CN111336985B - 一种采空区铁塔的监测方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种采空区铁塔的监测方法、装置、存储介质及电子设备，其中，该方法包括：实时确定至少三个测量点与塔顶之间的距离以及至少三个测量点与塔基之间的距离；根据测量点与塔顶、塔基之间的距离以及测量点的位置坐标确定塔顶、塔基的位置坐标；根据塔顶的位置坐标的矢量变化和塔基的位置坐标的矢量变化确定铁塔的变化量，在变化量大于预设阈值时生成报警消息。通过本发明实施例提供的采空区铁塔的监测方法、装置、存储介质及电子设备，可以确定塔顶和塔基位置的矢量变化，不仅可以检测出铁塔倾斜，还可以检测出铁塔沉降、水平滑移等现象，监测效果较好；且通过设置多个测量点即可完成监测，成本也较低。

Description

一种采空区铁塔的监测方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本发明涉及铁塔监测技术领域，具体而言，涉及一种采空区铁塔的监测方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

由于地域特点和走廊条件的限制，输电线路往往要经过煤矿采空区地段，中国已有1000kV及以下电压等级的输电线路经过煤矿采空区地段。受煤矿采空区地表沉陷的影响，输电线路铁塔基础周边地形将发生不均匀沉降、倾斜和水平滑移等破坏，进而使铁塔的根开和塔腿高差发生变化，塔体结构产生较大的附加应力，造成塔体局部破坏或整体发生倒塌，直接威胁输电铁塔安全及线路的稳定运行。

为了检测铁塔的状态，目前一般预先将倾角传感器安装在待开采区附近的铁塔上，实时采集铁塔倾斜情况，当煤矿采空区发生地表沉陷情况时，受影响的铁塔将发生倾斜，倾角传感器实时收集铁塔倾斜数据，一旦超过阈值，立即报警到输电运检管控中心，管控中心收到报警后，即可采取抢修措施；具体可参见图1所示。

目前，该技术只能简单测出采空区铁塔角度倾斜情况，对于铁塔变化的其他情况比如沉降、滑移等，由于此时铁塔倾斜角度不会发生变化，故利用角度倾斜无法判断出铁塔的沉降、滑移等变化情况，监测效果较差。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种采空区铁塔的监测方法、装置、存储介质及电子设备。

第一方面，本发明实施例提供了一种采空区铁塔的监测方法，包括：

实时确定至少三个测量点与塔顶之间的距离以及至少三个所述测量点与塔基之间的距离，所述测量点为预先设置在铁塔周围且不共线的三个位置；

根据所述测量点与塔顶之间的距离以及所述测量点的位置坐标确定所述塔顶的位置坐标，根据所述测量点与塔基之间的距离以及所述测量点的位置坐标确定所述塔基的位置坐标；

根据所述塔顶的位置坐标的矢量变化和所述塔基的位置坐标的矢量变化确定所述铁塔的变化量，在所述变化量大于预设阈值时生成报警消息。

在一种可能的实现方式中，所述测量点的数量为四个，且四个所述测量点均匀分布在所述铁塔周围；

所述根据所述测量点与塔顶之间的距离以及所述测量点的位置坐标确定所述塔顶的位置坐标，根据所述测量点与塔基之间的距离以及所述测量点的位置坐标确定所述塔基的位置坐标，包括：

选取三个所述测量点作为目标测量点，根据三个所述目标测量点与塔顶之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔顶的临时位置坐标，根据三个所述目标测量点与塔基之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔基的临时位置坐标；

重新选取不同的三个所述测量点作为目标测量点，重复上述确定所述塔顶的临时位置坐标和所述塔基的临时位置坐标的过程，根据所述塔顶的多个临时位置坐标的平均值确定所述塔顶的位置坐标，根据所述塔基的多个临时位置坐标的平均值确定所述塔基的位置坐标。

在一种可能的实现方式中，所述根据三个所述目标测量点与塔顶之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔顶的临时位置坐标，根据三个所述目标测量点与塔基之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔基的临时位置坐标，包括：

以所述塔基的初始位置为原点，以经过所述塔基两侧的两个所述测量点的线为轴建立空间直角坐标系；其中，四个所述测量点共面，且四个所述测量点与所述塔基的初始位置之间的距离均为l；

在选取的三个目标测量点A、B、C的位置坐标依次为(0,l,0)、(-l,0,0)、(0,-l,0)时，确定所述塔顶的临时位置坐标(x_T,y_T,z_T)，并确定所述塔基的临时位置坐标(x_F,y_F,z_F)，且：

其中，L_TA表示目标测量点A与所述塔顶之间的距离，L_TB表示目标测量点B与所述塔顶之间的距离，L_TC表示目标测量点C与所述塔顶之间的距离；L_FA表示目标测量点A与所述塔基之间的距离，L_FB表示目标测量点B与所述塔基之间的距离，L_FC表示目标测量点C与所述塔基之间的距离。

在一种可能的实现方式中，所述测量点至所述铁塔的距离与采矿作业深度之间的差值小于预设差值。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述塔顶的位置坐标的矢量变化和所述塔基的位置坐标的矢量变化确定所述铁塔的变化量，包括：

根据所述塔顶的位置坐标和所述塔顶的初始坐标确定所述塔顶的矢量变化

根据所述塔基的位置坐标和所述塔基的初始坐标确定所述塔基的矢量变化

根据所述塔顶的矢量变化

和所述塔基的矢量变化

确定所述铁塔的变化量ΔCT，且

第二方面，本发明实施例还提供了一种采空区铁塔的监测装置，包括：

距离确定模块，用于实时确定至少三个测量点与塔顶之间的距离以及至少三个所述测量点与塔基之间的距离，所述测量点为预先设置在铁塔周围且不共线的三个位置；

位置坐标确定模块，用于根据所述测量点与塔顶之间的距离以及所述测量点的位置坐标确定所述塔顶的位置坐标，根据所述测量点与塔基之间的距离以及所述测量点的位置坐标确定所述塔基的位置坐标；

变化监测模块，用于根据所述塔顶的位置坐标的矢量变化和所述塔基的位置坐标的矢量变化确定所述铁塔的变化量，在所述变化量大于预设阈值时生成报警消息。

在一种可能的实现方式中，所述测量点的数量为四个，且四个所述测量点均匀分布在所述铁塔周围；

所述位置坐标确定模块用于：

选取三个所述测量点作为目标测量点，根据三个所述目标测量点与塔顶之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔顶的临时位置坐标，根据三个所述目标测量点与塔基之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔基的临时位置坐标；

重新选取不同的三个所述测量点作为目标测量点，重复上述确定所述塔顶的临时位置坐标和所述塔基的临时位置坐标的过程，根据所述塔顶的多个临时位置坐标的平均值确定所述塔顶的位置坐标，根据所述塔基的多个临时位置坐标的平均值确定所述塔基的位置坐标。

在一种可能的实现方式中，所述位置坐标确定模块根据三个所述目标测量点与塔顶之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔顶的临时位置坐标，根据三个所述目标测量点与塔基之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔基的临时位置坐标，包括：

以所述塔基的初始位置为原点，以经过所述塔基两侧的两个所述测量点的线为轴建立空间直角坐标系；其中，四个所述测量点共面，且四个所述测量点与所述塔基的初始位置之间的距离均为l；

在选取的三个目标测量点A、B、C的位置坐标依次为(0,l,0)、(-l,0,0)、(0,-l,0)时，确定所述塔顶的临时位置坐标(x_T,y_T,z_T)，并确定所述塔基的临时位置坐标(x_F,y_F,z_F)，且：

其中，L_TA表示目标测量点A与所述塔顶之间的距离，L_TB表示目标测量点B与所述塔顶之间的距离，L_TC表示目标测量点C与所述塔顶之间的距离；L_FA表示目标测量点A与所述塔基之间的距离，L_FB表示目标测量点B与所述塔基之间的距离，L_FC表示目标测量点C与所述塔基之间的距离。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于上述任意一项所述的采空区铁塔的监测方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述任意一项所述的采空区铁塔的监测方法。

本发明实施例上述第一方面提供的方案中，在需要监测的铁塔周围设置多个不共线的测量点，同时将铁塔的塔顶和塔基均作为目标点，通过测量点与塔顶、塔基之间的距离确定塔顶和塔基的三维位置坐标，进而可以确定塔顶和塔基位置的矢量变化，从而确定铁塔整体上是否发生位移。本实施例中基于塔顶和塔基位置的矢量变化不仅可以检测出铁塔倾斜，还可以检测出铁塔沉降、水平滑移等现象，监测效果较好；且通过设置多个测量点即可完成监测，成本也较低。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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。

图1示出了传统铁塔监测方案的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种采空区铁塔的监测方法的流程图；

图3示出了本发明实施例所提供的采空区铁塔的监测方法中，铁塔和传感器布局的立体示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的采空区铁塔的监测方法中，铁塔和传感器布局的平面示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的一种采空区铁塔的监测装置的结构示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的用于执行采空区铁塔的监测方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的一种采空区铁塔的监测方法，参见图2所示，包括：

步骤101：实时确定至少三个测量点与塔顶之间的距离以及至少三个测量点与塔基之间的距离，测量点为预先设置在铁塔周围且不共线的三个位置。

本发明实施例中，在铁塔周围设置至少三个不共线的测量点，并可以监测测量点与铁塔的塔顶和塔基之间的距离。具体的，可以在铁塔的塔顶和塔基处分别设置距离传感器，在测量点处设置标识，通过距离传感器检测与标识之间的距离，即可确定塔顶或塔基与测量点之间的距离。或者，也可以在测量点处设置距离传感器，在塔顶和塔基处设置标识；或者，在测量点、塔顶、塔基处均设置距离传感器，本实施例对此不做限定。其中，塔顶位于铁塔的上半部分，优选位于铁塔的顶端；塔基位于铁塔的下半部分，优选位于铁塔的底端。

可选的，每个测量点与铁塔之间的距离相同，且每个测量点至铁塔的距离与采矿作业深度之间的差值小于预设差值。本实施例中，该预设差值可以为一个较小的值，例如10米、1米等，即测量点至铁塔的距离与采矿作业深度相同或相似，此时可以较准确地测量出铁塔发生移动时塔顶和塔基的位置变化，提高后续计算变化量时的效果。

步骤102：根据测量点与塔顶之间的距离以及测量点的位置坐标确定塔顶的位置坐标，根据测量点与塔基之间的距离以及测量点的位置坐标确定塔基的位置坐标。

本发明实施例中，由于至少三个测量点是预先设置好的，故可以预先确定测量点的位置坐标；同时，以塔顶的位置坐标为未知量，基于三个测量点与塔顶之间的距离可以建立相应的方程组，进而确定塔顶的位置坐标。具体的，若三个测量点A、B、C的位置坐标依次为(x_A,y_A,z_A)、(x_B,y_B,z_B)、(x_C,y_C,z_C)，且经过监测，三个测量点A、B、C到塔顶T的距离依次为L_TA、L_TB、L_TC；假设塔顶的位置坐标为(X_T,Y_T,Z_T)，则基于三个测量点A、B、C可以建立如下方程组：

由于三个测量点不共线，故上述方程组包含三个方程，且包含三个未知数X_T,Y_T,Z_T，从而可以求解出X_T,Y_T,Z_T，即可以确定塔顶的位置坐标(X_T,Y_T,Z_T)。同理，根据至少三个测量点的位置坐标、至少三个测量点与塔基之间的距离，也可以确定塔基的位置坐标。

步骤103：根据塔顶的位置坐标的矢量变化和塔基的位置坐标的矢量变化确定铁塔的变化量，在变化量大于预设阈值时生成报警消息。

本发明实施例中，可以预先确定塔顶的初始坐标和塔基的初始坐标，在上述步骤102中基于测量点与塔顶、塔基之间的距离实时计算出塔顶和塔基当前的位置坐标之后，即可根据塔顶的初始坐标和塔顶当前的位置坐标之间的变化确定塔顶的矢量变化，该矢量变化可以表示塔顶的变化程度和变化方向。同样的，也可以基于塔基的初始坐标和塔基当前的位置坐标确定太极的矢量变化。根据塔顶的矢量变化和塔基的矢量变化即可确定铁塔的整体变化，即铁塔的变化量；当该变化量大于预设阈值时，说明铁塔整体的位移较大，此时可能因采空区的存在导致铁塔发生沉降、倾斜和水平滑移等不利现象，通过生成报警消息即可提醒工作人员去铁塔现场查看检验，防止铁塔发生倒塌，避免威胁输电铁塔安全及线路的稳定运行。

本发明实施例提供的一种采空区铁塔的监测方法，在需要监测的铁塔周围设置多个不共线的测量点，同时将铁塔的塔顶和塔基均作为目标点，通过测量点与塔顶、塔基之间的距离确定塔顶和塔基的三维位置坐标，进而可以确定塔顶和塔基位置的矢量变化，从而确定铁塔整体上是否发生位移。本实施例中基于塔顶和塔基位置的矢量变化不仅可以检测出铁塔倾斜，还可以检测出铁塔沉降、水平滑移等现象，监测效果较好；且通过设置多个测量点即可完成监测，成本也较低。

在上述实施例的基础上，在确定塔顶和塔基的位置坐标时，为了提高精度并降低计算量，本实施例中的测量点的数量为四个，且四个测量点均匀分布在铁塔周围。测量点的一种排布方式可参见图3和图4所示，铁塔周围均匀设置有四个测量点A、B、C、D，每个测量点处均可以设有相应的距离传感器；同时，在铁塔的塔顶T和塔基F出也可分别设置相应的距离传感器。具体的，四个测量点A、B、C、D可分别设置在铁塔的东西南北四个方向上；图3和图4中，测量点A位于铁塔北方、测量点B位于铁塔西方、测量点C位于铁塔南方、测量点D位于铁塔东方。

本实施例中，上述步骤102“根据测量点与塔顶之间的距离以及测量点的位置坐标确定塔顶的位置坐标，根据测量点与塔基之间的距离以及测量点的位置坐标确定塔基的位置坐标”具体包括：

步骤A1：选取三个测量点作为目标测量点，根据三个目标测量点与塔顶之间的距离以及目标测量点的位置坐标确定塔顶的临时位置坐标，根据三个目标测量点与塔基之间的距离以及目标测量点的位置坐标确定塔基的临时位置坐标。

步骤A2：重新选取不同的三个测量点作为目标测量点，重复上述确定塔顶的临时位置坐标和塔基的临时位置坐标的过程，根据塔顶的多个临时位置坐标的平均值确定塔顶的位置坐标，根据塔基的多个临时位置坐标的平均值确定塔基的位置坐标。

本发明实施例中，从四个测量点中选取三个作为目标测量点，如上述步骤102处所描述的，基于三个目标测量点的位置坐标和三个目标测量点与塔顶之间的距离可以建立三个方程，进而确定塔顶的一个位置坐标，即临时位置坐标；同理，也可以确定塔基的一个临时位置坐标。之后，重新选取不同的三个测量点作为目标测量点，即可再次确定塔顶和塔基的一个临时位置坐标，通过塔顶的多个临时位置坐标的平均值确定塔顶的位置坐标，可以有效减小确定塔顶的位置坐标时的误差，提高确定塔顶位置坐标的精度。同理，也可以提高确定塔基位置坐标的精度。

本实施例中的“不同的三个测量点”指的是两次选取的三个测量点不完全相同。如图3和图4所示，可以将测量点A、B、C作为三个目标测量点，确定塔顶的临时位置坐标和塔基的临时位置坐标；之后再将测量点B、C、D作为三个目标测量点，再次确定塔顶的临时位置坐标和塔基的临时位置坐标。其中的测量点A、B、C和测量点B、C、D即为“不同的三个测量点”。

可选的，上述步骤A1“根据三个目标测量点与塔顶之间的距离以及目标测量点的位置坐标确定塔顶的临时位置坐标，根据三个目标测量点与塔基之间的距离以及目标测量点的位置坐标确定塔基的临时位置坐标”包括：

步骤A11：以塔基的初始位置为原点，以经过塔基两侧的两个测量点的线为轴建立空间直角坐标系；其中，四个测量点共面，且四个测量点与塔基的初始位置之间的距离均为l。

本发明实施例中，本实施例将塔基的初始位置作为原点，将经过塔基两侧的两个测量点的线作为轴；如图3和图4所示，将测量点B、D所在线作为x轴，将测量点A、C所在线作为y轴。为了进一步减小计算量，降低模型的复杂度，本实施例中将四个测量点设置在同一个平面上，且该平面可以为平面xoy。同时，每个测量点与塔基的初始位置(即空间直角坐标系的原点)之间的距离均为l，故四个测量点对称设置，且简化了四个测量点的位置坐标。如图3和图4所示，四个测量点A、B、C、D的位置坐标分别为(0,l,0)、(-l,0,0)、(0,-l,0)、(l,0,0)。

本领域技术人员可以理解，该步骤A11可以预先执行，即预先设置好该空间直角坐标系，待后续需要确定塔顶或塔基的临时位置坐标时，不需要再次建立该空间直角坐标系，即步骤A11执行一次即可。

步骤A12：在选取的三个目标测量点A、B、C的位置坐标依次为(0,l,0)、(-l,0,0)、(0,-l,0)时，确定塔顶的临时位置坐标(x_T,y_T,z_T)，并确定塔基的临时位置坐标(x_F,y_F,z_F)，且：

其中，L_TA表示目标测量点A与塔顶之间的距离，L_TB表示目标测量点B与塔顶之间的距离，L_TC表示目标测量点C与塔顶之间的距离；L_FA表示目标测量点A与塔基之间的距离，L_FB表示目标测量点B与塔基之间的距离，L_FC表示目标测量点C与塔基之间的距离。

本发明实施例中，若选取的三个目标测量点为A、B、C，且三者的位置坐标依次为(0,l,0)、(-l,0,0)、(0,-l,0)，则根据测量到的与塔顶之间的距离即可建立方程组：

即：

根据上述的公式(1)和公式(3)可得：

根据公式(1)、公式(2)以及y_T即可确定

进而根据x_T和y_T的值即可确定

同理，也可以确定塔基的临时位置坐标(x_F,y_F,z_F)。其中，步骤A12中所计算的临时位置坐标的z轴分量z_T和z_F存在正负值，比如

由于正常情况下塔顶位于xoy平面上方，故z_T可以取正值，但z_F为正为负均有可能。由于一般情况下地表不会凸起，即塔基不会位于xoy平面上方，故本实施例中z_F取负值。

当选取其他测量点作为目标测量点时，确定塔顶和塔基临时位置坐标的成与上面相似，此处不做赘述。在确定塔顶和塔基的多个临时位置坐标之后，即可通过求平均值的方式确定塔顶的位置坐标(X_T,Y_T,Z_T)和塔基的位置坐标(X_F,Y_F,Z_F)。

可选的，上述步骤103“根据塔顶的位置坐标的矢量变化和塔基的位置坐标的矢量变化确定铁塔的变化量”包括：

步骤B1：根据塔顶的位置坐标和塔顶的初始坐标确定塔顶的矢量变化

根据塔基的位置坐标和塔基的初始坐标确定塔基的矢量变化

本发明实施例中，在建立空间直角坐标系时，可以预先确定塔顶的初始坐标和塔基的初始坐标；由于塔基的初始位置为原点，故塔基的初始坐标为(0,0,0)；若铁塔的高度为h，则塔顶的初始坐标可以为(0,0,h)。在确定塔顶的位置坐标(X_T,Y_T,Z_T)和塔基的位置坐标(X_F,Y_F,Z_F)之后，即可确定塔顶的矢量变化

和塔基的矢量变化

且：

步骤B2：根据塔顶的矢量变化

和塔基的矢量变化

确定铁塔的变化量ΔCT，且

本实施例中，塔顶的矢量变化

和塔基的矢量变化

可以完整准确地表示铁塔的整体姿态变化情况，但由于本实施例中主要用于检测铁塔是否存在沉降、倾斜、平移等异常现象，故本实施例中基于塔顶的矢量变化

和塔基的矢量变化

的模确定铁塔是否发生异常现象，即铁塔的变化量

同时，由于步骤A12中所计算的临时位置坐标的z轴分量z_T和z_F存在正负值，即使该z轴分量z_T和z_F取错了符号，例如z_F应该为正值，但此时所确定的矢量变化的模是相同，即通过计算矢量变化模的方式确定铁塔变化量ΔCT可以消去上述计算位置坐标时z轴分量的错误，故该铁塔变化量ΔCT可以更加准确地表征铁塔整体是否发生异常现象。

具体的，本实施例提供的采空区铁塔的监测方法可由输电运检管控中心执行，如图3所示，距离传感器采集到距离值(即测量点与塔顶和塔基之间的距离)之后，可以发送至该输电运检管控中心；其中，距离传感器可以使用RS485总线进行数据传输，利用串口转以太网模块进行数据转换，利用铁塔上已有的用于视频数据传输的无线WiFi链路，将测量的距离等数据实时传输到输电运检管控中心。输电运检管控中心进而即可进行数学计算，确定铁塔变化程度ΔCT，当ΔCT超过阈值时，触发报警，中心值班人员随即可以做出对应处理。

本发明实施例提供的一种采空区铁塔的监测方法，在需要监测的铁塔周围设置多个不共线的测量点，同时将铁塔的塔顶和塔基均作为目标点，通过测量点与塔顶、塔基之间的距离确定塔顶和塔基的三维位置坐标，进而可以确定塔顶和塔基位置的矢量变化，从而确定铁塔整体上是否发生位移。本实施例中基于塔顶和塔基位置的矢量变化不仅可以检测出铁塔倾斜，还可以检测出铁塔沉降、水平滑移等现象，监测效果较好；且通过设置多个测量点即可完成监测，成本也较低。通过塔顶和塔基的多个临时位置坐标的平均值确定塔顶和塔基的位置坐标，可以有效减小确定位置坐标时的误差，提高位置坐标的精度。以四个同一平面且均匀分布的测量点为基准建立坐标系，可以减小计算量，降低模型的复杂的，能够提高监测效率；基于矢量变化的模确定铁塔的变化量，可以快速准确地确定铁塔是否发生沉降、倾斜、平移等异常现象。

以上详细介绍了采空区铁塔的监测方法的流程，该方法也可以通过相应的装置实现，下面详细介绍该装置的结构和功能。

本发明实施例提供的一种采空区铁塔的监测装置，参见图5所示，包括：

距离确定模块51，用于实时确定至少三个测量点与塔顶之间的距离以及至少三个所述测量点与塔基之间的距离，所述测量点为预先设置在铁塔周围且不共线的三个位置；

位置坐标确定模块52，用于根据所述测量点与塔顶之间的距离以及所述测量点的位置坐标确定所述塔顶的位置坐标，根据所述测量点与塔基之间的距离以及所述测量点的位置坐标确定所述塔基的位置坐标；

变化监测模块53，用于根据所述塔顶的位置坐标的矢量变化和所述塔基的位置坐标的矢量变化确定所述铁塔的变化量，在所述变化量大于预设阈值时生成报警消息。

在上述实施例的基础上，所述测量点的数量为四个，且四个所述测量点均匀分布在所述铁塔周围；

所述位置坐标确定模块52用于：

选取三个所述测量点作为目标测量点，根据三个所述目标测量点与塔顶之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔顶的临时位置坐标，根据三个所述目标测量点与塔基之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔基的临时位置坐标；

重新选取不同的三个所述测量点作为目标测量点，重复上述确定所述塔顶的临时位置坐标和所述塔基的临时位置坐标的过程，根据所述塔顶的多个临时位置坐标的平均值确定所述塔顶的位置坐标，根据所述塔基的多个临时位置坐标的平均值确定所述塔基的位置坐标。

在上述实施例的基础上，所述位置坐标确定模块52根据三个所述目标测量点与塔顶之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔顶的临时位置坐标，根据三个所述目标测量点与塔基之间的距离以及所述目标测量点的位置坐标确定所述塔基的临时位置坐标，包括：

以所述塔基的初始位置为原点，以经过所述塔基两侧的两个所述测量点的线为轴建立空间直角坐标系；其中，四个所述测量点共面，且四个所述测量点与所述塔基的初始位置之间的距离均为l；

在选取的三个目标测量点A、B、C的位置坐标依次为(0,l,0)、(-l,0,0)、(0,-l,0)时，确定所述塔顶的临时位置坐标(x_T,y_T,z_T)，并确定所述塔基的临时位置坐标(x_F,y_F,z_F)，且：

其中，L_TA表示目标测量点A与所述塔顶之间的距离，L_TB表示目标测量点B与所述塔顶之间的距离，L_TC表示目标测量点C与所述塔顶之间的距离；L_FA表示目标测量点A与所述塔基之间的距离，L_FB表示目标测量点B与所述塔基之间的距离，L_FC表示目标测量点C与所述塔基之间的距离。

在上述实施例的基础上，所述测量点至所述铁塔的距离与采矿作业深度之间的差值小于预设差值。

在上述实施例的基础上，所述变化监测模块53根据所述塔顶的位置坐标的矢量变化和所述塔基的位置坐标的矢量变化确定所述铁塔的变化量，包括：

根据所述塔顶的位置坐标和所述塔顶的初始坐标确定所述塔顶的矢量变化

根据所述塔基的位置坐标和所述塔基的初始坐标确定所述塔基的矢量变化

根据所述塔顶的矢量变化

和所述塔基的矢量变化

确定所述铁塔的变化量ΔCT，且

本发明实施例提供的一种采空区铁塔的监测装置，在需要监测的铁塔周围设置多个不共线的测量点，同时将铁塔的塔顶和塔基均作为目标点，通过测量点与塔顶、塔基之间的距离确定塔顶和塔基的三维位置坐标，进而可以确定塔顶和塔基位置的矢量变化，从而确定铁塔整体上是否发生位移。本实施例中基于塔顶和塔基位置的矢量变化不仅可以检测出铁塔倾斜，还可以检测出铁塔沉降、水平滑移等现象，监测效果较好；且通过设置多个测量点即可完成监测，成本也较低。通过塔顶和塔基的多个临时位置坐标的平均值确定塔顶和塔基的位置坐标，可以有效减小确定位置坐标时的误差，提高位置坐标的精度。以四个同一平面且均匀分布的测量点为基准建立坐标系，可以减小计算量，降低模型的复杂的，能够提高监测效率；基于矢量变化的模确定铁塔的变化量，可以快速准确地确定铁塔是否发生沉降、倾斜、平移等异常现象。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，其包含用于执行上述的采空区铁塔的监测方法的程序，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的方法。

其中，所述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NANDFLASH)、固态硬盘(SSD))等。

图6示出了本发明的另一个实施例的一种电子设备的结构框图。所述电子设备1100可以是具备计算能力的主机服务器、个人计算机PC、或者可携带的便携式计算机或终端等。本发明具体实施例并不对电子设备的具体实现做限定。

该电子设备1100包括至少一个处理器(processor)1110、通信接口(Communications Interface)1120、存储器(memory array)1130和总线1140。其中，处理器1110、通信接口1120、以及存储器1130通过总线1140完成相互间的通信。

通信接口1120用于与网元通信，其中网元包括例如虚拟机管理中心、共享存储等。

处理器1110用于执行程序。处理器1110可能是一个中央处理器CPU，或者是专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

存储器1130用于可执行的指令。存储器1130可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器1130也可以是存储器阵列。存储器1130还可能被分块，并且所述块可按一定的规则组合成虚拟卷。存储器1130存储的指令可被处理器1110执行，以使处理器1110能够执行上述任意方法实施例中的采空区铁塔的监测方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的实施方式，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种采空区铁塔的监测方法，其特征在于，包括：

实时确定至少三个测量点与塔顶之间的距离以及至少三个所述测量点与塔基之间的距离，所述测量点为预先设置在铁塔周围且不共线的三个位置，且所述测量点的数量为四个，且四个所述测量点均匀分布在所述铁塔周围；

选取三个所述测量点作为目标测量点，以所述塔基的初始位置为原点，以经过所述塔基两侧的两个所述测量点的线为轴建立空间直角坐标系；其中，四个所述测量点共面，且四个所述测量点与所述塔基的初始位置之间的距离均为l；

在选取的三个目标测量点A、B、C的位置坐标依次为(0,l,0)、(-l,0,0)、(0,-l,0)时，确定所述塔顶的临时位置坐标(x_T,y_T,z_T)，并确定所述塔基的临时位置坐标(x_F,y_F,z_F)，且：

其中，L_TA表示目标测量点A与所述塔顶之间的距离，L_TB表示目标测量点B与所述塔顶之间的距离，L_TC表示目标测量点C与所述塔顶之间的距离；L_FA表示目标测量点A与所述塔基之间的距离，L_FB表示目标测量点B与所述塔基之间的距离，L_FC表示目标测量点C与所述塔基之间的距离；

重新选取不同的三个所述测量点作为目标测量点，重复上述确定所述塔顶的临时位置坐标和所述塔基的临时位置坐标的过程，根据所述塔顶的多个临时位置坐标的平均值确定所述塔顶的位置坐标，根据所述塔基的多个临时位置坐标的平均值确定所述塔基的位置坐标；所述塔顶的位置坐标及所述塔基的位置坐标为三维位置坐标；

根据所述塔顶的位置坐标的矢量变化和所述塔基的位置坐标的矢量变化确定所述铁塔的变化量，在所述变化量大于预设阈值时生成报警消息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量点至所述铁塔的距离与采矿作业深度之间的差值小于预设差值。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述塔顶的位置坐标的矢量变化和所述塔基的位置坐标的矢量变化确定所述铁塔的变化量，包括：

根据所述塔顶的位置坐标和所述塔顶的初始坐标确定所述塔顶的矢量变化

根据所述塔基的位置坐标和所述塔基的初始坐标确定所述塔基的矢量变化

根据所述塔顶的矢量变化

和所述塔基的矢量变化

确定所述铁塔的变化量ΔCT，且

4.一种采空区铁塔的监测装置，其特征在于，包括：

距离确定模块，用于实时确定至少三个测量点与塔顶之间的距离以及至少三个所述测量点与塔基之间的距离，所述测量点为预先设置在铁塔周围且不共线的三个位置，且所述测量点的数量为四个，且四个所述测量点均匀分布在所述铁塔周围；

位置坐标确定模块，用于选取三个所述测量点作为目标测量点，以所述塔基的初始位置为原点，以经过所述塔基两侧的两个所述测量点的线为轴建立空间直角坐标系；其中，四个所述测量点共面，且四个所述测量点与所述塔基的初始位置之间的距离均为l；

在选取的三个目标测量点A、B、C的位置坐标依次为(0,l,0)、(-l,0,0)、(0,-l,0)时，确定所述塔顶的临时位置坐标(x_T,y_T,z_T)，并确定所述塔基的临时位置坐标(x_F,y_F,z_F)，且：

其中，L_TA表示目标测量点A与所述塔顶之间的距离，L_TB表示目标测量点B与所述塔顶之间的距离，L_TC表示目标测量点C与所述塔顶之间的距离；L_FA表示目标测量点A与所述塔基之间的距离，L_FB表示目标测量点B与所述塔基之间的距离，L_FC表示目标测量点C与所述塔基之间的距离；

重新选取不同的三个所述测量点作为目标测量点，重复上述确定所述塔顶的临时位置坐标和所述塔基的临时位置坐标的过程，根据所述塔顶的多个临时位置坐标的平均值确定所述塔顶的位置坐标，根据所述塔基的多个临时位置坐标的平均值确定所述塔基的位置坐标；所述塔顶的位置坐标及所述塔基的位置坐标为三维位置坐标；

变化监测模块，用于根据所述塔顶的位置坐标的矢量变化和所述塔基的位置坐标的矢量变化确定所述铁塔的变化量，在所述变化量大于预设阈值时生成报警消息。

5.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行权利要求1-3任意一项所述的采空区铁塔的监测方法。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-3任意一项所述的采空区铁塔的监测方法。

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