CN207934555U - 一种通信铁塔安全防护装置 - Google Patents

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韩锦春
袁赛麟
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Abstract

本实用新型涉及一种通信铁塔安全防护装置,属于通信设备技术领域,所述的通信铁塔安全防护装置主要包括底座、铁架、爬梯、防坠网、避雷针、防护栏、通信天线、控制单元,本实用新型提供了一种通信铁塔安全防护装置,结构简单,使用方便,能够避免铁架长期使用所带来的锈蚀,并对塔脚进行完全密封,保证铁塔的安全运行;通过部署在铁塔的各个传感器设备,系统实现了铁塔运行状态的实时在线监测,在异常事件发生时,系统可及时发出告警信号,并通过对历史监测数据综合智能分析,提高预警功能,便于提前采取有效防范措施,确保铁路通信网络通畅;同时,增加铁塔的整体稳定性,并有效预防维修人员攀爬过程中的倾倒问题。

Description

一种通信铁塔安全防护装置
技术领域
本实用新型属于通信设备技术领域,具体地说,涉及一种通信铁塔安全防护装置。
背景技术
在通信领域中,铁塔安全监控在近几年逐渐被越来越多的人所关注,铁塔运行状态是否良好关系到周围的人和物的安全,关系到铁塔建设方或使用方的维护成本,关系到铁塔作用覆盖区域的信息安全,乃至经济、社会发展的安全。
随着线路运行年限的增加以及运行环境的不断改变,出现了许多当初线路设计预期的问题,其中一个较为频繁的问题是铁塔塔脚埋设在强腐蚀性的污泥、污水及长期的风吹日晒环境条件下,导致主材出现腐蚀,从而导致铁塔腐蚀速度的问题,塔脚埋设不稳定,易使后期铁塔存在较大的安全隐患;在对铁塔进行维护攀爬的时候,攀爬人员安全性得不到保证。
同时,由于一些极端自然现象(如地壳运动、恶劣气候)、人为破坏及铁塔自身老化、氧化等原因,造成铁塔倾斜情况时有发生,严重时甚至导致铁塔倒塌,铁塔的倾斜和倒塌不仅会造成通信网络中断,甚至会引发其他铁路事故,这对通信网正常工作和安全行车带来安全隐患。目前,铁路通信铁塔维护主要靠定期检、人为观测等,这些是非常必要的安全防护手段,但存在一定主观性,某些参数人工实测困难,不容易及时发现问题,无法满足铁塔实时监测需求。
因此,有必要对现有的通信铁塔进行改进,使得通信铁塔的结构更为完善,在不增加大量生产成本的前提下,保证通信铁塔的稳定性,使其具有更高的实用性,最大化保证铁塔与维修人员的安全。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题,本实用新型提供了一种通信铁塔安全防护装置,结构简单,使用方便,能够避免铁架长期使用所带来的锈蚀,并对塔脚进行完全密封,保证铁塔的安全运行;通过部署在铁塔的各个传感器设备,系统实现了铁塔运行状态的实时在线监测,在异常事件发生时,系统可及时发出告警信号,并通过对历史监测数据综合智能分析,提高预警功能,便于提前采取有效防范措施,确保铁路通信网络通畅;同时,增加铁塔的整体稳定性,并有效预防维修人员攀爬过程中的倾倒问题。
为达到上述目的,本实用新型是按如下技术方案实施的:
所述的通信铁塔安全防护装置主要包括底座、铁架、爬梯、防坠网、避雷针、防护栏、通信天线、控制单元,所述的底座与铁架底部连接,铁架上安装有防护栏,防护栏周向安装有通信天线,铁架顶部安装有避雷针,铁架中央安装有爬梯,爬梯上安装有防坠网,上下相邻的铁架连接部之间通过螺栓固定连接,并在相邻两个铁架和螺栓之间焊接有绝缘层铜线,所述的控制单元包括输入单元、采集处理器、输出单元,输入单元包括倾斜传感器、振动传感器、风速风向计、温湿度传感器、压力传感器、沉降采集处理机、微波感应传感器、GSM通信模块、摄像机、视频分析仪,倾斜传感器、振动传感器、风速风向计、温湿度传感器、压力传感器、沉降采集处理机、微波感应传感器、GSM通信模块、视频分析仪分别与采集处理器输入端连接,视频分析仪输入端与摄像机连接,所述的输出单元包括业务逻辑层、表示层、功率控制模块、语音芯片、功率放大模块、超声喇叭,采集处理器输出端分别与业务逻辑层、功率控制模块、语音芯片连接,业务逻辑层与表示层连接,功率控制模块、语音芯片通过功率放大模块与超声喇叭连接,所述的倾斜传感器、振动传感器、风速风向计、温湿度传感器安装在防护栏上,压力传感器、沉降采集处理机、微波感应传感器、GSM通信模块、摄像机、视频分析仪安装在铁架下侧。
进一步,所述的底座外部由内到外依次为自粘防水层、弹性防水层和防腐蚀层,并通过自粘防水层实现无缝粘合连接,底座采用掏挖基础,以土代模,将钢筋骨架和混凝土浇入掏挖成形的土胎内,钢筋混凝土保护层最小厚度为55mm,混凝土内部掺加不小于水泥重量4%的钢筋阻诱剂。
进一步,所述的业务逻辑层包括web服务器、应用服务器、通信服务器、数据库服务器、接口服务器,web服务器、应用服务器、通信服务器、数据库服务器与接口服务器连接。
进一步,所述的表示层包括web终端、工务终端、管控终端,web终端、工务终端、管控终端分别与接口服务器连接。
本实用新型的有益效果:
本实用新型提供了一种通信铁塔安全防护装置,结构简单,使用方便,通过等电势防腐蚀原理,能够避免铁架长期使用所带来的锈蚀,并对塔脚进行完全密封,避免铁塔塔脚埋设在强腐蚀性的污泥、污水及长期的风吹日晒环境条件下,导致主材出现腐蚀,从而导致铁塔腐蚀速度的问题,保证铁塔的安全运行;对铁塔的实时控制,通过部署在铁塔的各个传感器设备,系统实现了铁塔运行状态的实时在线监测,在异常事件发生时,系统可及时发出告警信号,并通过对历史监测数据综合智能分析,提高预警功能,便于提前采取有效防范措施,确保铁路通信网络通畅;同时,底座采用掏挖基础,以土代模,增加铁塔的整体稳定性,并对爬梯进行有效防护,预防维修人员攀爬过程中的倾倒问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的底座掏挖基础结构示意图;
图3为本实用新型的底座防腐蚀结构示意图;
图4为本实用新型的铁架连接部结构示意图;
图5为本实用新型的爬梯俯视结构示意图;
图6为本实用新型的控制单元连接结构框图;
图中,1-底座、2-铁架、3-螺栓、4-绝缘层铜线、5-爬梯、6-防坠网、7-避雷针、8-防护栏、9-通信天线、10-倾斜传感器、11-振动传感器、12-风速风向计、13-温湿度传感器、14-压力传感器、15-沉降采集处理机、16-微波感应传感器、17-GSM通信模块、18-摄像机、19-视频分析仪、20-采集处理器、21-业务逻辑层、22-表示层、23-功率控制模块、24-语音芯片、25-功率放大模块、26-超声喇叭、27-自粘防水层、28-弹性防水层、29-防腐蚀层。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚,下面将结合附图,对本实用新型的优选实施例进行详细的说明,以方便技术人员理解。
如图1-6所示,所述的通信铁塔安全防护装置主要包括底座1、铁架2、爬梯5、防坠网6、避雷针7、防护栏8、通信天线9、控制单元。
所述的底座1与铁架2底部连接,底座1外部由内到外依次为自粘防水层27、弹性防水层28和防腐蚀层29,所述的自粘防水层27为SBS改性沥青层,不仅具有较好的防水性,还能实现底座1与铁塔塔脚的粘合连接,所述的弹性防水层28为弹性聚氨酯层,为底座1外侧提供防水加强作用及缓冲作用,所述的防腐蚀层29为石墨烯/天然橡胶纳米复合材料层,不仅能够有效起到防腐作用,还防止外界摩擦、碰撞等破坏防护膜层,为铁塔防护起到隔绝保护的作用;并通过自粘防水层27实现无缝粘合连接,操作简单,使用方便,不仅能够实现无缝粘结,还能方便快捷的对底座1外部进行更换。
底座1基础施工时以土代模,直接将钢筋骨架和混凝土浇入掏挖成形的土胎内,充分利用了原状土承载力高、变形小的优点,施工过程中避免了大开挖,减少了对环境的破坏,同时避免了对土体的过分扰动,底部内部措施基础混凝土采用C40级,钢筋混凝土保护层最小厚度55mm;采用高抗硫酸盐硅酸盐水泥;控制最大水灰比0.4,最小水泥用量380kg/m3,最大氯离子含量0.08%;混凝土内部掺加不小于水泥重量4%的钢筋阻锈剂,底座1外部基坑掏挖完成后,在基坑侧壁喷厚度不小于30mm的水泥浆,使坑壁平整;水泥浆表面采用10mm厚度的防腐玻璃钢纤维贴紧,然后灌注混凝土,采用此底座1灌注技术,打破掏挖基础仅依靠自身性能进行防腐蚀的局限性,可以全方位保护基础,增大掏挖基础在强腐蚀地区的应用。
铁架2上安装有防护栏8,防护栏8周向安装有通信天线9,铁架2顶部安装有避雷针7,铁架2中央安装有爬梯5,爬梯5上安装有防坠网6,上下相邻的铁架2连接部之间通过螺栓3固定连接,并在相邻两个铁架2和螺栓3之间焊接有绝缘层铜线4,金属之间的腐蚀是由于金属的氧化造成的,在金属的氧化过程是失去电子的过程,在两块铁板之间通过绝缘层铜线4连接,使得两块金属板之间的电子通过导线互相流动,而不会通过之间的螺栓3连接结构,使得两块铁板之间的电势相等,达到防止中间螺栓氧化的效果,通过等电势防腐蚀原理,能够避免铁架2长期使用所带来的锈蚀。
所述的控制单元包括输入单元、采集处理器20、输出单元,输入单元包括倾斜传感器10、振动传感器11、风速风向计12、温湿度传感器13、压力传感器14、沉降采集处理机15、微波感应传感器16、GSM通信模块17、摄像机18、视频分析仪19,倾斜传感器10、振动传感器11、风速风向计12、温湿度传感器13、压力传感器14、沉降采集处理机15、微波感应传感器16、GSM通信模块17、视频分析仪19分别与采集处理器20输入端连接,视频分析仪19输入端与摄像机18连接,采集层通过多种传感器获取铁塔安全监测数据(倾斜角度、振动频率、风速风向、塔基沉降、视频围界告警信息等),实现铁塔运行状态的实时监测及防盗报警监测等,铁塔倾斜/振动监测设备主要由倾斜传感器10、振动传感器11等组成,周期性地采集铁塔的倾斜角度及振动频率、振动幅度等信息;气象监测设备主要由风速风向计12、温湿度传感器13等组成,实时监测铁塔现场气象信息,并结合铁塔的倾斜角度和振动频率、振动幅度,通过告警分析数学模型分析当前告警状态;塔基沉降监测设备主要由压力传感器14和沉降采集处理机15组成,实时监测铁塔的塔基沉降及平衡状态,为实时监测和分析侵入铁塔限界的物体对通信铁塔产生的影响,由高清夜视摄像机18、视频分析仪19等组成铁塔防盗报警监测设备,监视铁塔所在位置的现场情况,实现对铁塔周界重点区域的安全布控。
所述的输出单元包括业务逻辑层21、表示层22、功率控制模块23、语音芯片24、功率放大模块25、超声喇叭26,采集处理器20输出端分别与业务逻辑层21、功率控制模块23、语音芯片24连接,业务逻辑层21与表示层22连接,业务逻辑层21包括web服务器、应用服务器、通信服务器、数据库服务器、接口服务器,web服务器、应用服务器、通信服务器、数据库服务器与接口服务器连接,业务逻辑层21具备对辖区内各监测对象的告警等重要信息进行处理、存储、显示、输出等功能,具备对各类信息按指定时段统计分析的功能,为维护管理人员提供监测告警、预警及铁塔安全状态等信息的查询显示和报表输出功能,并提供监测信息维护、系统运行参数配置、用户权限管理及系统日志管理等功能。此外,业务逻辑层21具有自检和对监测设备、监测单元的故障进行监测,以及将故障告警信息传送至维护终端的功能。
表示层22包括web终端、工务终端、管控终端,web终端、工务终端、管控终端分别与接口服务器连接,表示层22采用基于Arc GIS和Flex技术的B/S架构。表示层22维护终端以图形、视频、声、光等方式,提供风速风向、温湿度、倾斜度、振动频率、塔基沉降、铁塔周界实时状态等监测信息,以及告警、预警信息和相应的工作预案,并具备信息查询和报表输出功能。当某个基站的铁塔出现异常情况时,系统主界面通过在GIS地图上对异常铁塔图标的警示渲染和语音播报,向维护人员发出告警提示。
采集处理器20主要收集前端铁塔各类安全监测数据,并进行数据预处理,如利用协议转换模块完成前端多种协议数据的标准化工作,通过传输数据通道将标准协议数据上传到监测中心,能同时接入多种不同类型监测设备,完成风速风向、温湿度、倾斜度、振动频率及路基沉降等监测数据的采集、初步分析和预处理,以及对铁塔防盗告警实时状态的监测,现场采集单元具备自检和对监测铁塔状态的巡检功能,实现对铁塔安全隐患的诊断、定位及告警;同时,能够将故障信息上传至监测中心并接受监测中心的集中监测管理,功率控制模块23、语音芯片24通过功率放大模块25与超声喇叭26连接。
所述采集处理器20接受微波感应传感器16、GSM通信模块17和语音芯片24的输入控制信号,同时具有显示、调整超声播放频率,所述通信装置和微波感应传感器16均电性连接采集处理器20,所述采集处理器20通过语音芯片24和功率控制模块23连接功率放大模块25,再通过功率放大模块25连接超声喇叭26,通过微波感应传感器16获取10m内任何移动物体的信号,水平、垂直覆盖范围可达360°,利用微波感应的反射特性与频率的变化来探测物体的靠近,如果人类靠近会发出警示,并会通过GSM通信模块17发出警报信号给有关部门,防止盗窃;当有动物靠近铁塔时,由微波感应传感器16感应动物侵入防护区域,把信号传给采集处理器20,采集处理器20通过功率放大模块25和超声喇叭26,发出对应频段、不同音调的超声波噪声,攻击动物的听觉和神经系统,使动物感到厌烦或恐惧而远离,同时,值班人员可以通过GSM通信模块17远程控制超声波输出强度,在无人值守时,让设备连续工作,提高超声幅度,防止较远距离动物的闯入;有人值班时,可通过电子围栏感应小动物的闯入,实现主动式防护。
所述的倾斜传感器10、振动传感器11、风速风向计12、温湿度传感器13安装在防护栏8上,压力传感器14、沉降采集处理机15、微波感应传感器16、GSM通信模块17、摄像机18、视频分析仪19安装在铁架2下侧。
本实用新型提供了一种通信铁塔安全防护装置,结构简单,使用方便,通过等电势防腐蚀原理,能够避免铁架长期使用所带来的锈蚀,并对塔脚进行完全密封,避免铁塔塔脚埋设在强腐蚀性的污泥、污水及长期的风吹日晒环境条件下,导致主材出现腐蚀,从而导致铁塔腐蚀速度的问题,保证铁塔的安全运行;对铁塔的实时控制,通过部署在铁塔的各个传感器设备,系统实现了铁塔运行状态的实时在线监测,在异常事件发生时,系统可及时发出告警信号,并通过对历史监测数据综合智能分析,提高预警功能,便于提前采取有效防范措施,确保铁路通信网络通畅;同时,底座采用掏挖基础,以土代模,增加铁塔的整体稳定性,并对爬梯进行有效防护,预防维修人员攀爬过程中的倾倒问题。
最后说明的是,以上优选实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变,而不偏离本实用新型权利要求书所限定的。

Claims (4)

1.一种通信铁塔安全防护装置,其特征在于:所述的通信铁塔安全防护装置主要包括底座、铁架、爬梯、防坠网、避雷针、防护栏、通信天线、控制单元,所述的底座与铁架底部连接,铁架上安装有防护栏,防护栏周向安装有通信天线,铁架顶部安装有避雷针,铁架中央安装有爬梯,爬梯上安装有防坠网,上下相邻的铁架连接部之间通过螺栓固定连接,并在相邻两个铁架和螺栓之间焊接有绝缘层铜线,所述的控制单元包括输入单元、采集处理器、输出单元,输入单元包括倾斜传感器、振动传感器、风速风向计、温湿度传感器、压力传感器、沉降采集处理机、微波感应传感器、GSM通信模块、摄像机、视频分析仪,倾斜传感器、振动传感器、风速风向计、温湿度传感器、压力传感器、沉降采集处理机、微波感应传感器、GSM通信模块、视频分析仪分别与采集处理器输入端连接,视频分析仪输入端与摄像机连接,所述的输出单元包括业务逻辑层、表示层、功率控制模块、语音芯片、功率放大模块、超声喇叭,采集处理器输出端分别与业务逻辑层、功率控制模块、语音芯片连接,业务逻辑层与表示层连接,功率控制模块、语音芯片通过功率放大模块与超声喇叭连接,所述的倾斜传感器、振动传感器、风速风向计、温湿度传感器安装在防护栏上,压力传感器、沉降采集处理机、微波感应传感器、GSM通信模块、摄像机、视频分析仪安装在铁架下侧。
2.根据权利要求1所述的一种通信铁塔安全防护装置,其特征在于:所述的底座外部由内到外依次为自粘防水层、弹性防水层和防腐蚀层,通过自粘防水层实现无缝粘合连接,底座采用掏挖基础,以土代模,将钢筋骨架和混凝土浇入掏挖成形的土胎内,钢筋混凝土保护层最小厚度为55mm,混凝土内部掺加不小于水泥重量4%的钢筋阻诱剂。
3.根据权利要求1所述的一种通信铁塔安全防护装置,其特征在于:所述的业务逻辑层包括web服务器、应用服务器、通信服务器、数据库服务器、接口服务器,web服务器、应用服务器、通信服务器、数据库服务器与接口服务器连接。
4.根据权利要求1或3所述的一种通信铁塔安全防护装置,其特征在于:所述的表示层包括web终端、工务终端、管控终端,web终端、工务终端、管控终端分别与接口服务器连接。
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