鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

項(xiàng)目背景

當(dāng)下國(guó)內(nèi)鐵塔數(shù)量已經(jīng)突破200萬(wàn)，目前仍在保持強(qiáng)勁的勢(shì)頭增長(zhǎng)。這可能是全球各行各業(yè)中最龐大卻又最難管理和維護(hù)的資產(chǎn)之一。例如，在自然環(huán)境和外界條件的作用下，地震、雷擊、滑坡、惡劣氣候、老化氧化、潛在的人為偷盜破壞等因素，都會(huì)給鐵塔帶來(lái)一定的安全隱患，鐵塔地基容易發(fā)生滑移、傾斜、開裂等現(xiàn)象，從而引起導(dǎo)致鐵塔變形、傾斜、甚至倒塔等。目前，傳統(tǒng)的通信鐵塔維護(hù)主要靠定期巡檢、人為觀測(cè)，這些是非常必要的安全防護(hù)手段。但上述手段存在一定主觀性，某些參數(shù)人工實(shí)測(cè)困難，且不易及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，無(wú)法滿足鐵塔實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求。?

為了消除鐵塔安全隱患，避免出現(xiàn)傾斜、倒塌以及雷擊損壞等危及通信安全的事件發(fā)生，需要采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備對(duì)鐵塔進(jìn)行實(shí)時(shí)的安全監(jiān)測(cè)，同時(shí)為鐵塔的集中修理整治提供基礎(chǔ)參考依據(jù)，具體分析如下：

1、通過(guò)對(duì)雷擊電流幅值、極性和雷擊頻度的監(jiān)測(cè)，為防治雷擊危害，尤其是二次感應(yīng)雷的危害提供解決依據(jù)，針對(duì)電力鐵塔我們還增加工頻閃絡(luò)電力傳感器，準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)。

2、通過(guò)對(duì)桿塔三軸振動(dòng)加速度的監(jiān)測(cè)，對(duì)地震、臺(tái)風(fēng)、建筑機(jī)械碰撞等外力破壞提供準(zhǔn)確的事件報(bào)警和嚴(yán)重性評(píng)估。

3、通過(guò)雙軸傾角監(jiān)測(cè)，對(duì)雨水導(dǎo)致桿塔基礎(chǔ)塌陷、外力導(dǎo)致桿塔傾斜做出早期的報(bào)警，為及時(shí)解決倒塔故障的發(fā)生爭(zhēng)取時(shí)間。

4、通過(guò)無(wú)線通信和主站軟件管理系統(tǒng)把數(shù)據(jù)信息集中匯總，通過(guò)大數(shù)據(jù)模型分析，給出設(shè)備故障的分析判斷，提供大概率的解決問題的方法。

系統(tǒng)概述

采用先進(jìn)成熟的信號(hào)采集、控制網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，結(jié)合光纖傳感技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)、太陽(yáng)能新能源技術(shù)、智能數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)鐵塔安全信息——如雙軸傾斜角度、三軸振動(dòng)加速度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并及時(shí)預(yù)警和報(bào)警。系統(tǒng)兼具智能化、云模式、高精度等多重優(yōu)勢(shì)。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)既是專門為通訊企業(yè)和鐵塔公司能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通訊鐵塔的傾斜及振幅頻率等情況，及時(shí)了解運(yùn)行通訊鐵塔的安全、可靠狀況，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)超標(biāo)鐵塔狀況及時(shí)進(jìn)行多種方式預(yù)報(bào)警，指導(dǎo)檢修和維護(hù)，提醒運(yùn)行維護(hù)人員加固地基，防止倒塔事故發(fā)生。?

鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括通訊鐵塔在線監(jiān)測(cè)裝置和后臺(tái)綜合分析軟件兩部分，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)通訊鐵塔的各再種狀態(tài)量進(jìn)行測(cè)量和報(bào)告，將數(shù)據(jù)通過(guò)3G/GPRS/CDMA等通訊方式傳送到后臺(tái)綜合分析軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析和決策，準(zhǔn)確反映出通訊鐵塔當(dāng)前的各種狀態(tài)，使通訊系統(tǒng)管理人員把握通訊運(yùn)行的實(shí)際情況，幫助其進(jìn)行決策和安全評(píng)估,對(duì)防止通訊鐵塔事故的發(fā)生具有重要意義。1.3.3.1.5.0.6.2.5.0.9 張梁 扣扣：2.3.3.9.1.5.3.8.1.6

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

1、自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和測(cè)量，鐵塔狀態(tài)實(shí)時(shí)掌控

為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，系統(tǒng)二十四小時(shí)無(wú)間斷的采集被監(jiān)測(cè)鐵塔的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和上報(bào)，并且可隨時(shí)接收并響應(yīng)監(jiān)測(cè)中心的查詢命令，通過(guò)監(jiān)測(cè)模塊對(duì)相應(yīng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行查詢和向監(jiān)測(cè)中心傳送。

2??核心數(shù)據(jù)收集和分析，鐵塔安全時(shí)刻保障

由于大風(fēng)，地震等外力因素，近年來(lái)安全事故頻發(fā)，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)鐵塔的傾斜度變化，根據(jù)通信工程驗(yàn)收規(guī)范，考慮風(fēng)荷載等外力的作用下，當(dāng)鐵塔的傾斜度超過(guò)預(yù)設(shè)門限值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

監(jiān)測(cè)鐵塔塔基的不均勻沉降情況，當(dāng)不均勻沉降值超過(guò)預(yù)設(shè)門限值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

3??安全報(bào)警全過(guò)程覆蓋，維護(hù)人員省時(shí)省心

作為維護(hù)的好幫手，系統(tǒng)采取分級(jí)報(bào)警的方式，及時(shí)在監(jiān)測(cè)中心維護(hù)管理終端上發(fā)出分級(jí)報(bào)警信號(hào)，具有多地點(diǎn)、多事件的并發(fā)報(bào)警功能。在維護(hù)終端界面固定區(qū)域明顯標(biāo)示出報(bào)警信息，以聲光報(bào)警的方式提示值班人員。同時(shí)可根據(jù)鐵塔的運(yùn)行情況及相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，綜合歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析出鐵塔的健康狀態(tài)并準(zhǔn)確的判斷對(duì)通信的影響及危害程度，為運(yùn)用維護(hù)提供預(yù)警信息。

4??數(shù)據(jù)云端建模和分析，鐵塔系統(tǒng)智慧管理

作為智慧城市的組成部分，系統(tǒng)具有根據(jù)報(bào)警時(shí)間、報(bào)警地點(diǎn)、報(bào)警類型、報(bào)警等級(jí)等對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行多條件查詢、統(tǒng)計(jì)分析的功能�？砂凑諉蝹�(gè)鐵塔、多個(gè)鐵塔等多種組合方式生成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的日、月、年統(tǒng)計(jì)報(bào)表和變化曲線。

監(jiān)測(cè)設(shè)備可以通過(guò)授權(quán)用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、管理、維護(hù)，無(wú)需人員到基站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置，節(jié)約時(shí)間和運(yùn)輸成本。且配置方法簡(jiǎn)單，無(wú)須記憶復(fù)雜的操作方法或指令。鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立在3G/GPRS/CDMA無(wú)線通信平臺(tái)上，監(jiān)測(cè)設(shè)備具備在惡劣環(huán)境（狂風(fēng)、暴雨、冰雪）下持續(xù)正常工作的能力，整機(jī)可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作（≥10000小時(shí)），比傳統(tǒng)有線監(jiān)控成本造價(jià)低，技術(shù)更先進(jìn)，且技術(shù)延續(xù)性和升級(jí)性更強(qiáng)。

5??綠色資源節(jié)能和環(huán)保，鐵塔資源高效利用

為共建綠色城市，系統(tǒng)采用太陽(yáng)能電池供電的方式。配置的太陽(yáng)能板在天氣晴好的時(shí)候存儲(chǔ)電量，可以保證即使在陰雨天氣也能為系統(tǒng)提供足夠的電能，節(jié)能高效，可持續(xù)性好。

6 鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有體積小、精度高、安裝方便、功能完備等優(yōu)勢(shì)，可對(duì)鐵塔進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)的安全監(jiān)測(cè)，可有效地保障鐵塔安全，提高通信鐵塔資產(chǎn)的信息化管理水平。

監(jiān)測(cè)方式和內(nèi)容?

1監(jiān)測(cè)方式?

鐵塔監(jiān)測(cè)裝置安裝在鐵塔的立柱上，保證與其它監(jiān)測(cè)儀的監(jiān)測(cè)點(diǎn)處于同一現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)通訊鐵塔運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、預(yù)警與分析決策。?

2監(jiān)測(cè)內(nèi)容?

雙軸傾斜角度、三軸振動(dòng)加速度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。??

3?監(jiān)測(cè)裝置安裝位置?

3.1安裝原則?

(1) ?選擇的安裝位置及裝置外觀結(jié)構(gòu)應(yīng)不影響正常的通訊鐵塔檢修維護(hù)工作。?

(2) ?裝置的安裝應(yīng)整齊、牢固，有必要的防護(hù)措施和防銹處理。

(3) ?傳感器和數(shù)據(jù)集中器裝置用專用電纜連接，避免干擾。

(4) ?塔上安裝點(diǎn)方便監(jiān)測(cè)單元的固定和整體角度調(diào)整。

(5) ?安裝時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)角度測(cè)量工具對(duì)裝置安裝角度進(jìn)行預(yù)調(diào)整。

(6) ?傳感器在防雷設(shè)施的有效保護(hù)范圍內(nèi)。

(7) ?裝置的機(jī)殼通過(guò)鐵塔接地。?.2安裝位置?安裝在鐵塔的立柱上,如下圖所示。

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成及運(yùn)行環(huán)境

監(jiān)測(cè)裝置?

◆硬件組成：?

(1) 傾角傳感器：一套；

(2) 振動(dòng)傳感器：一套；

(3) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊：一套；

(4) 電源系統(tǒng)：太陽(yáng)能板、充電控制器、電池；

(5) 子站通信系統(tǒng)：無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊和手機(jī)卡；

(6) 前端設(shè)備配套安裝固定夾具；?

◆運(yùn)行環(huán)境：

環(huán)境溫度：-25°C?~?+45°C?????

工作溫度：-40°C?~?+85°C?????

相對(duì)濕度：5%RH?~?100%RH?

大氣壓力：550hPa?~?1060hPa

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)?

1監(jiān)測(cè)裝置特點(diǎn)

(1) 抗干擾：防電磁、防水、防雷擊，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠；

(2) 測(cè)量精度高：高精度、高分辨率、高可靠性數(shù)字傾斜傳感器；

(3) 鐵塔雙軸傾角、三軸振動(dòng)加速度等數(shù)據(jù)采集、測(cè)量和通信功能，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)胶蠖司C合分析軟件系統(tǒng)；

(4) 具有在線自診斷功能；??

(5) 時(shí)間同步功能，能接收綜合分析軟件系統(tǒng)的對(duì)時(shí)命令，每天對(duì)時(shí)一次，誤差不大于5s；

(6) 數(shù)據(jù)暫存功能，可以在通訊異常時(shí)能存儲(chǔ)30天以上的數(shù)據(jù)；

(7) 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安裝方便快捷，安裝后不會(huì)對(duì)鐵塔后期運(yùn)行維護(hù)造成安全隱患；

(8) 具有適當(dāng)?shù)慕涌�，供本地調(diào)試；

(9) 裝置主機(jī)采用太陽(yáng)能加蓄電池或市電供電的模式，鐵塔傾斜角度采集單元采用太陽(yáng)能加鋰電池供電模式，在持續(xù)陰雨條件下，能夠正常工作至少30天。

2?綜合分析軟件系統(tǒng)特點(diǎn)?

(1) 能定時(shí)自動(dòng)接收數(shù)據(jù)采集單元的數(shù)據(jù)；?

(2) 具有遠(yuǎn)程設(shè)置采集方式(自控方式或受控方式)、自動(dòng)采集時(shí)間的功能；

(3) 后臺(tái)軟件根據(jù)用戶需求，系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警參數(shù)、數(shù)據(jù)采集密度等可以遠(yuǎn)程設(shè)置；

(4) 能向數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送對(duì)時(shí)命令；

(5) 能遠(yuǎn)程修改數(shù)據(jù)采集單元的IP地址和端口號(hào)；

(6) 對(duì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和輸出，以數(shù)字列表、曲線和圖表的形式顯示相關(guān)參數(shù)；能對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析，自動(dòng)生成報(bào)表；

(7) 具備報(bào)警提示功能；

(8) 可以從其它MIS系統(tǒng)進(jìn)行接口；

(9) 采用智能化大范圍遠(yuǎn)程分布式數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)在線傳輸方式，不受距離限制，系統(tǒng)組網(wǎng)方便，并提供監(jiān)測(cè)中心多級(jí)管理功能，實(shí)現(xiàn)在不同位置同時(shí)對(duì)多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控。