系统背景

铁塔是通信基站的重要设施,经过多年的发展数量众多;随着4G的推广,将会建设越来越多的通信基站;目前通信基站设备和机房的内部管理已经科学规范了,但是作为基站外部的重要设施铁塔和天线长时间以来却缺少有效的科学检测手段;而近些年来由于恶劣天气、产品质量、工程质量、产品老化等原因造成铁塔倾斜、倒塌事故频发,同时基站恢复时间较长,造成了通信中断,影响了客户服务和通信收益。

在现实情况中造成铁塔和天线异常的因素很多,如:设计效果与施工结果不一致、质量问题和老化问题、恶劣天气等使得天线发生异常甚至掉落,铁塔倾斜甚至倒塌,而这些情况的发生缺少有效的及时检测手段,导致故障长期存在,无法得到及时获悉进行故障排查,为了保证网络性能和质量,对铁塔结构进行在线监测就非常有必要了。


监测内容

传感层负责获取铁塔安全监测数据,如倾斜度、塔基沉降、风速风向、视频围界告警信息等数据。

 

2:铁塔安全防护采集传感层设备

气象监测

气象监测系统主要由风速风向传感器等组件组成,用来实时监测铁塔现场的气象信息,并结合铁塔的倾斜角度,通过告警分析数学模型进行当前的告警状态分析。

塔基沉降监测

塔基沉降监测系统主要由压力传感器和沉降采集处理设备组成,用来实时监测铁塔的塔基沉降状态及平衡状态。

视频防盗监测

铁塔防盗报警监测系统主要由高清夜视摄像机、视频分析仪等组成,可监视到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。实时监测并分析侵入铁塔限界的物体对通信铁塔工作所产生的影响。

其它

其他现场设备包括通信模块(Zigbee、GPRS等)、语音驱赶设备、太阳能板、蓄电池等,满足现场设备在不同环境及应用线路对无线通信、供电、及语音广播等功能的需求。


系统简介

铁塔在线监测系统是利用传感器技术、信号传输技术,以及网络技术和信息收集解算技术从宏观、微观相结合的全方位角度,来监测影响铁塔施工安全的关键技术指标,记录历史、现有的数据,分析未来的走势,以便辅助监测运营单位决策,提升安全保障水平,有效防范和遏制重特大事故发生。

系统依托智能软件系统,建立分析监测预警模型,实现与短消息平台结合,当发生异常时,及时自动发布短消息到监测管理人员的手机上,尽快启动相应的预案。                   

系统测点分布

铁塔在线监测测点分布

 

监测项目

监测仪器

备注

1

铁塔倾斜度监测

倾角仪

需要3个倾角仪,布设于铁塔顶部

2

风速风向监测

一体化风速风向计

1个,布设于铁塔顶部

3

塔基沉降监测

压差式静力水准仪

4个,其中3个布设于铁塔塔基,1个布设于塔基附近的不动点作为基准点

系统组成

系统由传感器、数据采集装置、无线信号传输装置、中心信号接收及处理装置、机房及计算机软件系统、组成。

系统建立开放的数据接口,通过专线或网络或带宽允许的情况下走公用互联网,接入或远程查看支持远程专家会诊。

系统结构示意图

系统功能

现场数据通过无线GPRS发射装置发送到监测中心PC,软件自动对测量数据进行换算,直接输出监测物理量利用网络进行数据传输或者内部局域网方式,完成对传感器数据的采集和监测。软件可设置上限报警命令,手机短信报警能够时时掌控,PC 接入INTERNET 网络就可进行数据采集和监测。

信号传输处理

传感器信号采用有线RS485连接接入无线GPRS采集系统通过无线方式发送到互联网,数据接收服务器设置固定IP和固定端口接收传感器数据。通过软件解析传感器数据显示曲线数据预警功能。

系统配置要求

系统配置应根据监测地区气候环境及地理环境的不同,选择不同的监测项目,具体规定如表1所示。

表 1铁塔监测项目配置要求

环境类别

监测项目

一般地区

倾斜、振动、风速风向

沿海及风力较大地区

倾斜、振动、风速风向

地质结构不稳定地区

倾斜、振动、风速风向、塔基沉降

气温较低地区

倾斜、振动、风速风向(温湿度)

特殊地区

倾斜、振动、风速风向、塔基沉降、防盗告警

无线列调铁塔

倾斜、风速风向

注:特殊地区一般指交通枢纽、人口密集、地理复杂等地区。

铁塔在线监测预警系统的意义

基于物联网的铁塔在线监测预警系统,将从根本上解决铁塔监测数据采集困难、相关机构人手少、业务压力大等诸多因素,提高了对重点隐患点的监测和监控能力,同时也提高了对突发事件的应对能力。

1、全方位的监测系统。利用先进的物联网技术,将各种环境要素进行全面、全方位的监测监控,监测监控现场的数据及时地采集到后台,大大提高了监测监控的实时性。

2、标准、统一的数据转换平台。利用数据抽取、数据导入、数据清洗等数据处理技术,将各种不统一的监测数据集中按照标准转换到数据中心,统一的、标准的数据提高了数据的利用效率。

3、直观、形象的展示平台。监测、监控数据与GIS的紧密结合,隐患区域和监测数据可以更加直观和形象地进行展示。同时,利用质量预测系统,可形象的在GIS上进行预测演练,动态的查看影响范围。


隧道结构变形监测预警系统
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