CN111262341B - 一种杆塔监测系统 - Google Patents

Abstract

一种杆塔监测系统，包括：检测装置，用于获取包括杆塔形态、位置以及环境的检测数据，并依据检测数据判断异常以及异常特征；数据转发设备，接收多个检测装置的检测数据和判断结果，汇集至远程控制子系统；远程控制子系统，包括检测站客户端和移动客户端，通过检测站客户端可视化接收的数据，获取所有移动客户端位置并依据异常杆塔位置对特定移动客户端发出警示信息和调度信息，移动客户端基于已有信息快速引导特定维修人员至特定杆塔抢修。通过检测装置各个方面的实时检测能够实现杆塔的实时全面监测，并通过验证多个方面检测数据获得准确故障判断结果；自动且智能分配检修人力，提高维修效率，减少杆塔异常带来的电路异常时间，减小经济损失。

Description

一种杆塔监测系统

技术领域

本发明涉及输电线路监测领域，更具体地，涉及一种杆塔监测系统。

背景技术

电网安全运行是社会正常运转的重要保障，一旦出现电网事故，将对工农业生产、居民生活造成极大的影响。在各类电网安全事故中，杆塔故障较为常见且相比于断线等故障更难检测和维修，所以有必要对杆塔进行监测以保证其正常运行和故障的及时排查。现有技术中，对杆塔的监测大多停留在杆塔倾斜监测以及泄露电流、输电容量方面监测的阶段，不仅无法实现对杆塔以及杆塔环境较为全面的监测，更无法在杆塔故障前就发出预警，往往需要发生故障后才进行检修。此外，现有技术中的杆塔监测系统往往在杆塔上的检测设备传递检测信息至远程客户端后还需远程客户端前的工作人员人工判断是否故障，工作人员需要通过远程客户端对每个杆塔进行故障确认，并各自联系维修人员进行维修，严重影响杆塔故障排查、检修的效率，无法智能的、自动的依据故障杆塔具体信息分配检修信息至维修人员。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种杆塔监测系统，至少实现杆塔形态、位置、环境的多方面检测，提高监测维度、精度，且在故障发生前或发生后能及时发出警示信息和调度信息，实现提前或最快抢修，增加电网运行的稳定性。

本发明采取的技术方案是，一种杆塔监测系统，包括：检测装置，设置于杆塔上，用于获取包括杆塔形态、位置以及杆塔环境的检测数据，并依据获取的检测数据判断杆塔以及杆塔环境的异常以及异常特征，其中异常特征即具体异常类型以及异常位置；数据转发设备，直接或间接连接多个杆塔的检测装置，接收检测装置获取的检测数据和判断结果，并汇集至远程控制子系统；远程控制子系统，包括一个以上的检测站客户端和一个以上的移动客户端，所述远程控制子系统通过检测站客户端并以包括建立杆塔分布模型、标记警示信息的方式可视化接收的数据，检测站客户端获取所有移动客户端位置并依据异常的杆塔所在位置对一个以上的移动客户端发出警示信息和调度信息，所述移动客户端基于已有信息引导配设移动客户端的工作人员移动至特定杆塔进行维修。优选的，远程控制子系统还通过数据转发设备控制杆塔以及杆塔上检测装置的运行。优选的，杆塔监测系统还包括设置于杆塔顶部的信号灯，所述信号灯与检测装置连接，检测装置检测杆塔或检测完成杆塔时，控制对应杆塔的信号灯发出维修信号。优选的，所述信号灯至少包括三种颜色，通过三种颜色分别表示杆塔的不同检测状态，包括检测中、疑似异常、异常三种检测状态。

杆塔形态包括杆塔的主体结构、形状和杆塔配件的位置，检测装置内预设有参考形态，检测装置实时对杆塔进行形态检测后与参考形态进行比对，从而判断杆塔是否发生配件移位、变形、配件是否丢失，有助于远程控制子系统快速获取故障位置并做好维修准备。检测装置还通过在杆塔上设置定位设备获取杆塔位置的检测数据，检测装置预设或以某时间点的杆塔地理位置为参考位置，在检测过程中，除了向远处控制子系统传递地理位置外，还自动判断地理位置是否发生偏移，并将偏移信息传递至远程控制子系统。检测装置还获取杆塔环境检测数据，包括杆塔所遭受的气流变化、杆塔四周的温度等；因为杆塔除了老化等原因发生故障外，自然因素也是杆塔发生故障的主要因素，如大风、洪水、地质灾害等，而该类自然现象发生于杆塔时则会造成杆塔倾斜等状况，所以通过环境检测能够提前预警，有助于在自然现象影响杆塔前做好维护工作，提高电网各个区域的稳定性。检测装置通过获取杆塔形态、位置、环境的检测数据，即对杆塔运行的全面检测，实现多个维度、精确的检测，并依据检测数据进行初步判断，判断杆塔的形态、位置、环境哪一方面发生变化，从而更具体的判断出杆塔的异常类型及异常变化特征，其中异常类型包括杆塔形态异常、杆塔位置异常、环境异常，在检测后将检测信息包括检测数据以及判断结果通过无线通讯等通信方式传递给监控的一端，通过检测装置的实时运行能够实现杆塔的实时监测，避免因时间因素而加剧故障。

所述数据转发设备作为通信的媒介而存在，接收多个杆塔检测装置传递的信息，并汇集所有信息至监控的一端，通过设置数据转发设备能够扩大通信范围，避免了所有检测装置直接与远程控制子系统通信，从而提高通信稳定性。

所述远程控制子系统即为整个监测系统的监控一端，通过数据转发设备收集通信范围内所有杆塔的检测数据和判断结果并进行可视化，如，建立管理区域的地理模型和杆塔分布，依据检测数据和判断结果对每个杆塔进行标记，标记包括颜色、图形、文字等方式，从而进行直观的展示，便于人为管控。且在需要人工操作时能提供判断依据和突出需重点维护的区域，节省远程排查故障的时间，提高电网维护的效率。远程控制子系统还能通过数据转发设备向特定杆塔或特定杆塔上的检测装置发送控制信息，从而实现更为灵活的检测控制，能够实时获取杆塔运行的状态。此外，远程控制子系统还能依据发生异常的杆塔位置自动智能分配可视化信息、警示信息、调度信息至一个以上的特定移动客户端，从而让持有特定移动客户端的维修人员接受调度并在已有信息的前提下行进至异常杆塔处检修，如在检测异常杆塔所处位置的预设距离范围内向实时未接收到警示信息且距离杆塔较近的移动端发送调度信息，引导配设该移动端的工作人员维修，从而优化维修人员的巡逻分配，缩短各个杆塔的检修时间。除了检测装置预存参考形态并进行数据处理和判断后检测站客户端可视化判断结果外，也能通过数据转发设备将原检测数据和判断结果发送至检测站客户端，检测站客户端进行再次处理和二次判断，从而提高故障检对率。同时，也能直接将检测数据通过数据转发设备发送至远程控制子系统，通过远程控制子系统进行处理、判断、可视化。

优选的，远程控制子系统通过检测站客户端能对整个电网中的杆塔进行复盘，有助于研究自然灾害等因素引起的大量杆塔受损状况，有助于实现技术、分布、维护的改进。

优选的，所述检测装置包括分析设备以及与分析设备连接的环境检测设备、倾斜检测设备、图像识别设备，所述环境检测设备用于检测包括杆塔环境中的气流、温度、地质运动，所述倾斜检测设备用于检测杆塔是否倾斜，所述图像识别设备用于检测杆塔实时形态。所述分析设备可以为设有分析程序的单片机或计算机，对检测装置中其他设备获取的数据进行处理和异常判断，所述环境检测设备用于检测杆塔环境中的气流、温度、地质运动，检测气流能够对大风进行预警，且可以结合分析设备进行独立预警，在无法获取天气预报数据时也能保证对大风灾害的预警，在预警后通过检修和稳固能有效减少大风引起的杆塔损坏。检测温度则可以对火灾以及其他引起温度产生较大变化的灾害进行预警，及时处理火灾能避免因火灾而导致的周围树木或建筑物倒塌冲撞杆塔。除了检测上述环境因素外，当设置于杆塔的地面发生地质运动，如施工引起的震动，容易引起不均匀地基发生沉降，从而导致杆塔发生位置偏移或倾斜，所以有必要进行地质运动的检测。而倾斜检测设备则能直接检测杆塔是否发生倾斜，倾斜检测设备用于至少检测混凝土电杆倾斜度、扰度；铁塔倾斜度、铁塔主材弯曲度；横担倾斜度；杆塔偏离线路中心线。并依据电网施工标准预设阈值，除了实时监测倾斜外还在检测值超过阈值时进行预警。杆塔倾斜容易直接引起杆塔的损坏以及输电线路故障，而引起杆塔倾斜的成因包括自然灾害、地基不均匀沉降等，虽然已经具有用于地质运动检测的环境检测设备，但仍有引起倾斜的其他因素，所以有必要对杆塔进行特定的倾斜检测过程；杆塔倾斜属于典型的隐形故障，输电线路运维人员进行线路巡视时，往往不能够及时察觉到地面沉降或杆塔的微小变化。而当发现塔基沉降等因素导致的杆塔严重倾斜时，输电线路杆塔已处于危险状态，已经严重威胁线路安全运行。因此，为了完善整个监测系统，有必要对杆塔进行倾斜检测。而图像识别设备则能实时反馈杆塔的形态，并检测杆塔的零部件以及其他主体结构是否异常。

优选的，所述环境检测设备包括设置于杆塔上的震动传感器、温度传感器、风速风向传感器。所述震动传感器设置于杆塔的底部，分析设备设有预设震动阈值，当震动传感器检测的震动超过阈值则表明杆塔处于异常环境中，发出预警有助于远程控制子系统通过其他检测信息判断是否有发生故障的潜在可能，更优选的，震动传感器设置于杆塔顶部。所述温度传感器则用于检测温度变化，当温度剧烈升高或温度持续保持较高时则向远处控制子系统发出预警，更优选的，所述温度传感器设置于杆塔底部，有助于检测到低植被、高植被引起的温度变化。所述风速风向传感器用于检测大风并可以结合其他环境检测设备中的部件实现杆塔在大风下的实时监测。

优选的，所述倾斜检测设备包括无线倾斜传感器和红外测距传感器，所述无线倾斜传感器实时监测杆塔横向或纵向的倾斜程度，所述红外测距传感器设置于杆塔的多个侧面且朝向地面测距，通过特定时间范围内对地距离的变化与否检测对应侧地面是否塌陷，结合倾斜传感器以及其他部件能够实现进一步的倾斜判断，减少误判的概率。

优选的，所述图像识别设备包括设置于杆塔底部的三维模型成像组件以及摄像设备。所述三维模型成像组件用于结合分析设备进行三维模型生成或三维模型成像组件发送数据至远程控制子系统，远程控制子系统通过检测站客户端进行三维模型生成。杆塔除了明显的倾斜等故障外，当杆塔发生主体结构弯曲时也会存在安全隐患，而该隐患往往无法被察觉，直至杆塔发生故障时才能进行事后检修，不利于杆塔的正常运行。而通过建立三维模型，使用精度较高的设备进行数据获取时，通过比较已存的正常运行杆塔模型能够实现杆塔的形态检测。所述摄像设备用于摄取杆塔视频，当远程控制子系统无法进行异常识别归类或无法确认异常时，通过可视化视频有助于人工进行查看，并进一步判断和排查。

优选的，所述三维模型成像组件包括三维激光扫描仪、支架，所述三维激光扫描仪活动安装于支架上；优选的，支架固定于杆塔中部或底部；所述三维激光扫描仪在支架上进行水平方向的移动和垂直方向上的转动，从而获取杆塔纵向各个角度的扫描数据，结合水平移动能够利用单个三维激光扫描仪对杆塔的四侧进行扫描，更优选的，设置若干三维激光扫描仪在杆塔的四侧，从而不需要进行移动并保持稳固的扫描位置进行扫描。所述三维激光扫描仪与分析设备连接或直接通过数据转发设备与远程控制子系统连接。三维激光扫描仪的扫描测量能够获取杆塔的点云数据，并依据点云数据通过分析设备或远程控制子系统的检测站客户端建立三维模型，然后与分析设备或远程控制子系统保留的正常三维模型进行比较，从而比较杆塔主体上零部件以及其他结构形态是否异常。所述的正常三维模型为在杆塔建立后且无异常时对杆塔进行扫描并留存构建的三维模型；分析设备或检测站客户端通过现有技术的三维建模程序依据三维点云数据建模，并与正常三维模型进行比对，比对过程包括：可视化三维点云数据构建出的实时三维模型；再依据实时三维模型可视化图像与正常三维模型可视化图像进行图像比对；并设置误差阈值，从而实现对杆塔形态的精准检测。

除此之外，也可直接进行三维点云数据的比较，从而达到精准检测。优选的，本发明除了采用三维激光扫描仪外还可以采用红外激光测距设备，所述红外激光测距设备的精度为厘米级别，通过红外激光扫描测距设备能够构建精准的三维模型，以达到高精度检测的目的。虽然现有技术中存在通过图像传感器识别杆塔获取差异，或预先设置杆塔参考图像再通过实时拍摄图像进行比对获取差异，但该类技术往往无法达到精准的识别特征，且在获取图像的过程中，包括光干扰、无光等因素都会让整个图像存在不同甚至无法被使用，并不能依据现场给准确结果，无法实现完整的、准确的图像比对；当其检测不准时，显而易见的会带来包括系统资源、人员资源的浪费。而通过先构建三维模型，然后在误差范围内比较数据或比较依据数据可视化出的虚拟图像则能避免拍摄图像的限制，减小比对难度，从而达到对杆塔的高精度识别和异常分析。

优选的，三维模型成像组件还包括全景相机，所述全景相机活动设置于支架上，并与三维激光扫描仪同步移动，其中，三维激光扫描仪、全景相机通过支架内设置的驱动装置进行移动，所述全景相机用于获取以三维模型成像组件为中心的360°全景高清图像，并发送全景图像至分析设备或检测站客户端；分析设备或远程连接的检测站客户端通过获取的全景高清图像生成包括杆塔的场景的三维模型，并结合依据点云数据构建的杆塔三维模型利用现有技术进行两者的匹配、校正、拼接，进一步建立精准的包含杆塔的短距离范围场景三维模型，从而准确监测在特定场景下杆塔的形态。且当杆塔形态发生较大变化时甚至影响到三维激光扫描仪的扫描范围，无法生成三维模型时，通过全景图像也可以直接获得包括杆塔在内的场景可视化图像，从而判断杆塔形态发生剧烈变化的位置，相比于摄像设备，全景图像传递的数据量更少，且范围更广，所以利用全景相机能够在其他扫描仪或摄像设备无法工作时提供即时、快速、广度大的图像检测数据。

优选的，所述数据转发设备包括一个以上的路由器和中继器，多个杆塔通过路由器连接形成星型结构，路由器直接或通过中继器间接连接远程控制子系统。多个杆塔通过路由连接形成星型网络，多个连接有杆塔的路由器之间又可形成自组网，路由器则直接或通过中继器连接远程控制子系统，优选的，采用LPR低功耗长距离无线传输技术。有助于快速启动监测以及连续时间内的监测，并保持提供好通信。此外，也能采用GSM/GPRS方式实现各个杆塔上的检测装置与远程控制子系统之间的通信。

优选的，远程控制子系统还包括移动端调度模块，所述移动端调度模块依据检测站客户端的可视化信息对异常的杆塔进行故障归类和优先级排序，并依据优先级、异常杆塔位置、在预设距离范围内的移动客户端数量及位置向特定移动客户端发送警示信息和调度信息。移动端调度模块依据检测站客户端的可视化信息对异常的杆塔进行故障分类，分类包括杆塔形态故障、杆塔位置异常、杆塔环境异常以及多处异常，便于接收移动端信息的运维人员快速针对性检修，且对运维人员的数量分配提供依据；依据杆塔连接的线路数量以及线路的重要性设定优先级，在已知异常杆塔位置、异常类型、优先级后再依据在杆塔的预设距离范围内的移动客户端位置及数量进行快速而又高效的运维人员分配，并发送相应的杆塔信息、警示信息、调度信息等引导运维人员至特定异常杆塔进行检修。优选的，移动客户端接收检测站客户端的可视化图像，有助于在警示信息的基础上进一步判断和做好维修准备。

优选的，远程控制子系统还包括记录统计模块，所述记录统计模块用于实时记录和更新所有杆塔信息以及异常杆塔的位置、异常原因，并统计所有杆塔的异常发生率。记录统计模块除了有助于记录杆塔信息，实现针对性检测和维修外，通过记录统计异常杆塔还有助于在后续杆塔维护或杆塔装配时具有基础数据参考，从而规避引发异常的条件，使杆塔以及电网更加稳定。

优选的，检测装置中还包括身份识别设备，所述身份识别设备对移动客户端进行身份验证并发送验证结果至检测站客户端；所述远程控制子系统设有对外接口，所述对外接口用于向其他系统或设备发送杆塔监测系统的全部或部分监测数据。身份识别设备对移动客户端进行身份识别能够提高监测系统的安全性，并能结合身份识别向检测站客户端发送签到信息和检修时间，从而方便后续的运维安排。远程控制子系统设有对外接口，有助于将杆塔以及杆塔构成的电网信息向其他数据库或系统传出，有助于其他机构进行电网研究，促进电网发展。

优选的，远程监测子系统还包括硬件管理模块，所述硬件管理模块通过数据转发设备控制检测装置的运行和杆塔的运行，且硬件管理模块还汇集杆塔、数据转发设备、检测装置的状态信息至检测站客户端，所述状态信息包括安装信息、检修次数。通过硬件管理模块能够对整个监测系统中的各个中间部件进行监控，有助于对监测系统中各个中间环节的长期维护和使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：对杆塔实现全面的检测，实现了杆塔本体和杆塔环境的检测，从而通过多个方面检测数据的相互验证获得准确的判断结果，并集中传递至远程控制子系统，有助于针对性分配人力以及维修设备。且依据本体以及环境的实时监测能够实现杆塔发生故障前的预警，减少了故障发生后再维护的成本以及人力，提高了电网运行的稳定性。也能在故障发生后及时发出警示信息并通过远程控制子系统可视化发生故障或预警的异常杆塔，并通过检测站客户端以及特定调度逻辑依据杆塔位置、移动客户端位置实时对移动客户端发送特定调度信息，从而快速引导特定维修人员进行抢修；实现了智能化管理，提高了维修效率，减少杆塔异常带来的电路异常时间，避免了输电线路区域因停电引起的经济损失。通过检测装置的实时运行以及实时传递数据能够实现杆塔的实时监测，从而缩短发现故障的时间，能避免因时间因素而加剧故障；通过检测装置、数据转发设备、远程控制子系统能够实现系统化、工业化的杆塔监测，增强电网整体系统的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明图像识别设备结构示意图。

图3为本发明检测装置安装示意图。

图4为本发明数据转发网络示意图。

图5为本发明检测站客户端可视化杆塔警示页面。

图6为本发明检测站客户端、移动客户端的可视化控制页面。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例

如图1所示，一种杆塔监测系统，包括：检测装置、数据转发设备、远程控制子系统，检测装置通过数据转发设备与远程控制子系统通信，所述检测装置通过数据转发设备将检测数据发送至远程控制子系统，远程控制子系统也能通过数据转发设备连接杆塔，远程控制子系统通过数据转发设备控制检测装置以及杆塔的运行，其中控制杆塔包括控制杆塔中受电信号控制的零部件。

本实施例中的检测装置包括图像识别设备、定位设备、环境检测设备、倾斜检测设备、身份识别设备，检测装置还包括与检测装置中其他设备连接的分析设备，分析设备为小型计算机，检测装置中其他设备获取的数据均能通过分析设备进行处理和初步判断，分析设备再将原数据以及处理后的数据结果通过数据转发设备发送至远程控制子系统。本实施例中远程控制子系统包括一个检测站客户端、多个移动客户端，分析设备发送数据至检测站客户端，检测站客户端直接依据初步判断结果进行可视化操作，依据初步判断结果、杆塔位置以建立杆塔分布模型、杆塔三维模型、标记警示信息的方式进行可视化，并依据杆塔异常、异常杆塔位置、已知的移动端位置智能和自动发送警示信息和调度信息至特定的移动客户端；或，检测站客户端再次处理原数据或加工分析设备处理结果进行二次判断后再智能和自动发送警示信息和调度信息至特定移动客户端，从而减小误报的几率。特定移动客户端基于已有的警示信息以及调度信息引导对应配设移动客户端的运维人员移动至特定杆塔进行检修。

如图2所示，本实施例中图像识别设备包括摄像设备(图中未示出)以及三维模型成像组件，摄像设备用于摄取杆塔以及杆塔周围场景的视频，三维模型成像组件用于获取建立三维模型的数据。

本实施例中摄像设备为高清摄像机，三维模型成像组件设置于杆塔底部，包括三维激光扫描仪、全景相机、支架，其中三维激光扫描仪、全景相机活动安装于支架上，则支架固定于杆塔上底部，本实施例通过一个三维激光扫描仪在支架上进行水平方向上的移动即能实现三维激光扫描仪扫描杆塔的多个侧面，通过垂直方向上的转动则能实现纵向的扫描，从而提高采集点云数据的全面性。全景相机则设置于三维激光扫描仪的一侧，随三维激光扫描仪进行水平移动，且全景相机能够通过转动实现360°的图像获取方向，从而获取多个位置、角度下的全景图像。所述三维激光扫描仪在未连接有检测装置中的其他数据分析设备时，通过数据转发设备与远程控制子系统连接。三维激光扫描仪的扫描测量能够获取杆塔的点云数据，并依据点云数据通过远程控制子系统的检测站客户端建立三维模型，然后与远程控制子系统保留的正常三维模型进行比较，从而比较杆塔主体上零部件以及其他结构形态是否异常。在杆塔建立后且无异常时对杆塔进行扫描并留存构建的三维模型记为正常三维模型；检测站客户端通过现有技术的三维建模程序依据三维点云数据建模，并与正常三维模型进行比对，比对过程包括：可视化三维点云数据构建出的实时三维模型；再依据实时三维模型可视化图像与正常三维模型可视化图像进行图像比对；并设置误差阈值，从而实现对杆塔形态的精准检测。此外，利用全景相机获取以三维模型成像组件为中心的360°全景高清图像，并发送全景图像至检测站客户端；远程连接的检测站客户端通过获取的全景高清图像生成包括杆塔的场景的三维模型，并结合依据点云数据构建的杆塔三维模型利用现有技术进行两者的匹配、校正、拼接，进一步建立精准的包含杆塔的短距离范围场景三维模型，从而准确监测在特定场景下杆塔的形态。当杆塔形态发生较大变化时甚至影响到三维激光扫描仪的扫描范围，无法生成三维模型时，通过全景图像也可以直接获得包括杆塔在内的场景可视化图像，从而判断杆塔形态发生剧烈变化的位置，相比于摄像设备，全景图像传递的数据量更少，且拍摄范围更广，所以利用全景相机能够在其他扫描仪或摄像设备无法工作时提供即时、快速、广度大的图像检测数据。

在本实施例中设有分析设备(图中未示出)，所以图像获取设备获取的数据也能直接通过分析设备进行建模、比对并给出初步判断结果至检测站客户端，检测站客户端则接收原数据和分析设备处理后数据、初步判断结果，从而智能的、自动的进行警示信息、调度信息的发送，或基于原数据、初步判断结果进行二次判断后再发送警示、调度信息。当检测装置中不单独设立分析设备时，则由检测站客户端接收检测数据进行处理、建模、比对和给出判断结果。

如图3所示，图像识别设备、环境检测设备、倾斜检测设备、身份识别设备均安装于杆塔上，优选的，结合杆塔形状、地形可以将各个设备设置于杆塔或杆塔周围并以检测最方便的角度进行安装；所述环境检测设备用于检测包括杆塔环境中的气流、温度、地质运动，包括设置于杆塔上的震动传感器、温度传感器、风速风向传感器。所述震动传感器设置于杆塔的底部，分析设备预设震动阈值，当震动传感器检测的震动超过阈值则表明杆塔处于异常环境中，即发生地质运动，发出预警有助于远程控制子系统结合其他设备检测信息判断是否有发生故障的潜在可能。所述温度传感器设置于杆塔底部则用于检测杆塔环境温度变化，当温度剧烈升高超过温度传感器预设的温度阈值或温度持续保持较高且超过预设时间阈值时，则向远处控制子系统发出预警。所述风速风向传感器设置于杆塔的顶部，对经过杆塔的气流进行速度、方向检测，并发送至分析设备进行处理；所述倾斜检测设备包括无线倾斜传感器和红外测距传感器，所述无线倾斜传感器设置于杆塔底部并实时监测杆塔横向或纵向的倾斜程度，所述红外测距传感器设置于杆塔的多个侧面且朝向地面测距，每间隔一段时间就进行测距，分析设备通过比对特定时间范围内对地测量距离的变化来判断对应侧地面是否发生塌陷或沉降。

检测装置中还包括身份识别设备，所述身份识别设备对移动客户端进行身份验证并发送验证结果至检测站客户端，本实施例中的身份识别设备通过磁条感应获取移动客户端信息并验证，身份识别设备设置于杆塔底部。

如图4所示，所述数据转发设备包括一个以上的路由器和中继器(图中未示出)，多个杆塔通过路由器连接形成星型结构，连接有杆塔的多个路由器之间形成自组网，路由器直接或通过中继器间接连接远程控制子系统，本实施例中数据转发设备还设有集中控制器，通过集中控制器与远程控制子系统连接，具体连接到包括检测站客户端。

远程控制子系统设有对外接口，对外接口用于向其他系统或设备发送杆塔监测系统的全部或部分监测数据；如图1所示，远程控制子系统还包括移动端调度模块，所述移动端调度模块依据检测站客户端的可视化信息对异常的杆塔进行故障归类和优先级排序，并依据优先级、异常杆塔位置、在预设距离范围内的移动客户端数量及位置向特定移动客户端发送警示信息和调度信息。本实施例中将杆塔故障位置、类型可视化在警示信息中，移动端调度模块通过已知的杆塔连接线路对连接主线路的杆塔分配高优先级，然后再依据杆塔位置对20km内未接收到警示信息且位置较近的移动客户端发送具体警示信息、调度信息，从而引导空闲运维人员移动至特定杆塔处检修。杆塔优先级能通过人工进行标识、排序，也能是移动端调度模块依据线路条数或地理位置等状况进行自动排序。本实施例中的检测站客户端包括设置于工作区域内的电脑，移动客户端为手机或其他能接收可视化信息的便携设备，移动端调度模块为检测站客户端的调度软件或包含调度软件的外联设备。

如图5所示，监测系统中检测站客户端的其中一个可视化控制界面，包括杆塔分布、警示信息以及检测时间。优选的，结合身份识别设备还能对检修人员进行签到记录和管理，并通过移动客户端位置记录巡检路径。

远程监测子系统还包括硬件管理模块、记录统计模块，硬件管理模块通过数据转发设备控制检测装置的运行和杆塔零部件的运行，且硬件管理模块还汇集杆塔、数据转发设备、检测装置的状态信息至检测站客户端，所述状态信息包括安装信息、检修次数；记录统计模块用于实时记录和更新所有杆塔信息以及异常杆塔的位置、异常原因，并统计所有杆塔的异常发生率，本实施例中的硬件管理模块、记录统计模块为设有存储装置、具有相应管理程序或记录程序的大型计算机或操作平台。

如图6所示，检测站客户端的其中一个可视化控制页面，即结合检测装置能够实现在自然灾害时的实时监测，利用检测站客户端和记录统计模块能够实现对灾害时杆塔监控预警与复盘，通过对移动客户端的调度、移动客户端位置、身份识别设备能够对巡线过程进行管理，利用记录统计模块能够对已发生故障的杆塔进行记录和分析，从而有助于优化杆塔分布以及其他设置。而通过硬件管理模块怎能对整个监测系统中的多个硬件进行管理。此外，检测站客户端还可以基于已有信息和软件实现多种功能以及多个过程的监测与维护。如图6所示，移动客户端的其中一个可视化控制页面，结合从检测站客户端获得的警示信息、杆塔与移动客户端的相对位置、身份识别设备至少能实现预警监控、故障监控、巡线引导。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种杆塔监测系统，其特征在于，包括：

检测装置，用于获取包括杆塔形态、位置、环境的检测数据，并依据检测数据判断杆塔以及杆塔环境的异常；

数据转发设备，直接或间接连接多个杆塔的检测装置，接收检测装置获取的检测数据和判断结果，并汇集至远程控制子系统；

远程控制子系统，包括一个以上的检测站客户端和一个以上的移动客户端，所述远程控制子系统通过检测站客户端并以包括建立杆塔分布模型、标记警示信息的方式可视化接收的数据，检测站客户端获取所有移动客户端位置并依据异常的杆塔所在位置对特定移动客户端发出警示信息和调度信息，所述移动客户端基于已有信息引导配设移动客户端的工作人员移动至特定杆塔进行维修；

所述检测装置包括分析设备以及与分析设备连接的环境检测设备、倾斜检测设备、图像识别设备，所述环境检测设备用于检测包括杆塔环境中的气流、温度、地质运动，所述倾斜检测设备用于检测杆塔是否倾斜，所述图像识别设备用于检测杆塔实时形态；

所述图像识别设备包括设置于杆塔上的三维模型成像组件以及摄像设备，所述三维模型成像组件用于获取建立三维模型的数据，所述摄像设备用于摄取杆塔视频或包括杆塔的场景视频；

所述三维模型成像组件包括三维激光扫描仪、支架，所述三维激光扫描仪活动安装于支架上；支架固定于杆塔中部或底部；所述三维激光扫描仪与分析设备连接或直接通过数据转发设备与远程控制子系统连接，获取杆塔的点云数据，并依据点云数据通过分析设备或远程控制子系统的检测站客户端建立三维模型，并与分析设备或远程控制子系统保留的正常三维模型进行比较，比较杆塔主体上零部件以及其他结构形态是否异常。

2.根据权利要求1所述的一种杆塔监测系统，其特征在于，所述环境检测设备包括设置于杆塔上的震动传感器、温度传感器、风速风向传感器。

3.根据权利要求1所述的一种杆塔监测系统，其特征在于，所述倾斜检测设备包括无线倾斜传感器和红外测距传感器，所述无线倾斜传感器实时监测杆塔横向或纵向的倾斜程度，所述红外测距传感器设置于杆塔的多个侧面且朝向地面测距，用于检测对应侧地面是否塌陷。

4.根据权利要求1所述的一种杆塔监测系统，其特征在于，所述数据转发设备包括一个以上的路由器和中继器，多个杆塔通过路由器连接形成星型结构，路由器直接或通过中继器间接连接远程控制子系统。

5.根据权利要求1所述的一种杆塔监测系统，其特征在于，远程控制子系统还包括移动端调度模块，所述移动端调度模块依据检测站客户端的可视化信息对异常的杆塔进行故障归类和优先级排序，并依据优先级、异常杆塔位置、在预设距离范围内的移动客户端数量及位置向特定移动客户端发送警示信息和调度信息。

6.根据权利要求5所述的一种杆塔监测系统，其特征在于，远程监测子系统还包括记录统计模块，所述记录统计模块用于实时记录和更新所有杆塔信息以及异常杆塔的位置、异常原因，并统计所有杆塔的异常发生率。

7.根据权利要求1所述的一种杆塔监测系统，其特征在于，检测装置中还包括身份识别设备，所述身份识别设备对移动客户端进行身份验证并发送验证结果至检测站客户端；所述远程控制子系统设有对外接口，所述对外接口用于向其他系统或设备发送杆塔监测系统的全部或部分监测数据。

8.根据权利要求1所述的一种杆塔监测系统，其特征在于，远程监测子系统还包括硬件管理模块，所述硬件管理模块通过数据转发设备控制检测装置的运行和杆塔的运行，且硬件管理模块还汇集杆塔、数据转发设备、检测装置的状态信息至检测站客户端，所述状态信息包括安装信息、检修次数。

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