾斜与倒塌实时监测系统，包括实时采集数据并判断传感器是否正常模块、显示数据模块、判断铁塔是否出现倾倒并告警模块。其中，显示数据模块为可选模块。

1、实时采集数据并判断传感器是否正常模块：倾角传感器实时采集铁塔的倾角数据，通过通信模块发送至系统数据库存储。系统收集倾角传感器采集的数据，如果没有收集到倾角数据，则判定此时倾角传感器出现问题，发布传感器故障告警；如果收集到倾角数据，则将该倾角数据记为D_i(i的初始值为0)，进入显示数据模块。本实施例中，倾角传感器实时监测铁塔倾角数据，系统检测某年某月某日13:20时的传感器数据，此时传感器数据为0.3°，即此时倾角传感器正常无故障，记D₀＝0.3°，进入显示数据模块。

2、显示数据模块：系统将该倾角数据D_i添加至倾角显示图中(倾角显示图可以采用圆盘图、曲线图或点线图等多种类型)。如果使用三轴陀螺仪作为倾角传感器，则检测的倾角数据包含三维坐标，可以形成俯视的圆盘图(如图5所示的圆盘图，其包含倾角数据及倾斜方向数据)；如果使用双轴陀螺仪作为倾角传感器，则检测的倾角数据为检测点与垂线的夹角，可以形成点线图。本实施例中，在二维坐标轴显示倾角传感数据的点线图，将D₀＝0.3°显示在点线图中，如图6所示，横坐标为倾角值，纵坐标为时刻值。

3、判断铁塔是否出现倾倒并告警模块：判断D_i是否小于H(H为系统事先设定的倾倒临界值)，如果D_i<H，则判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝0并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块；否则判断i是否小于1，如果i<1，则令i＝i+1并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块，否则比较D_i与D_i-1的大小。如果D_i＝D_i-1则系统判定此时铁塔已倒塌，发布铁塔倒塌告警；如果D_i>D_i-1则系统判定此时铁塔正在倾倒，发布铁塔正在倾倒告警，令i＝i+1并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块；如果D_i<D_i-1则系统判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝i+1并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块。本实施例中，H＝10°，D₀＝0.3°<H，所以判定铁塔没有出现倾倒，令i＝0并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块。下一次检测倾角传感数据得到D₀＝10.5°、D₁＝20°，均显示在如图6所示的点线图中。此时i＝1，且D₁＝20>D₀＝10.5°，则系统判定此时铁塔正在倾倒，发布铁塔正在倾倒告警，令i＝i+1并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块。

本发明的通信铁塔倾斜与倒塌实时监测方法的实施基础是倾角传感器实时采集铁塔的倾角数据(倾角数据是指铁塔的中轴线与垂线的夹角)，通过通信模块发送至系统数据库存储。该方法实施例按如下步骤实现：

步骤1、设置初始值。

系统设置参数i(初始值为0)、倾倒临界值H。本实施例中，H＝10°。

步骤2、实时采集数据并判断传感器是否正常。

倾角传感器实时采集铁塔的倾角数据，通过通信模块发送至系统数据库存储。系统收集倾角传感器采集的数据，如果没有收集到倾角数据，则判定此时倾角传感器出现问题，发布传感器故障告警；如果收集到倾角数据，则将该倾角数据记为D_i(i的初始值为0)，进入步骤3。本实施例中，倾角传感器实时监测铁塔倾角数据，系统检测13:20时的传感器数据，此时传感器数据为0.3°，即此时倾角传感器正常无故障，记D₀＝0.3°，进入步骤3。

步骤3、显示数据。(可选步骤)

系统将该倾角数据D_i添加至倾角显示图中(倾角显示图可以采用圆盘图、曲线图、点线图等多种类型)。如果使用三轴陀螺仪作为倾角传感器，则检测的倾角数据包含三维坐标，可以形成俯视的圆盘图(如图5所示的圆盘图，其包含倾角数据及倾斜方向数据)，如果使用双轴陀螺仪作为倾角传感器，则检测的倾角数据为检测点与垂线的夹角，可以形成点线图。本实施例中，在二维坐标轴显示倾角传感数据的点线图，将D₀＝0.3°显示在点线图中，如图6所示，横坐标为倾角值，纵坐标为时刻值。

步骤4、判断铁塔是否出现倾倒。

判断D_i是否小于H，如果D_i<H，则判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝0并返回步骤2；否则判断i是否小于1，如果i<1，则令i＝i+1并返回步骤2，否则比较D_i与D_i-1的大小。如果D_i＝D_i-1则系统判定此时铁塔已倒塌，发布铁塔倒塌告警；如果D_i>D_i-1则系统判定此时铁塔正在倾倒，发布铁塔正在倾倒告警，令i＝i+1并返回步骤2；如果D_i<D_i-1则系统判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝i+1并返回步骤2。本实施例中，H＝10°，D₀＝0.3°<H，所以判断铁塔没有出现倾倒，令i＝0并返回步骤2。下一次检测倾角传感数据得到D₀＝10.5°、D₁＝20°，均显示在如图6所示的点线图中。此时i＝1，且D₁＝20>D₀＝10.5°，则系统判定此时铁塔正在倾倒，发布铁塔正在倾倒告警，令i＝i+1并返回步骤2。

当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种通信铁塔倾斜与倒塌实时监测系统，其特征在于包括实时采集数据并判断传感器是否正常模块和判断铁塔是否出现倾倒及告警模块；

所述实时采集数据并判断传感器是否正常模块：倾角传感器实时采集铁塔的倾角数据，通过通信模块发送至系统数据库存储；系统收集倾角传感器采集的数据，如果没有收集到倾角数据，则判定此时倾角传感器出现问题，发布传感器故障告警；如果收集到倾角数据，则将该倾角数据记为D_i，其中i的初始值为0，进入判断铁塔是否出现倾倒及告警模块；

所述判断铁塔是否出现倾倒及告警模块：判断D_i是否小于H，其中H为系统事先设定的倾倒临界值，如果D_i<H，则判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝0并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块；否则判断i是否小于1；如果i<1，则令i＝i+1并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块，否则比较D_i与D_i-1的大小，如果D_i＝D_i-1则系统判定此时铁塔已倒塌，发布铁塔倒塌告警；如果D_i>D_i-1则系统判定此时铁塔正在倾倒，发布铁塔正在倾倒告警，令i＝i+1并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块；如果D_i<D_i-1则系统判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝i+1并返回实时采集数据并判断传感器是否正常模块。

2.一种通信铁塔倾斜与倒塌实时监测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、设置初始值；系统设置参数i的初始值为0；设置倾倒临界值H；

步骤2、实时采集数据并判断传感器是否正常；系统收集倾角传感器采集的数据，如果没有收集到倾角数据，则判定此时倾角传感器出现问题，发布传感器故障告警；如果收集到倾角数据，则将该倾角数据记为D_i，进入步骤3；

步骤3、判断铁塔是否出现倾倒及告警；判断D_i是否小于H，其中H为系统事先设定的倾倒临界值，如果D_i<H，则判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝0并返回步骤2，否则判断i是否小于1；如果i<1，则令i＝i+1并返回步骤2，否则比较D_i与D_i-1的大小，如果D_i＝D_i-1则系统判定此时铁塔已倒塌，发布铁塔倒塌告警；如果D_i>D_i-1则系统判定此时铁塔正在倾倒，发布铁塔正在倾倒告警，令i＝i+1并返回步骤2；如果D_i<D_i-1则系统判定此时铁塔没有出现倾倒，令i＝i+1并返回步骤2。