CN108413936B - 一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法及系统 - Google Patents

一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法及系统，涉及塔体倾斜监测技术领域，该方法包括：S1、利用塔体监测装置对塔体以及塔体周围环境进行监测，获得塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息；S2、根据塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息，通过预警判断规则，判断塔体是否需要进行倾斜预警，若需要，则生成倾斜预警信息。本发明能够远程对塔体倾斜情况进行监测以及倾斜预判，为塔体维护工作提供帮助。

Description

一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法及系统
技术领域
本发明涉及塔体倾斜监测技术领域，具体涉及一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法及系统。
背景技术
目前铁塔倾斜监测主要通过维护人员人工巡检的方式进行，并按月对海量站点的检查情况进行统计，在统计完成后管理员进行数据分析，并指派代维人员对危险站点进行检修；
传统方法的数据采集以及数据分析过程均存在维护人员的主观干扰，故而上述传统方法无法对铁塔进行实时监测，无法进行准确的倾斜预判。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法及系统，能够远程对塔体倾斜情况进行监测以及倾斜预判，为塔体维护工作提供帮助。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法，所述方法包括以下步骤：
S1、利用塔体监测装置对塔体以及塔体周围环境进行监测，获得塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息；
S2、根据塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息，通过预警判断规则，判断塔体是否需要进行倾斜预警，若需要，则生成倾斜预警信息；
所述预警判断规则为：
当塔体周围风向与塔体倾斜方向相反时，认定需要进行倾斜预警；
当存在风向信息且塔体偏移量大于预设的塔体最大安全偏移量时，认定需要进行倾斜预警；
塔体状态分为复原状态、未复原状态，复原状态表示塔体进行维护后，塔体的倾斜情况得到了抑制，且其正逐渐回复正常状态，反之，未复原状态则用于表示塔体进行维护后，并未减缓原倾斜趋势，塔体的仍然处于逐渐倾斜状态，当塔体偏移量变化曲线符合未复原状态时，认定需要进行倾斜预警。
本发明对塔体以及塔体周围环境进行监测，并进行是否需要预警工作的判断，并进行数据传输，通过预警判断规则来进行是否需要倾斜预警的判断，以保障能够准确进行塔体倾斜监测，避免发生漏判，本方法获取准确的数据作为依据，能够远程对塔体倾斜情况进行监测以及倾斜预判，为塔体维护工作提供帮助。
在上述技术方案的基础上，所述塔体状态的判断过程如下：
以塔体偏移量变化曲线的峰值对应的时间为时间中点，截取一段曲线，判断该段曲线是否符合正态分布，若符合正态分布，则认定塔体处于复原状态；若不符合正态分布，则认定塔体处于未复原状态。
在上述技术方案的基础上，该方法步骤S2后还包括以下步骤：
S3、将倾斜预警信息发送至用于安排塔体维护工作的工单系统；
由于本发明在本质上是为塔体的日常维护工作起到辅助作用，而工单系统作为安排塔体维护工作的系统，其用于向进行塔体维护工作的工作人员发布工作安排，因此对工单系统进行倾斜预警信息的发布有助于日常塔体维护工作的开展。
在上述技术方案的基础上，所述塔体的高度超过50米时，所述塔体最大安全偏移量为塔高的0.5％；
根据不同的塔高设定不同的塔体最大安全偏移量，从而保证塔体倾斜监测的准确性。
在上述技术方案的基础上，所述塔体的高度为50米以下时，所述塔体最大安全偏移量为塔高的1％；
根据不同的塔高设定不同的塔体最大安全偏移量，从而保证塔体倾斜监测的准确性。
本发明还公开一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，所述系统包括：
监测单元，其用于对塔体以及塔体周围环境进行监测，获得塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息；
预警判断单元，其用于根据塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息，通过预警判断规则，判断塔体是否需要进行倾斜预警，若需要，则生成倾斜预警信息；
所述预警判断规则为：
当塔体周围风向与塔体倾斜方向相反时，认定需要进行倾斜预警；
当存在风向信息且塔体偏移量大于预设的塔体最大安全偏移量时，认定需要进行倾斜预警；
塔体状态分为复原状态、未复原状态，复原状态表示塔体进行维护后，塔体的倾斜情况得到了抑制，且其正逐渐回复正常状态，反之，未复原状态则用于表示塔体进行维护后，并未减缓原倾斜趋势，塔体的仍然处于逐渐倾斜状态，当塔体偏移量变化曲线符合未复原状态时，认定需要进行倾斜预警。
本基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，通过监测单元对塔体以及塔体周围环境进行监测，借助预警判断单元进行是否需要预警工作的判断，并借助数据传输单元进行数据传输，本系统获取准确的数据作为依据，对塔体倾斜情况进行监测以及倾斜预判，为塔体维护工作提供帮助。
在上述技术方案的基础上，所述塔体状态的判断过程如下：
以塔体偏移量变化曲线的峰值对应的时间为时间中点，截取一段曲线，判断该段曲线是否符合正态分布，若符合正态分布，则认定塔体处于复原状态；若不符合正态分布，则认定塔体处于未复原状态。
在上述技术方案的基础上，所述塔体的高度超过50米时，所述塔体最大安全偏移量为塔高的0.5％；
根据不同的塔高设定不同的塔体最大安全偏移量，从而保证塔体倾斜监测的准确性。
在上述技术方案的基础上，所述塔体的高度为50米以下时，所述塔体最大安全偏移量为塔高的1％；
根据不同的塔高设定不同的塔体最大安全偏移量，从而保证塔体倾斜监测的准确性。
在上述技术方案的基础上，所述系统还包括：
预警工单发布单元，其用于接收倾斜预警信息并将倾斜预警信息发送至用于安排塔体维护工作的工单系统；
由于本发明在本质上是为塔体的日常维护工作起到辅助作用，而工单系统作为安排塔体维护工作的系统，其用于向进行塔体维护工作的工作人员发布工作安排，因此对工单系统进行倾斜预警信息的发布有助于日常塔体维护工作的开展。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明能够远程对塔体倾斜情况进行监测以及倾斜预判，为塔体维护工作提供帮助。
(2)本发明通过预警判断规则中包含的多种情况来进行是否需要倾斜预警的判断，以保障能够准确进行塔体倾斜监测，避免发生漏判。
附图说明
图1为本发明实施例1中基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法的步骤框图；
图2为本发明实施例3中基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法的步骤框图；
图3为本发明实施例6中基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统的结构框图；
图4为本发明实施例6中基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统的监测单元的结构框图；
图5为本发明实施例10中基基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统的结构框图；
图中：1、监测单元；10、风速监测装置；11、塔体监测装置；2、预警判断单元；3、预警工单发布单元。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
实施例1
参见图1所示，本发明实施例提供一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法，该方法包括以下步骤：
S1、利用塔体监测装置对塔体以及塔体周围环境进行监测，获得塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息；
S2、根据塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息，通过预警判断规则，判断塔体是否需要进行倾斜预警，若需要，则生成倾斜预警信息；
预警判断规则为：
当塔体周围风向与塔体倾斜方向相反时，认定需要进行倾斜预警；
当存在风向信息且塔体偏移量大于预设的塔体最大安全偏移量时，认定需要进行倾斜预警；
塔体状态可分为复原状态以及未复原状态，此标准主要针对监测塔体为此前已经进行维护的塔体，用于表现其进行维护后，塔体倾斜情况的变化走向，复原状态表示塔体进行维护后，塔体的倾斜情况得到了抑制，且其正逐渐回复正常状态，反之，未复原状态则用于表示塔体进行维护后，并未减缓原倾斜趋势，即塔体的仍然处于逐渐倾斜状态；当塔体偏移量变化曲线符合未复原状态时，认定需要进行倾斜预警。
本发明对塔体以及塔体周围环境进行监测，并进行是否需要预警工作的判断，并进行数据传输，通过预警判断规则来进行是否需要倾斜预警的判断，以保障能够准确进行塔体倾斜监测，避免发生漏判，本方法获取准确的数据作为依据，能够远程对塔体倾斜情况进行监测以及倾斜预判，为塔体维护工作提供帮助。
其中，预警判断规则中，当塔体周围风向与塔体偏移方向相反时，则认定需要进行倾斜预警，由于正常状态下，塔体的在受周围风力影响会发生一定程度的倾斜，此倾斜若倾斜程度较小，则可视为塔体对周围环境进行的适应性改变，而当塔体周围风向与塔体偏移方向相反时，则证明塔体的倾斜并非由于长期风力影响导致，此倾斜情况需要进行关注并进行维护，因此需要进行倾斜预警。
本发明通过预警判断规则中包含的多种情况来进行是否需要倾斜预警的判断，以保障能够准确进行塔体倾斜监测，避免发生漏判。
实施例2
本发明实施例提供一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法，在实施例1的基础上，塔体状态的判断过程如下：
以塔体偏移量变化曲线的峰值对应的时间为时间中点，截取一段曲线，判断该段曲线是否符合正态分布，若不符合正态分布，则认定塔体处于未复原状态；
判断塔体偏移量变化曲线是否符合正态分布的方式为现有的常用判断方法，当塔体偏移量变化曲线符合正态分布时，则可认定正在监测的塔体此前进行过维护，且维护后塔体正逐渐复原，故而不用再进行倾斜预警，此方式主要用于对已经进行维护的塔体进行预警。
在此给出一种用于判断塔体偏移量变化曲线是否符合正态分布的方法：在此对塔体偏移量变化曲线获取其风偏度系数Skewness和峰度系数Kurtosis来进行判断：
偏度判断公式：
Figure BDA0001568434030000071
峰度判断公式：
Figure BDA0001568434030000072
g1表示偏度，g2表示峰度，通过计算g1和g2及其标准误σg1及σg2然后作U检验，两种检验同时得出U<U0.05＝1.96，即p>0.05的结论时，则该塔体偏移量变化曲线符合正态分布，即塔体复位性检查为“复原状态”，如果两种检验同时得出U>U0.05＝1.96，即p<0.05的结论时,则该塔体偏移量变化曲线不符合正态分布，即塔体复位性检查为“未复原状态”；
而根据需要还可采用其他正态分布的判断方式进行判断。
实施例3
参见图2所示，本发明实施例提供一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法，在实施例1的基础上，该方法步骤S2后还包括以下步骤：
S3、将倾斜预警信息发送至用于安排塔体维护工作的工单系统；
由于本发明在本质上是为塔体的日常维护工作起到辅助作用，而工单系统作为安排塔体维护工作的系统，其用于向进行塔体维护工作的工作人员发布工作安排，因此对工单系统进行倾斜预警信息的发布有助于日常塔体维护工作的开展。
实施例4
本发明实施例提供一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法，在实施例1的基础上，该方法中：
当塔高超过50米时，塔体最大安全偏移量为塔高的0.5％；
根据不同的塔高设定不同的塔体最大安全偏移量，从而保证塔体倾斜监测的准确性。
实施例5
本发明实施例提供一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法，在实施例1的基础上，该方法中：
当塔高为50米以下时，塔体最大安全偏移量为塔高的1％；
根据不同的塔高设定不同的塔体最大安全偏移量，从而保证塔体倾斜监测的准确性。
实施例6
参见图3、4所示，本发明实施例提供一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，系统包括：
监测单元1，其用于对塔体以及塔体周围环境进行监测，获得塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息；
预警判断单元2，其用于根据塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息，通过预警判断规则，判断塔体是否需要进行倾斜预警，若需要，则生成倾斜预警信息；
预警判断规则为：
当塔体周围风向与塔体倾斜方向相反时，认定需要进行倾斜预警；
当存在风向信息且塔体偏移量大于预设的塔体最大安全偏移量时，认定需要进行倾斜预警；
塔体状态可分为复原状态以及未复原状态，此标准主要针对监测塔体为此前已经进行维护的塔体，用于表现其进行维护后，塔体倾斜情况的变化走向，复原状态表示塔体进行维护后，塔体的倾斜情况得到了抑制，且其正逐渐回复正常状态，反之，未复原状态则用于表示塔体进行维护后，并未减缓原倾斜趋势，即塔体的仍然处于逐渐倾斜状态；当塔体偏移量变化曲线符合未复原状态时，认定需要进行倾斜预警。
本基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，通过监测单元对塔体以及塔体周围环境进行监测，借助预警判断单元进行是否需要预警工作的判断，并借助数据传输单元进行数据传输，本系统获取准确的数据作为依据，对塔体倾斜情况进行监测以及倾斜预判，为塔体维护工作提供帮助。
其中，预警判断规则中，当塔体周围风向与塔体偏移方向相反时，则认定需要进行倾斜预警，由于正常状态下，塔体的在受周围风力影响会发生一定程度的倾斜，此倾斜若倾斜程度较小，则可视为塔体对周围环境进行的适应性改变，而当当塔体周围风向与塔体偏移方向相反时，则证明塔体的倾斜并非由于长期风力影响导致，此倾斜情况需要进行关注并进行维护，因此需要进行倾斜预警。
需要说明的是，监测单元1以及预警判断单元2之间能够进行数据传输。
在本实施例中，该系统的监测单元1包括：
风速监测装置10，其用于监测塔体周围的风向信息；
塔体监测装置11，其用于监测塔体倾斜方向以及塔体偏移量，塔体监测装置11具有计时功能，还用于结合塔体偏移量生成塔体偏移量变化曲线；
借助风速监测装置对塔体周围情况进行监测，借助塔体监测装置对塔体自身情况进行监测，两者相结合，为塔体倾斜监测工作提供数据基础。
需要说明的是，监测单元1中的风速监测装置10、塔体监测装置11均与预警判断单元2能够进行数据传输。
实施例7
本发明实施例提供一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，在实施例5的基础上，该系统中塔体状态的判断过程如下：
以塔体偏移量变化曲线的峰值对应的时间为时间中点，截取一段曲线，判断该段曲线是否符合正态分布，若符合正态分布，则认定塔体处于复原状态；若不符合正态分布，则认定塔体处于未复原状态。
在此给出一种用于判断塔体偏移量变化曲线是否符合正态分布的方法：在此对塔体偏移量变化曲线获取其风偏度系数Skewness和峰度系数Kurtosis来进行判断：
偏度判断公式：
Figure BDA0001568434030000111
峰度判断公式：
Figure BDA0001568434030000112
g1表示偏度，g2表示峰度，通过计算g1和g2及其标准误σg1及σg2然后作U检验，两种检验同时得出U<U0.05＝1.96，即p>0.05的结论时，则该塔体偏移量变化曲线符合正态分布，即塔体复位性检查为“复原状态”，如果两种检验同时得出U>U0.05＝1.96，即p<0.05的结论时,则该塔体偏移量变化曲线不符合正态分布，即塔体复位性检查为“未复原状态”；
而根据需要还可采用其他正态分布的判断方式进行判断。
实施例8
本发明实施例提供一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，在实施例5的基础上，塔体的高度超过50米时，塔体最大安全偏移量为塔高的0.5％；
根据不同的塔高设定不同的塔体最大安全偏移量，从而保证塔体倾斜监测的准确性。
实施例9
本发明实施例提供一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，在实施例5的基础上，塔体的高度为50米以下时，塔体最大安全偏移量为塔高的1％；
根据不同的塔高设定不同的塔体最大安全偏移量，从而保证塔体倾斜监测的准确性。
实施例10
参见图5所示，本发明实施例提供一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，在实施例5的基础上，该系统还包括：
预警工单发布单元3，其用于接收倾斜预警信息并将倾斜预警信息发送至用于安排塔体维护工作的工单系统；
由于本发明在本质上是为塔体的日常维护工作起到辅助作用，而工单系统作为安排塔体维护工作的系统，其用于向进行塔体维护工作的工作人员发布工作安排，因此对工单系统进行倾斜预警信息的发布有助于日常塔体维护工作的开展。
需要说明的是，监测单元1、预警判断单元2以及预警工单发布单元3之间能够进行数据传输。
本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、利用塔体监测装置对塔体以及塔体周围环境进行监测，获得塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息；
S2、根据塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息，通过预警判断规则，判断塔体是否需要进行倾斜预警，若需要，则生成倾斜预警信息；
所述预警判断规则为：
当塔体周围风向与塔体倾斜方向相反时，认定需要进行倾斜预警；
当存在风向信息且塔体偏移量大于预设的塔体最大安全偏移量时，认定需要进行倾斜预警；
塔体状态分为复原状态、未复原状态，复原状态表示塔体进行维护后，塔体的倾斜情况得到了抑制，且其正逐渐回复正常状态，反之，未复原状态则用于表示塔体进行维护后，并未减缓原倾斜趋势，塔体的仍然处于逐渐倾斜状态，当塔体偏移量变化曲线符合未复原状态时，认定需要进行倾斜预警所述塔体状态的判断过程如下：
以塔体偏移量变化曲线的峰值对应的时间为时间中点，截取一段曲线，判断该段曲线是否符合正态分布，若符合正态分布，则认定塔体处于复原状态；若不符合正态分布，则认定塔体处于未复原状态；
所述塔体状态的判断过程包括：
对塔体偏移量变化曲线获取其风偏度系数Skewness和峰度系数Kurtosis来进行判断：
偏度判断公式：
Figure FDA0002785946800000021
峰度判断公式：
Figure FDA0002785946800000022
g1表示偏度，g2表示峰度，通过计算g1和g2及其标准误σg1及σg2然后作U检验，两种检验同时得出U<U0.05＝1.96，即p>0.05的结论时，则该塔体偏移量变化曲线符合正态分布，即塔体复位性检查为“复原状态”，如果两种检验同时得出U>U0.05＝1.96，即p<0.05的结论时,则该塔体偏移量变化曲线不符合正态分布，即塔体复位性检查为“未复原状态”。
2.如权利要求1所述的基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法，其特征在于，该方法步骤S2后还包括以下步骤：
S3、将倾斜预警信息发送至用于安排塔体维护工作的工单系统。
3.如权利要求1所述的基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法，其特征在于：所述塔体的高度超过50米时，所述塔体最大安全偏移量为塔高的0.5％。
4.如权利要求1所述的基于数据分析的塔体倾斜监测管理方法，其特征在于：
所述塔体的高度为50米以下时，所述塔体最大安全偏移量为塔高的1％。
5.一种基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，其特征在于，所述系统包括：
监测单元(1)，其用于对塔体以及塔体周围环境进行监测，获得塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息；
预警判断单元(2)，其用于根据塔体倾斜方向、塔体偏移量、塔体偏移量变化曲线、风向信息，通过预警判断规则，判断塔体是否需要进行倾斜预警，若需要，则生成倾斜预警信息；
所述预警判断规则为：
当塔体周围风向与塔体倾斜方向相反时，认定需要进行倾斜预警；
当存在风向信息且塔体偏移量大于预设的塔体最大安全偏移量时，认定需要进行倾斜预警；
塔体状态分为复原状态、未复原状态，复原状态表示塔体进行维护后，塔体的倾斜情况得到了抑制，且其正逐渐回复正常状态，反之，未复原状态则用于表示塔体进行维护后，并未减缓原倾斜趋势，塔体的仍然处于逐渐倾斜状态，当塔体偏移量变化曲线符合未复原状态时，认定需要进行倾斜预警；
所述塔体状态的判断过程如下：
以塔体偏移量变化曲线的峰值对应的时间为时间中点，截取一段曲线，判断该段曲线是否符合正态分布，若符合正态分布，则认定塔体处于复原状态；若不符合正态分布，则认定塔体处于未复原状态；
所述塔体状态的判断过程包括：
对塔体偏移量变化曲线获取其风偏度系数Skewness和峰度系数Kurtosis来进行判断：
偏度判断公式：
Figure FDA0002785946800000031
峰度判断公式：
Figure FDA0002785946800000032
g1表示偏度，g2表示峰度，通过计算g1和g2及其标准误σg1及σg2然后作U检验，两种检验同时得出U<U0.05＝1.96，即p>0.05的结论时，则该塔体偏移量变化曲线符合正态分布，即塔体复位性检查为“复原状态”，如果两种检验同时得出U>U0.05＝1.96，即p<0.05的结论时,则该塔体偏移量变化曲线不符合正态分布，即塔体复位性检查为“未复原状态”。
6.如权利要求5所述的基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，其特征在于：
所述塔体的高度超过50米时，所述塔体最大安全偏移量为塔高的0.5％。
7.如权利要求5所述的基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，其特征在于：
所述塔体的高度为50米以下时，所述塔体最大安全偏移量为塔高的1％。
8.如权利要求5所述的基于数据分析的塔体倾斜监测管理系统，其特征在于，所述系统还包括：
预警工单发布单元(3)，其用于接收倾斜预警信息并将倾斜预警信息发送至用于安排塔体维护工作的工单系统。
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