CN108287495A - 基于物联网的铁路防灾监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于物联网的铁路防灾监控系统及方法，该系统包括物联网防灾监控管理平台、分布设置在铁路沿线的防灾监测装置和与所述物联网防灾监控管理平台无线通信的智能手持终端；所述防灾监测装置包括防灾数据采集模块、GPS定位模块、NB‑IOT物联网传输模块、微处理器和用于提供电源的电源管理模块；所述微处理器分别连接所述防灾数据采集模块、GPS定位模块和所述NB‑IOT物联网传输模块，将所述防灾数据采集模块采集的防灾数据和GPS定位数据通过NB‑IOT物联网上传至所述物联网防灾监控管理平台；所述物联网防灾监控管理平台实时监控铁路沿线灾害状态和进行防灾报警。
Description
技术领域
本发明涉及铁路防灾监控领域，具体涉及一种基于物联网的铁路防灾监控系统及方法。
背景技术
大风、暴雨、大雪、地震等灾害以及落物等突发事件具有突发性、不可预测性和巨大的破坏性。在列车运行速度达到200KM/h以上时，哪怕是较小的灾害也可能会导致危害国家财产和旅客生命安全的重大事故。在高速铁路较为发达的法国、德国、日本等国，均在高速铁路建设的前期就开始规划并建设铁路自然灾害及异物侵限监测系统，以防止或减轻自然灾害和突发事件对高速铁路行车安全的危害。因此，开展铁路自然灾害及异物侵限监测系统的研究与开发，对保障高速列车运行安全具有重大的经济意义和社会意义。
铁路自然灾害及异物侵限监测系统可以对危及列车运行安全的自然灾害（如风、雨、雪、地震等）、突发事件（如异物侵限）等进行实时监测，并采集、汇总各类监测设备的监测信息，实现监测信息分布获取、集中管理、综合运用，提供及时准确的灾害报警和预警功能，依据灾害严重程度立即采取相应紧急处置措施，防止或减轻因灾害引发的损失，避免次生灾害，并为调整运行计划，下达行车管制、抢险救援、维修等工作提供数据基础依据，是铁路运输系统中不可缺少的重要技术保障。
但是，目前的铁路防灾安全监控系统在安全性、可靠性、稳定性方面还有待提高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种基于物联网的铁路防灾监控系统，本发明还提供了基于该系统的防灾监控方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于物联网的铁路防灾监控系统，该系统包括物联网防灾监控管理平台、分布设置在铁路沿线的防灾监测装置和与所述物联网防灾监控管理平台无线通信的智能手持终端；
所述防灾监测装置包括防灾数据采集模块、GPS定位模块、NB-IOT物联网传输模块、微处理器和用于提供电源的电源管理模块；所述微处理器分别连接所述防灾数据采集模块、GPS定位模块和所述NB-IOT物联网传输模块，将所述防灾数据采集模块采集的防灾数据和GPS定位数据通过NB-IOT物联网上传至所述物联网防灾监控管理平台；
所述物联网防灾监控管理平台接收并存储所述防灾数据和所述GPS定位数据，根据所述防灾数据和所述GPS定位数据实时监控铁路沿线灾害状态和进行防灾报警。
基于上述，所述防灾数据采集模块包括风力计、雨量计、倾角传感器、孔缝水压力计、土压力计、位移传感器、雪量计和强震动传感器中的一种或多种组合。
基于上述，所述微处理器采用STM32系列单片机，所述NB-IOT物联网传输模块采用BC95模块。
基于上述，所述电源管理模块采用UPS不间断电源。
基于上述，所述物联网防灾监控管理平台包括数据集中处理单元和与所述数据集中处理单元分别连接的NB-IOT传输单元、数据采集处理单元、地理化呈现单元、查询单元、数据存储单元和查询数据下发单元。
基于上述，智能手持终端包括调度终端、工务终端和维护终端。
一种使用所述基于物联网的铁路防灾监控系统的防灾监控方法，包括以下步骤：
1）通过所述防灾数据采集模块实时采集防灾数据，通过所述GPS定位模块的实时发送灾害事故的GPS定位数据；
2）采集的实时防灾数据通过NB-IOT物联网络传送给所述物联网防灾监控管理平台进行分析处理；
3）当监测到灾害即将发生时，所述物联网防灾监控管理平台进行防灾报警，并给出具体的灾害发生地点。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体地说，本发明具有以下优点：
本发明通过应用NB-IOT物联网技术采集防灾数据，无需人员现场采集；集成采集终端，无需调测即可连接NB-IOT网络实现数据上传。信息交互传输基于NB-IOT物联网网络，物联网防灾监控管理平台实时监控铁路沿线灾害情况，灾情发生后，防灾监测装置通过NB-IOT网络实时向物联网防灾监控管理平台上发报警，物联网防灾监控管理平台通过智能手持终端等方式及时通告维护人员等。物联网防灾监控管理平台实现可视化地图化，维护人员手机APP化，完整记录保存历史数据和报警事件，以供查询。实现全天候、全天时、自动化监测，及时发现安全隐患并预警，无需人工巡检，大幅降低人力成本。
附图说明
图1为本发明系统结构框图。
图2为本发明物联网防灾监控管理平台的结构框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种基于物联网的铁路防灾监控系统，该系统包括物联网防灾监控管理平台、分布设置在铁路沿线的防灾监测装置和与所述物联网防灾监控管理平台无线通信的智能手持终端；所述防灾监测装置包括防灾数据采集模块、GPS定位模块、NB-IOT物联网传输模块、微处理器和用于提供电源的电源管理模块；所述微处理器分别连接所述防灾数据采集模块、GPS定位模块和所述NB-IOT物联网传输模块，将所述防灾数据采集模块采集的防灾数据和GPS定位数据通过NB-IOT物联网上传至所述物联网防灾监控管理平台；所述物联网防灾监控管理平台接收并存储所述防灾数据和所述GPS定位数据，根据所述防灾数据和所述GPS定位数据实时监控铁路沿线灾害状态和进行防灾报警。
具体的，所述防灾数据采集模块包括风力计、雨量计、倾角传感器、孔缝水压力计、土压力计、位移传感器、雪量计和强震动传感器中的一种或多种组合。所述微处理器采用STM32系列单片机，所述NB-IOT物联网传输模块采用BC95模块。所述电源管理模块采用UPS不间断电源。
本发明中，所述微处理器负责收集防灾数据采集模块的各传感器状态信息，通过将传感器的数据与设定阀值进行对比，来灾害是否发生，进而向所述物联网防灾监控管理平台上报告警信息。所述微处理器通过NB-IOT模块将告警信息上报到所述物联网防灾监控管理平台，同时物联网防灾监控管理平台也可以通过NB-IOT传输模块向所述微处理器下发指令，实现对于防灾数据的实时读取。
本发明的防灾监控方法，包括以下步骤：
1）通过所述防灾数据采集模块实时采集防灾数据，通过所述GPS定位模块的实时发送灾害事故的GPS定位数据；
2）采集的实时防灾数据通过NB-IOT物联网络传送给所述物联网防灾监控管理平台进行分析处理；
3）当监测到灾害即将发生时，所述物联网防灾监控管理平台进行防灾报警，并给出具体的灾害发生地点。
如图2所示，所述物联网防灾监控管理平台包括数据集中处理单元和与所述数据集中处理单元分别连接的NB-IOT传输单元、数据采集处理单元、地理化呈现单元、查询单元、数据存储单元和查询数据下发单元。所述物联网防灾监控管理平台负责对所有防灾监测装置的信息进行采集和存储管理，并通过地理化呈现单元进行地图或报表等多种方式呈现，利于监控人员对于防灾数据的监控和管理。
为了便于管理，本发明系统设置与所述物联网防灾监控管理平台无线通信连接的智能手持终端，如智能手机。维护人员等利用智能手机，可以随时随地查看负责工务段铁路的实时状态，同时，所述物联网防灾监控管理平台会将灾害的告警信息第一时间通过手机APP和短信两种方式及时通知维护人员，保证灾害事故处理的及时性。其中，智能手持终端包括调度终端、工务终端和维护终端。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (7)
1.一种基于物联网的铁路防灾监控系统，其特征在于：该系统包括物联网防灾监控管理平台、分布设置在铁路沿线的防灾监测装置和与所述物联网防灾监控管理平台无线通信的智能手持终端；
所述防灾监测装置包括防灾数据采集模块、GPS定位模块、NB-IOT物联网传输模块、微处理器和用于提供电源的电源管理模块；所述微处理器分别连接所述防灾数据采集模块、GPS定位模块和所述NB-IOT物联网传输模块，将所述防灾数据采集模块采集的防灾数据和GPS定位数据通过NB-IOT物联网上传至所述物联网防灾监控管理平台；
所述物联网防灾监控管理平台接收并存储所述防灾数据和所述GPS定位数据，根据所述防灾数据和所述GPS定位数据实时监控铁路沿线灾害状态和进行防灾报警。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的铁路防灾监控系统，其特征在于：所述防灾数据采集模块包括风力计、雨量计、倾角传感器、孔缝水压力计、土压力计、位移传感器、雪量计和强震动传感器中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的铁路防灾监控系统，其特征在于：所述微处理器采用STM32系列单片机，所述NB-IOT物联网传输模块采用BC95模块。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的铁路防灾监控系统，其特征在于：所述电源管理模块采用UPS不间断电源。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的铁路防灾监控系统，其特征在于：所述物联网防灾监控管理平台包括数据集中处理单元和与所述数据集中处理单元分别连接的NB-IOT传输单元、数据采集处理单元、地理化呈现单元、查询单元、数据存储单元和查询数据下发单元。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的铁路防灾监控系统，其特征在于：智能手持终端包括调度终端、工务终端和维护终端。
7.一种使用权利要求1所述基于物联网的铁路防灾监控系统的防灾监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）通过所述防灾数据采集模块实时采集防灾数据，通过所述GPS定位模块的实时发送灾害事故的GPS定位数据；
2）采集的实时防灾数据通过NB-IOT物联网络传送给所述物联网防灾监控管理平台进行分析处理；
3）当监测到灾害即将发生时，所述物联网防灾监控管理平台进行防灾报警，并给出具体的灾害发生地点。
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