CN110160492B - 一种输电塔的倾斜监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种输电塔的倾斜监测方法及装置，包括：获取对应输电塔的三维动力学有限元模型，并对所述三维动力学有限元模型进行设定和初始化计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型；选取所述输电塔模型的初始监测点，对所述正常工作状态的输电塔模型加载不均匀沉降荷载，并对所述初始监测点进行倾斜量的敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点；根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取所述输电塔模型中所述最佳监测点的倾斜量预警值。采用该手段，解决了塔身整体倾斜难以测量的缺陷，同时采用局部预测，更加精准且便捷，可有效指示预测塔身整体的倾斜情况。

Description

一种输电塔的倾斜监测方法及装置

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种输电塔的倾斜监测方法及装置。

背景技术

铁塔倾斜量的监测基本思路是通过监测塔顶位移结合塔高计算来实现，从理论上讲，输电塔倾斜监测应监测其塔身的整体倾斜，但实现塔身整体倾斜的系统设计相对复杂。首先，塔顶位移需要使用GPS模块实现，在野外复杂天气情况下数据稳定性较差，而一般铁塔险情均是因台风、暴雨等极端天气引发，更要求系统的高稳定性；其次，塔顶设备的实际安装操作复杂，危险性较高，特别在高压、超高压输电塔，安装设备时人身安全难以保证；最后，塔高在无设计资料的情况下施测难度较大。综合来看，直接针对塔身倾斜量的监测系统不适宜用于野外复杂环境下长期实时监测。

传统技术在铁塔倾斜量实际监测中，一般直接使用倾斜仪进行输电塔特定组件倾斜量变化的监测，以此反映塔身整体的倾斜情况，此方案虽然解决了系统设计和实施的复杂性，但其监测点的选取和预警值的设定一般均根据相关规范对塔身整体倾斜量的预警要求进行，其存在如下缺陷：首先，输电塔特定组件的倾斜量变化不等于塔身整体倾斜量的变化，盲目使用规范的规定可能产生较大的误差，进而可能导致相应的安全隐患，其次，规范中的规定覆盖面较广，针对性较差，对于特定的塔型或特定的沉降下引起的输电塔倾斜的情况，没有相关的布设经验和标准可以借鉴或遵循，盲目布设传感器和设定预警值可能严重影响监测结果。

发明内容

本申请实施例提供一种输电塔的倾斜监测方法及装置，能够精确得出监测点处倾斜量的预警值，十分便捷。

本申请实施例的第一方面提供了一种输电塔的倾斜监测方法，包括：

获取对应输电塔的三维动力学有限元模型，并对所述三维动力学有限元模型进行设定和初始化计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型；

选取所述输电塔模型的初始监测点，并对所述初始监测点进行倾斜量的敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点；

根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取所述输电塔模型中所述最佳监测点的倾斜量预警值。

可选的，所述获取对应输电塔的三维动力学有限元模型，并对所述三维动力学有限元模型进行设定和初始化计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型，包括：

根据输电塔的设计图，建立对应所述输电塔的设计图的三维动力学有限元模型；

对所述三维动力学有限元模型进行边界条件设定，并进行导线找形计算以及输电塔内力计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型。

可选的，在所述根据输电塔的设计图，建立对应所述输电塔的设计图的三维动力学有限元模型之后，所述对所述三维动力学有限元模型进行边界条件设定，并进行导线找形计算以及输电塔内力计算之前，包括：

对所述三维动力学有限元模型计算并设置导线断裂准则、构件拉弯与压弯准则。

可选的，所述构件拉弯与压弯准则的计算公式为：

其中，A_n为净截面面积，W_nx、W_ny分别为对X轴和Y轴的净截面模量，M_x、M_y分别为X轴和Y轴方向所承受弯矩；γ_x、γ_y为截面塑性发展系数；N为轴向应力；f为构件许用最大应力。

可选的，所述选取所述输电塔模型的初始监测点，并对所述初始监测点进行倾斜量的敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点，包括：

从所述输电塔模型的塔身选取至少两个监测点作为所述初始监测点；

在所述输电塔模型的塔身支座处于不均匀沉降工况时，获取所述初始监测点中每个监测点的倾斜量变化值；

获取所述每个监测点对应倾斜量变化值的敏感度大小和鲁棒性大小；

选取所述敏感度大小大于第一阈值，且鲁棒性大小小于第二阈值的监测点作为所述最佳监测点。

进一步，所述敏感度大小的计算公式为：

其中，ΔA/A为初始监测点倾斜量的变动比率；ΔF/F为塔身整体倾斜量的变动比率。

进一步，所述鲁棒性大小的计算公式为：

其中，σ为初始监测点倾斜量相对上一状态变化量的标准差；μ为初始监测点倾斜量相对上一状态变化量Δ的数据平均值。

本申请实施例的第二方面提供了一种输电塔的倾斜监测装置，包括：

模型建立模块，用于获取对应输电塔的三维动力学有限元模型，并对所述三维动力学有限元模型进行设定和初始化计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型；

监测点获取模块，用于选取所述输电塔模型的初始监测点，并对所述初始监测点进行倾斜量的敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点；

预警值获取模块，用于根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取所述输电塔模型中所述最佳监测点的倾斜量预警值。

可选的，所述模型建立模块，用于：

根据输电塔的设计图，建立对应所述输电塔的设计图的三维动力学有限元模型；

对所述三维动力学有限元模型进行边界条件设定，并进行导线找形计算以及输电塔内力计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型。

可选的，所述监测点获取模块，用于：

从所述输电塔模型的塔身选取至少两个监测点作为所述初始监测点；

在所述输电塔模型的塔身支座处于不均匀沉降工况时，获取所述初始监测点中每个监测点的倾斜量变化值；

获取所述每个监测点对应倾斜量变化值的敏感度大小和鲁棒性大小；

选取所述敏感度大小大于第一阈值，且鲁棒性大小小于第二阈值的监测点作为所述最佳监测点。

实施本申请实施例，至少具有如下有益效果：

通过本申请实施例，通过建立对应输电塔的正常工作状态的输电塔模型，并设定选取策略，以得到最佳监测点，然后根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取对应输电塔模型中最佳监测点的倾斜量预警值，以此作为现实塔体倾斜预警的指示。采用该手段，解决了塔身整体倾斜难以测量的缺陷，同时采用局部预测，更加精准且便捷，可有效指示预测塔身整体的倾斜情况。

本申请充分考虑了实际监测过程中存在的直接测量难，传感器安装难等实际问题，在使用倾斜传感器测量局部构件倾斜量以反映塔身整体倾斜思想的基础上，解决了测量局部构件倾斜时的位置选择和预警值设定等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本发明实施例提供的一种输电塔的倾斜监测方法的交互示意图；

图2是本发明实施例提供的一种输电塔的倾斜监测方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种输电塔的倾斜监测方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种输电塔的倾斜监测方法的流程示意图；

图5a是本发明实施例提供的一种输电塔的塔线体系初始状态结构示意图；

图5b是本发明实施例提供的一种输电塔的塔线体系正常工作状态的结构示意图；

图5c是本发明实施例提供的一种输电塔的测量单元分布结构示意图；

图5d是本发明实施例提供的一种输电塔的横隔面测量单元的结构示意图；

图5e是本发明实施例提供的一种输电塔的主材测量单元内主材编号示意图；

图6为本申请实施例提供了一种终端的结构示意图；

图7为本申请实施例提供了一种输电塔的倾斜监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供了一种输电塔的倾斜监测方法的交互示意图。如图1所示，其可包括第一设备101、第二设备102和管理员103，其中，所述第一设备101与所述第二设备101连接，第二设备102和管理员103连接，如均可无线连接或者有线连接等；其中，第一设备101获取对应输电塔的三维动力学有限元模型，并对所述三维动力学有限元模型进行设定和初始化计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型；所述第一设备101选取所述输电塔模型的初始监测点，对所述正常工作状态的输电塔模型加载不均匀沉降荷载，并对所述初始监测点进行倾斜量的敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点；所述第一设备101根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取所述输电塔模型中所述最佳监测点的倾斜量预警值；然后所述第一设备101将所述最佳监测点的倾斜量预警值发送至所述第二设备102，其中第二设备102位于所述对应最佳监测点处，当所述第二设备102检测到所述对应最佳监测点处的倾斜量达到所述最佳监测点的倾斜量预警值时，则所述第二设备102发出报警信息，以提示用户或者管理员103等。

可选的，所述第一设备101可以是电脑、超算设备或者其他可做模拟的设备等；所述第二设备102可以是传感器，或者包括传感器模块的装置等。

通过本申请实施例，通过建立对应输电塔的正常工作状态的输电塔模型，并设定选取策略，以得到最佳监测点，然后根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取对应输电塔模型中最佳监测点的倾斜量预警值，以此作为现实塔体倾斜预警的指示。最终的计算结果和实际测量结果接近，客观地还原了输电塔的倒塌过程，提高了监测点选取和预警值设定的精度。采用该手段，解决了塔身整体倾斜难以测量的缺陷，同时采用局部预测，更加精准且便捷，可有效指示预测塔身整体的倾斜情况。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供了一种输电塔的倾斜监测方法的流程示意图。如图2所示，其可包括步骤201-203，具体如下：

201、获取对应输电塔的三维动力学有限元模型，并对所述三维动力学有限元模型进行设定和初始化计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型；

如根据输电塔结构设计图，建立一塔两线体系三维动力学有限元模型；

具体地，可根据输电塔结构图纸，运用ANSYS有限元软件，输入输电塔构件的点云坐标、构件长度、截面、密度、泊松比、弹性模量，输入导线长度、截面、密度、泊松比、弹性模量，建立一塔两线体系动力学三维有限元模型；

然后根据输电塔受力的设计要求或实际测量值，确定有限元模型的边界条件；如分别计算并设置导线断裂准则、构件拉弯与压弯准则，并进行导线找形和内力计算，获取输电塔正常工作状态。

202、选取所述输电塔模型的初始监测点，对所述正常工作状态的输电塔模型加载不均匀沉降荷载，并对所述初始监测点进行倾斜量的敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点；

可选的，选取塔身横隔面与塔身主材上适宜位置构件作为初始监测点。通过在塔身支座加载常见不均匀沉降方式，获取各初始监测点在沉降过程中的倾斜量变化。通过分析各初始监测点的倾斜量变化的敏感性与鲁棒性，进而选取若干最佳监测点。

203、根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取所述输电塔模型中所述最佳监测点的倾斜量预警值。

根据相关规范对于塔顶倾斜的预警要求，即塔身整体倾斜量阈值，进而获取输电塔塔身倾斜在达到各级预警值时，选择的监测点在该状态下能达到的最大倾斜值，则对不同的监测点以其各状态下最大倾斜值作为其对应的预警值。

通过本申请实施例，通过建立对应输电塔的正常工作状态的输电塔模型，并设定选取策略，以得到最佳监测点，然后根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取对应输电塔模型中最佳监测点的倾斜量预警值，以此作为现实塔体倾斜预警的指示。采用该手段，解决了塔身整体倾斜难以测量的缺陷，同时采用局部预测，更加精准且便捷，可有效指示预测塔身整体的倾斜情况。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供了一种输电塔的倾斜监测方法的流程示意图。如图3所示，其可包括步骤301-304，具体如下：

301、根据输电塔的设计图，建立对应所述输电塔的设计图的三维动力学有限元模型；

首先，根据输电塔结构图纸或设计图，运用ANSYS有限元软件，输入输电塔构件的点云坐标、构件长度、截面、密度、泊松比、弹性模量，输入导线长度、截面、密度、泊松比、弹性模量，建立一塔两线体系动力学三维有限元模型；

其次，根据输电塔受力的设计要求或实际测量值，确定有限元模型的边界条件。即约束四个塔脚的全部自由度，约束导地线与非塔身结构一端的全部自由度，约束导地线与绝缘子串、绝缘子串与塔身结构的接触为铰约束，用于计算结构的正常工作状态变形和各单元的内力分量。

302、对所述三维动力学有限元模型进行导线找形计算以及输电塔内力计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型；

优选的，在所述根据输电塔的设计图，建立对应所述输电塔的设计图的三维动力学有限元模型之后，所述对所述三维动力学有限元模型进行导线找形设定以及输电塔内力设定之前，包括：对所述三维动力学有限元模型计算并设置导线断裂准则、构件拉弯与压弯准则。

承受双向弯矩的拉弯或压弯构件的破坏规则计算公式为：

其中，A_n为净截面面积，W_nx、W_ny分别为对X轴和Y轴的净截面模量，M_x、M_y分别为X轴和Y轴方向所承受弯矩；γ_x、γ_y为截面塑性发展系数；N为轴向应力；f为构件许用最大应力。当压弯构件受压翼缘的外伸宽度与其厚度之比

但不超过

时，取γ_x＝1.0。不考虑截面塑性发展，按弹性应力状态计算时，取γ_x＝γ_y＝1.0。

进行导线找形与内力计算时，即为不施加任何外界荷载情况下进行一塔两线体系正常工作状态的计算，使用显式积分方法，当导线内力变化不超过0.1％时，认为计算完成，并以该状态作为进行后续步骤的基础。

303、选取所述输电塔模型的初始监测点，并对所述初始监测点进行敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点；

首先，选取塔身横隔面与塔身主材上适宜位置构件作为初始监测点，初始监测点的选取包含塔身主材和横隔面两个部分，每一个主材内在四个方向均选择一个监测点，横隔面以其整体面倾斜变化量做为其倾斜量。

其次，在塔身支座加载典型不均匀沉降方式，获取各初始监测点在沉降过程中的倾斜量变化，不均匀沉降方式分别为单支座沉降、双支座顺线向沉降、三支座线性沉降。

最后，分析各初始监测点的倾斜量变化的敏感性与鲁棒性，进而选取若干最佳监测点。

304、根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取所述输电塔模型中所述最佳监测点的倾斜量预警值。

可选的，首先，选取塔身横隔面与塔身主材上适宜位置构件作为初始监测点，初始监测点的选取包含塔身主材和横隔面两个部分，在每一个主材内的四个方向均选择一个监测点，横隔面以其整体面倾斜变化量做为监测点的倾斜量。

其次，在塔身支座加载典型不均匀沉降方式，获取各初始监测点在沉降过程中的倾斜量变化，其中，不均匀沉降方式分别为单支座沉降、双支座顺线向沉降、三支座线性沉降。

最后，分析各初始监测点的倾斜量变化的敏感性与鲁棒性，进而选取若干最佳监测点，其中倾斜量敏感性计算公式为：

其中，ΔA/A为评价指标的变动比率，即初始监测点倾斜量的变动比率，ΔF/F为不确定因素的变化率，即塔身整体倾斜量的变动比率。

倾斜量鲁棒性计算公式为：

其中，σ为数据标准差，即初始监测点倾斜量相对上一状态变化量Δ的标准差，μ为数据平均值，即初始监测点倾斜量相对上一状态变化量Δ的数据平均值，鲁棒性主要用于考察监测点倾斜量的变化是否平稳，能否较好反应相对匀速线性变化的塔身整体倾斜量。

通过本申请实施例，通过建立对应输电塔的三维动力学有限元模型，然后对三维动力学有限元模型进行导线找形设定以及输电塔内力设定，并得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型，进而设定监测点，通过计算得到最佳监测点，然后根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取对应输电塔模型中最佳监测点的倾斜量预警值，以此作为现实塔体倾斜预警的指示。采用该手段，解决了塔身整体倾斜难以测量的缺陷，同时采用局部预测，更加精准且便捷，可有效指示预测塔身整体的倾斜情况。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供了一种输电塔的倾斜监测方法的流程示意图。如图4所示，其可包括步骤401-408，具体如下：

401、根据输电塔的设计图，建立对应所述输电塔的设计图的三维动力学有限元模型；

402、对所述三维动力学有限元模型计算并设置导线断裂准则、构件拉弯与压弯准则；

通过计算并设置以上准则，以设定杆件的破坏条件。

403、对所述三维动力学有限元模型进行导线找形设定以及输电塔内力设定，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型；

404、从所述输电塔模型的塔身选取至少两个监测点作为所述初始监测点；

405、在所述输电塔模型的塔身支座处于不均匀沉降工况时，获取所述初始监测点中每个监测点的倾斜量变化值；

406、获取所述每个监测点对应倾斜量变化值的敏感度大小和鲁棒性大小；

其中倾斜量敏感性计算公式为：

其中，ΔA/A为评价指标的变动比率，即初始监测点倾斜量的变动比率，ΔF/F为不确定因素的变化率，即塔身整体倾斜量的变动比率。

倾斜量鲁棒性计算公式为：

其中，σ为数据标准差，即初始监测点倾斜量相对上一状态变化量Δ的标准差，μ为数据平均值，即初始监测点倾斜量相对上一状态变化量Δ的数据平均值，鲁棒性主要用于考察监测点倾斜量的变化是否平稳，能否较好反应相对匀速线性变化的塔身整体倾斜量。

407、选取所述敏感度大小大于第一阈值，且鲁棒性大小小于第二阈值的监测点作为所述最佳监测点；

一般的，敏感性满足第一阈值为0.6，鲁棒性满足第二阈值1.0。当然，此处并不限定具体数值。

408、根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取所述输电塔模型中所述最佳监测点的倾斜量预警值。

通过本申请实施例，通过在输电塔模型中设定若干监测点，计算得到各监测点的倾斜量敏感性大小和鲁棒性大小，进而选取出满足条件的最佳监测点，然后根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取对应输电塔模型中最佳监测点的倾斜量预警值，以此作为现实塔体倾斜预警的指示。采用该手段，解决了塔身整体倾斜难以测量的缺陷，同时采用局部预测，更加精准且便捷，可有效指示预测塔身整体的倾斜情况。

作为一具体实施例，以SZG472干字型双回路直线塔为例，说明整个监测点选取过程。该输电塔全高64.6m，档距400m，根开13.6m，该塔主肢由不同规格的Q420和Q345角钢连接而成，斜材由不同规格的Q345角钢连接而成。电缆导线为400/35钢芯铝绞线，架空地线为镀锌钢绞线，型号为GJ-80。

首先根据图纸建立模型，得到塔线体系初始状态，如图5a所示，然后进行塔线体系正常工作状态计算，得到图5b所示；初步监测点布设方案如图5c所示，其中包括横隔面监测单元5个，如图5d所示，为横隔面控制单元1的结构图，其中，倾斜量为其与水平面夹角的变化量；如图5e所示，为主材监测单元内的主材编号，主材监测单元共9个，主材监测单元内4个方向均设置一个监测点，则一共布设41个监测点。

通过塔线体系模拟计算、敏感性与鲁棒性评价和实际工程验证，确定在横隔面监测单元中，优先选择1号监测单元；主材监测单元中，优先选择10号单元与最大沉降发生支座对角处监测点。

最优监测点选取后，相关规范规定：对于呼高50m以上塔身整体倾斜监测，提示阈值为3，预警阈值为4，报警阈值为5。根据计算结果和相关规范规定，可得到设定两处监测点的预警值为：1号监测单元提示阈值为2.6，预警阈值为3.4，报警阈值为4.3；10号监测单元内监测点提示阈值为2.0，预警阈值为2.7，报警阈值为3.5。

可选的，工程验证倾斜传感器采用Monolithic Power Systems的MA-820型倾角传感器，该传感器使用MEMS传感生产工艺生产，具有高精度，体积小，抗电磁干扰能力较强、承受冲击振动能力强等特点。

则通过在相应监测单元处获取到各监测点对应的倾斜量，当达到预警值时，则发出报警提示。

与上述实施例一致的，请参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种终端的结构示意图，如图所示，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，上述程序包括用于执行以下步骤的指令；

获取对应输电塔的三维动力学有限元模型，并对所述三维动力学有限元模型进行设定，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型；

选取所述输电塔模型的初始监测点，并对所述初始监测点进行敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点；

根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取所述输电塔模型中所述最佳监测点的倾斜量预警值。

通过本申请实施例，通过建立对应输电塔的正常工作状态的输电塔模型，并设定选取策略，以得到最佳监测点，然后根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取对应输电塔模型中最佳监测点的倾斜量预警值，以此作为现实塔体倾斜预警的指示。采用该手段，解决了塔身整体倾斜难以测量的缺陷，同时采用局部预测，在保证精准度的基础上更加便捷，可有效指示预测塔身整体的倾斜情况。

上述主要从方法侧执行过程的角度对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是，终端为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所提供的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对终端进行功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

与上述一致的，请参阅图7，图7为本申请实施例提供了一种输电塔的倾斜监测装置的结构示意图。其包括模型建立模块701、监测点获取模块702、预警值获取模块703，具体如下：

模型建立模块701，用于获取对应输电塔的三维动力学有限元模型，并对所述三维动力学有限元模型进行设定和初始化计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型；

监测点获取模块702，用于选取所述输电塔模型的初始监测点，并对所述初始监测点进行倾斜量的敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点；

预警值获取模块703，用于根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取所述输电塔模型中所述最佳监测点的倾斜量预警值。

可选的，所述模型建立模块701，用于：

根据输电塔的设计图，建立对应所述输电塔的设计图的三维动力学有限元模型；

对所述三维动力学有限元模型进行边界条件设定，并进行导线找形计算以及输电塔内力计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型。

可选的，所述监测点获取模块702，用于：

从所述输电塔模型的塔身选取至少两个监测点作为所述初始监测点；

在所述输电塔模型的塔身支座处于不均匀沉降工况时，获取所述初始监测点中每个监测点的倾斜量变化值；

获取所述每个监测点对应倾斜量变化值的敏感度大小和鲁棒性大小；

选取所述敏感度大小大于第一阈值，且鲁棒性大小小于第二阈值的监测点作为所述最佳监测点。

可以看出，通过本申请实施例，通过建立对应输电塔的正常工作状态的输电塔模型，并设定选取策略，以得到最佳监测点，然后根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取对应输电塔模型中最佳监测点的倾斜量预警值，以此作为现实塔体倾斜预警的指示。采用该手段，解决了塔身整体倾斜难以测量的缺陷，同时采用局部预测，在保证精准度的基础上更加便捷，可有效指示预测塔身整体的倾斜情况。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任何一种输电塔的倾斜监测方法的部分或全部步骤。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任何一种输电塔的倾斜监测方法的部分或全部步骤。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在申请明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序模块的形式实现。

所述集成的单元如果以软件程序模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器、随机存取器、磁盘或光盘等。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种输电塔的倾斜监测方法，其特征在于，包括：

获取对应输电塔的三维动力学有限元模型，并对所述三维动力学有限元模型进行设定和初始化计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型；

选取所述输电塔模型的初始监测点，并对所述初始监测点进行倾斜量的敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点；

根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取所述输电塔模型中所述最佳监测点的倾斜量预警值；

所述选取所述输电塔模型的初始监测点，并对所述初始监测点进行倾斜量的敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点，包括：

从所述输电塔模型的塔身选取至少两个监测点作为所述初始监测点；

在所述输电塔模型的塔身支座处于不均匀沉降工况时，获取所述初始监测点中每个监测点的倾斜量变化值；

获取所述每个监测点对应倾斜量变化值的敏感度大小和鲁棒性大小；

选取所述敏感度大小大于第一阈值，且鲁棒性大小小于第二阈值的监测点作为所述最佳监测点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取对应输电塔的三维动力学有限元模型，并对所述三维动力学有限元模型进行设定和初始化计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型，包括：

根据输电塔的设计图，建立对应所述输电塔的设计图的三维动力学有限元模型；

对所述三维动力学有限元模型进行边界条件设定，并进行导线找形计算以及输电塔内力计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据输电塔的设计图，建立对应所述输电塔的设计图的三维动力学有限元模型之后，所述对所述三维动力学有限元模型进行边界条件设定，并进行导线找形计算以及输电塔内力计算之前，包括：

对所述三维动力学有限元模型计算并设置导线断裂准则、构件拉弯与压弯准则。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述构件拉弯与压弯准则的计算公式为：

其中，A_n为净截面面积，W_nx、W_ny分别为对X轴和Y轴的净截面模量，M_x、M_y分别为X轴和Y轴方向所承受弯矩；γ_x、γ_y为截面塑性发展系数；N为轴向应力；f为构件许用最大应力。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述敏感度大小的计算公式为：

其中，ΔA/A为初始监测点倾斜量的变动比率；ΔF/F为塔身整体倾斜量的变动比率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鲁棒性大小的计算公式为：

其中，σ为初始监测点倾斜量相对上一状态变化量的标准差；μ为初始监测点倾斜量相对上一状态变化量Δ的数据平均值。

7.一种输电塔的倾斜监测装置，其特征在于，包括：

模型建立模块，用于获取对应输电塔的三维动力学有限元模型，并对所述三维动力学有限元模型进行设定和初始化计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型；

监测点获取模块，用于选取所述输电塔模型的初始监测点，并对所述初始监测点进行倾斜量的敏感性和鲁棒性计算，以选取最佳监测点；

预警值获取模块，用于根据预设塔身整体倾斜量阈值，获取所述输电塔模型中所述最佳监测点的倾斜量预警值；

所述监测点获取模块，用于：

从所述输电塔模型的塔身选取至少两个监测点作为所述初始监测点；

在所述输电塔模型的塔身支座处于不均匀沉降工况时，获取所述初始监测点中每个监测点的倾斜量变化值；

获取所述每个监测点对应倾斜量变化值的敏感度大小和鲁棒性大小；

选取所述敏感度大小大于第一阈值，且鲁棒性大小小于第二阈值的监测点作为所述最佳监测点。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述模型建立模块，用于：

根据输电塔的设计图，建立对应所述输电塔的设计图的三维动力学有限元模型；

对所述三维动力学有限元模型进行边界条件设定，并进行导线找形计算以及输电塔内力计算，以得到对应所述输电塔的正常工作状态的输电塔模型。

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