CN107907166A - 一种地下管廊安全监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地下管廊安全监控系统，包括数据采集器、远程监控系统、至少一套综合地面振动监测单元，综合地面振动监测单元包括荷重传感器、多功能测振传感器系统、倾角与沉降传感器集成系统，荷重传感器设于地下管廊的上部管壁外侧面，多功能测振传感器系统设于地下管廊的上部管壁内侧面，倾角与沉降传感器集成系统设于地下管廊的中部或下部管壁内侧面，荷重传感器、倾角与沉降传感器集成系统分别与多功能测振传感器系统电气连接，多功能测振传感器系统、倾角与沉降传感器集成系统分别与数据采集器电气连接，数据采集器与远程监控系统无线通信连接，其能够对地下管廊的振动、土压、沉降、倾斜状态进行实时监测、在线诊断。
Description
技术领域
本发明涉及管廊管理技术领域，尤其涉及一种地下管廊安全监控系统。
技术背景
地下管廊，是指地下城市管道综合通道，将电力、通讯、燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，是保障城市运行的重要基础设施。它是实施统一规划、设计、施工和维护，建于城市地下用于铺设市政公用管线的市政公用设施。由于地下管廊包括了城市运行的许多要素，其自身安全的重要性不言而喻。
地下管廊建设不可避免的穿过许多公路、铁路和地质状况复杂的地基。重载汽车或火车通过时会产生强烈的地基振动，振动加速度值的大小，与重载汽车或火车的载重量和速度成正比，会影响地基的稳定性。日积月累，有可能导致其下方的地下管廊上方产生塌陷、沉降等危害管廊安全的地质灾害。因此，实时监控这部分地下管廊自身的安全状态，以便采取各种必要措施保障地下廊道的安全是非常必要的。
目前，现有技术无法对穿过公路、铁路的地下管廊的振动、土压、沉降、倾斜状态进行实时监测、在线诊断，技术人员无法在地面动荷载威胁地下管廊安全前及时处理。
发明内容
本发明提供了一种地下管廊安全监控系统。
本发明的目的是解决现有技术无法对地下管廊的振动、土压、沉降、倾斜状态进行实时监测、在线诊断，技术人员无法在地面动荷载威胁地下管廊安全前及时处理的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种地下管廊安全监控系统，包括数据采集器、远程监控系统、至少一套综合地面振动监测单元，所述综合地面振动监测单元包括在地下管廊的同一横截面上安装一个荷重传感器、一套多功能测振传感器系统、一套倾角与沉降传感器集成系统，所述荷重传感器设于地下管廊的上部管壁外侧面，所述多功能测振传感器系统设于地下管廊的上部管壁内侧面，所述倾角与沉降传感器集成系统设于地下管廊的中部或下部管壁内侧面，所述荷重传感器与多功能测振传感器系统电气连接，所述倾角与沉降传感器集成系统与多功能测振传感器系统电气连接，所述多功能测振传感器系统、倾角与沉降传感器集成系统分别与数据采集器电气连接，所述数据采集器与远程监控系统无线通信连接。
优选的，所述综合地面振动监测单元可以根据被监测地下管廊的长度安装N套，N≥1，这N套综合地面振动监测单元的多功能测振传感器系统均通过RS485串行电路串联在一起，并与数据采集器相连；这N套综合地面振动监测单元的倾角与沉降传感器集成系统均通过RS485串行电路和液体管道串联在一起，并与数据采集器相连。
本发明的有益效果是：本发明所述的地下管廊安全监控系统能够对地下管廊的振动、土压、沉降、倾斜状态进行实时监测、在线诊断，技术人员能够在地面动荷载威胁地下管廊安全前及时处理，为工程技术人员监控地下管线的安全性提供了良好的监测手段。
附图说明
图1为本发明地下管廊安全监控系统的结构示意图。
图2为图1的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
如图所示，提供了本发明地下管廊安全监控系统的实施例，地下管廊安全监控系统被安装在上方有公路、铁路穿过的地下管廊部分。地下管廊安全监控系统包括数据采集器3、远程监控系统4、至少一套综合地面振动监测单元，所述综合地面振动监测单元包括荷重传感器7、多功能测振传感器系统1、倾角与沉降传感器集成系统2，所述荷重传感器7设于地下管廊6的上部管壁外侧面，所述多功能测振传感器系统1设于地下管廊6的上部管壁内侧面，所述倾角与沉降传感器集成系统2设于地下管廊6的中部或下部管壁内侧面，所述荷重传感器7与多功能测振传感器系统1电气连接，所述倾角与沉降传感器集成系统2与多功能测振传感器系统1通过同步电缆电气连接，所述多功能测振传感器系统1、倾角与沉降传感器集成系统2分别与数据采集器3电气连接，所述数据采集器3与远程监控系统4无线通信连接。
所述综合地面振动监测单元有N套，N≥1，这N套综合地面振动监测单元的多功能测振传感器系统1均通过RS485串行电路串联在一起，并与数据采集器3相连；这N套综合地面振动监测单元的倾角与沉降传感器集成系统2均通过RS485串行电路和液体管道串联在一起，并与数据采集器3相连。
所述荷重传感器7、多功能测振传感器系统1、倾角与沉降传感器集成系统2分别位于地下管廊6的同一管壁横截面上，如图2所示。
荷重传感器7用于采集地下管廊上部的覆土层压力。多功能测振传感器系统1用于采集地下管廊的振动数据。倾角与沉降传感器集成系统2用于采集地下管廊自身的沉降和倾斜数据。
地下管廊安全监控系统的工作过程如下。
地下管廊安全监控系统开始监控工作时，远程监控系统4向所有多功能测振传感器系统1发出振动监控起始加速度值，任一多功能测振传感器系统1在监测到高于起始加速度值的振动参数时起，开始采样并记录实时振动参数；同时，多功能测振传感器系统1通过同步电缆向对应的倾角与沉降传感器集成系统2发出同步检测信号，使倾角与沉降传感器集成系统2开始检测并记录地下管廊6振动时期的倾角与沉降参数；同时，多功能测振传感器系统1通过电缆控制荷重传感器7检测上覆土层5的载荷信号，采集地下管廊6上部的压力参数，这一过程持续到振动信号结束为止。
多功能测振传感器系统1将测得的振动信号进行计算分析，可以得到时域的有量纲值：方根值、峰值、均值和方差，无量纲值：峰值因数、峭度、脉冲因子、波形因子和裕度因子，频域分析的重心频率、均方频率、均方根频率、频率方差、频率标准差等振动参数，可将这些数据打包处理，汇同荷重传感器7所采集的载荷参数一起传输给数据采集器3。
同时，倾角与沉降传感器集成系统2将倾角与沉降参数传输给数据采集器3。
数据采集器3将各个综合地面振动监测单元提供的振动、压力、倾角和沉降参数汇总，打包传输给远程监控系统4中的专家分析软件。
远程监控系统4在收到数据采集器3采集到的振动、土压、倾角与沉降信号后，在屏幕上以图形坐标的方式显示这些数值，并将这些数据输入到专家分析软件，对这些数据和以往的数据加以计算分析，以便得出对地下廊道自身安全保障有益的建议或结论。必要时，按专家系统设定的边界条件发出报警信号。
Claims (3)
1.一种地下管廊安全监控系统，其特征在于：包括数据采集器、远程监控系统、至少一套综合地面振动监测单元，所述综合地面振动监测单元包括荷重传感器、多功能测振传感器系统、倾角与沉降传感器集成系统，所述荷重传感器设于地下管廊的上部管壁外侧面，所述多功能测振传感器系统设于地下管廊的上部管壁内侧面，所述倾角与沉降传感器集成系统设于地下管廊的中部或下部管壁内侧面，所述荷重传感器与多功能测振传感器系统电气连接，所述倾角与沉降传感器集成系统与多功能测振传感器系统电气连接，所述多功能测振传感器系统、倾角与沉降传感器集成系统分别与数据采集器电气连接，所述数据采集器与远程监控系统无线通信连接。
2.根据权利要求1所述的地下管廊安全监控系统，其特征在于：所述综合地面振动监测单元有N套，N≥1，这N套综合地面振动监测单元的多功能测振传感器系统均通过RS485串行电路串联在一起，并与数据采集器相连；这N套综合地面振动监测单元的倾角与沉降传感器集成系统均通过RS485串行电路和液体管道串联在一起，并与数据采集器相连。
3.根据权利要求1所述的地下管廊安全监控系统，其特征在于：所述综合地面振动监测单元中，荷重传感器、多功能测振传感器系统、倾角与沉降传感器集成系统分别位于地下管廊的同一管壁横截面上。
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