專利名稱：一種軌道交通區(qū)間隧道漏水的智能檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種軌道交通區(qū)間隧道漏水的智 能檢測裝置及方法。
背景技術(shù)：
隧道結(jié)構(gòu)的牢固可靠對穿行于城市地下的地鐵安全運(yùn)營至關(guān)重要。隧 道內(nèi)是否滲漏水異常是判斷隧道結(jié)構(gòu)是否牢固的重要指標(biāo)，尤其對于穿越 大江、大河的區(qū)間隧道，隧道滲漏水異?，F(xiàn)象所導(dǎo)致的后果可能是災(zāi)難性 的。如何在滲漏水異常的早期就能及早發(fā)現(xiàn)，防范事故于未然，是運(yùn)營維 護(hù)部門迫切需要解決的問題。但是，由于區(qū)間隧道一般較長，逐點(diǎn)的直接 檢測成本較高，并不實用。目前實際的檢測手段匱乏，僅僅依靠派員巡檢 的方式來發(fā)現(xiàn)漏水異常，嚴(yán)重依賴人的判斷，若在晚期發(fā)現(xiàn)，可能會對整 個軌道交通線路的安全運(yùn)營造成嚴(yán)重影響。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供了一種軌道交通區(qū) 間隧道漏水的智能檢測裝置及方法，它能夠及早檢測到軌道交通區(qū)間隧 道是否漏水異常，大大提高了整個軌道交通運(yùn)營的安全性，并且減少了 大量的人力勞動。
實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是
本發(fā)明之一， 一種軌道交通區(qū)間隧道漏水的智能檢測裝置，該檢 測裝置用于對車站進(jìn)水量以及區(qū)間排水泵的排水量進(jìn)行檢測，其中，它 包括與采集裝置相連的智能水表、功率變送器和中央處理機(jī)，其中
智能水表，用來采集車站總進(jìn)水量Zt，然后輸出總進(jìn)水量Zt給采集裝置；
功率變送器，用于將所述的排水泵的輸入電壓和輸入電流轉(zhuǎn)換成 有功功率信號，并輸出到采集裝置；
采集裝置，用于分別采集所述功率變送器輸出的排水泵的有功功 率信號、排水泵傳來的啟動停止信號以及所述的智能水表輸出的總進(jìn)水 量Zt，它將采集到的排水泵的有功功率信號和啟動停止信號轉(zhuǎn)化為數(shù) 字信號，連同智能水表輸出的總進(jìn)水量Zt—起輸出給所述的中央處理 機(jī)進(jìn)行處理；
中央處理機(jī)，用于對從所述的采集裝置傳來的有功功率信號、啟 動停止信號以及總進(jìn)水量Zt進(jìn)行處理，即根據(jù)累積計算出的當(dāng)天累計
排水量Qt及當(dāng)天累計進(jìn)水量Yt來計算當(dāng)天累計漏水量At，比較當(dāng)天累 計漏水量At與預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st，判斷是否存在區(qū)間隧道漏水異 常情況及報警，并可通過統(tǒng)計當(dāng)天累計漏水量At的歷史數(shù)據(jù)，來調(diào)整 預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閥值A(chǔ)st的數(shù)值。
上述的智能檢測裝置，其中，所述的中央處理機(jī)包括分別與中央 處理機(jī)本體相連的通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、比較報警模塊、知識庫模
塊，其中
通信模塊，用于接收采集裝置的數(shù)據(jù)通信信息，并將該信息轉(zhuǎn)換
成對應(yīng)的測量值；
數(shù)據(jù)處理模塊，用于對測量值數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，定時計算當(dāng)天累計 漏水量At的值，并存儲入數(shù)據(jù)庫；
比較報警模塊，用于對漏水量At與預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st進(jìn)行比 較， 一旦漏水量At超出預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st即報警；
知識庫模塊，用于對每天的累計漏水量At進(jìn)行統(tǒng)計分析，為用戶 修正預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st的數(shù)值提供依據(jù)。
上述的智能檢測裝置，其中，所述的排水泵與采集裝置和功率變 送器之間通過若干觸點(diǎn)連接，采集裝置與智能水表、功率變送器和中央 處理機(jī)之間通過通信電纜連接。
本發(fā)明之二， 一種軌道交通區(qū)間隧道漏水的檢測方法，包括以下步驟
首先，分別采集區(qū)間排水泵的啟動停止信號、有功功率的值以及 智能水表的總進(jìn)水量Zt;
其次，定時計算當(dāng)天累計漏水量At，即根據(jù)當(dāng)天采集到的區(qū)間排 水泵的啟動停止信號、有功功率的值和智能水表的總進(jìn)水量Zt來計算 當(dāng)天累計漏水量At;
最后， 一方面，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，即定時將計算后的當(dāng)天累計
漏水量At存儲入數(shù)據(jù)庫，為用戶修正預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st的數(shù)值提 供依據(jù)，用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫輸出的數(shù)據(jù)來修正經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st，另 一方面，判斷是否存在漏水異常情況，即定時將當(dāng)天累計漏水量At與 預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值^t進(jìn)行比較判斷，若At〉A(chǔ)st，即存在漏水異常情 況，則顯示報警信息。
上述的檢測方法，其中，所述的計算當(dāng)天累計漏水量At的計算公
式為
當(dāng)天累計漏水量A產(chǎn)當(dāng)天累計排水量Qt-當(dāng)天累計進(jìn)水量Y^排水
系數(shù)(D，其中
當(dāng)天累計排水量Qt = Qt—! +排水泵有功功率/額定功率乂額定流量
X排水泵運(yùn)行時間，其中
t為大于等于1的自然數(shù)，QQ=0;
額定功率、額定流量為排水泵的額定參數(shù)，由排水泵生產(chǎn)企
業(yè)給定；
排水泵運(yùn)行時間=時間段(1-1) t期間排水泵累計啟動運(yùn)行的
時間；
當(dāng)天累計進(jìn)水量Yt=Zt-ZQ，其中，Zo為O時刻采集到的智能水表 總進(jìn)水量的值，t為大于等于1的自然數(shù)； 排水系數(shù)O為0. 71. 1。
上述的檢測方法，其中，所述的預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)^可通過數(shù) 據(jù)庫中存儲的當(dāng)天累計漏水量At的歷史數(shù)據(jù)自動或手動修正，即首先 運(yùn)用存儲在數(shù)據(jù)庫中的當(dāng)天累計漏水量At歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算出t時刻當(dāng)天累計漏水量At的平均值&和標(biāo)準(zhǔn)差S t，然后將所述平均值S與若 干倍標(biāo)準(zhǔn)差S t之和設(shè)定為t時刻的預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的-一種軌道交通區(qū)間隧道漏水的智能 檢測裝置及方法通過智能水表、功率變送器、采集裝置和中央處理機(jī)來 實現(xiàn)實時檢測軌道交通區(qū)間隧道的進(jìn)水量以及排水泵的排水量，能夠及 早發(fā)現(xiàn)隱患，降低隧道因漏水異常而導(dǎo)致運(yùn)營故障的發(fā)生率。
圖1是本發(fā)明的一種軌道交通區(qū)間隧道漏水的智能檢測裝置結(jié)構(gòu) 示意圖2是本發(fā)明的中央處理機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明的一種軌道交通區(qū)間隧道漏水的檢測方法的流程圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
請參閱圖l和圖2，圖中示出了本發(fā)明之一的一種軌道交通區(qū)間隧
道漏水的智能檢測裝置，該智能檢測裝置用于對車站進(jìn)水量以及區(qū)間排
水泵5的排水量進(jìn)行檢測，它包括與采集裝置3相連的智能水表1、功
率變送器2和中央處理機(jī)4，其中
智能水表l，用來采集車站總進(jìn)水量Zt，該進(jìn)水量為累計量，然后 輸出總進(jìn)水量Zt給采集裝置3，本實施例中智能水表1的型號為深圳正 星特公司的改進(jìn)型RS485總線式ST-11T;
功率變送器2，用于將排水泵5的輸入電壓和輸入電流轉(zhuǎn)換成有功 功率信號即低壓模擬信號，并輸出到采集裝置3，該功率信號為電壓或 電流信號輸出，該功率變送器2與排水泵5之間通過若干觸點(diǎn)連接，本 實施例中輸出電壓信號，功率變送器2采用的型號為Multitek M100-WA3-2(針對不同的排水泵5，可選用不同型號的功率變送器2);
采集裝置3，用于分別采集功率變送器2輸出的排水泵5的有功功 率信號、排水泵5傳來的啟動停止信號以及智能水表1輸出的總進(jìn)水量
7Zt，它將采集到的排水泵5的有功功率信號和啟動停止信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字 信號，連同智能水表1輸出的總進(jìn)水量Zt—起輸出給中央處理機(jī)4進(jìn) 行處理，該采集裝置3與排水泵5之間通過若干觸點(diǎn)連接以傳輸啟動和 停止信號，該采集裝置3與智能水表1、功率變送器2和中央處理機(jī)4 之間均通過通信電纜連接，本實施例中采集裝置3采用的型號為西門子 S7-300 PLC;
中央處理機(jī)4，用于對從采集裝置3傳來的有功功率信號、啟動停 止信號以及總進(jìn)水量Zt進(jìn)行處理，即根據(jù)累積計算統(tǒng)計出的當(dāng)天累計 排水量Qt及當(dāng)天累計進(jìn)水量Yt來計算當(dāng)天累積漏水量At，比較當(dāng)天累 積漏水量At與預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st，判斷是否存在區(qū)間隧道漏水異 常情況及報警，并可通過統(tǒng)計當(dāng)天累積漏水量At的歷史數(shù)據(jù)，來調(diào)整 預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閥值A(chǔ)st的數(shù)值，本實施例中，中央處理機(jī)4采用型號 IBM eServer x336，該中央處理機(jī)4包括分別與中央處理機(jī)本體41相連 的通信模塊42、數(shù)據(jù)處理模塊43、比較報警模塊44、知識庫模塊45， 其中
通信模塊42，用于接收采集裝置上傳的數(shù)據(jù)通信信息，并將該信 息轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的測量值；
數(shù)據(jù)處理模塊43，用于對測量值數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計算出當(dāng)天累積 漏水量At的值，并存儲在數(shù)據(jù)庫中；；
比較報警模塊44，用于對漏水量At與預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值乂t進(jìn) 行比較， 一旦漏水量At超出預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st即報警；
知識庫模塊45，用于對每天的漏水量At進(jìn)行統(tǒng)計分析，為用戶修 正預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ),t的數(shù)值提供依據(jù)。
請參閱3，圖中示出了本發(fā)明之二的一種軌道交通區(qū)間隧道漏水的 檢測方法，包括以下步驟
一) 分別采集區(qū)間排水泵的啟動停止信號、有功功率的值以及智 能水表的總進(jìn)水量Zt。
二) 定時計算當(dāng)天累積漏水量At，即根據(jù)當(dāng)天采集到的區(qū)間排水 泵的啟動停止信號、有功功率的值和智能水表的總進(jìn)水量Zt來計算當(dāng)天累積漏水量At，計算公式為
當(dāng)天累積漏水量Ap當(dāng)天累計排水量Q「當(dāng)天累積進(jìn)水量Y,排水 系數(shù)①，其中
當(dāng)天累計排水量Qt=Qt—, +排水泵有功功率/額定功率乂額定流量
X排水泵運(yùn)行時間，其中
t為大于等于1的自然數(shù)，QQ=0;
額定功率、額定流量為排水泵的額定參數(shù)，由排水泵生產(chǎn)企 業(yè)給定；
排水泵運(yùn)行時間-時間段(t-l) t期間排水泵累計啟動運(yùn)行的 時間；
當(dāng)天累積進(jìn)水量Yt = Zt-ZQ，其中，Zo為O時刻采集到的智能水表 總進(jìn)水量的值，t為大于等于1的自然數(shù)；
排水系數(shù)①為0. 7丄1，可根據(jù)用戶的運(yùn)營經(jīng)驗調(diào)整， 一般設(shè)為
0. 9。
三) 一方面，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，即定時將計算后的當(dāng)天累積漏 水量At存儲入數(shù)據(jù)庫，為用戶修正預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值4t的數(shù)值提供 依據(jù)，用戶可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫輸出的數(shù)據(jù)來修正經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st，另一 方面，判斷是否存在漏水異常情況，即定時將當(dāng)天累積漏水量At與預(yù) 設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st進(jìn)行比較判斷，若At〉4t，即存在漏水異常情況， 則顯示報警信息，其中
預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st可通過數(shù)據(jù)庫中存儲的當(dāng)天累積漏水量At 的歷史數(shù)據(jù)自動或手動修正，即首先運(yùn)用存儲在數(shù)據(jù)庫中的當(dāng)天累積漏 水量At歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算出t時刻當(dāng)天累積漏水量At的平均值S和標(biāo) 準(zhǔn)差S t，然后將所述平均值S與若干倍標(biāo)準(zhǔn)差S t之和設(shè)定為t時刻的 預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值 t。
雖然經(jīng)過對本發(fā)明結(jié)合具體實施例進(jìn)行描述，對于在本技術(shù)領(lǐng)域 熟練的人士，根據(jù)上文的敘述做出的替代、修改與變化將是顯而易見的。 因此，在這樣的替代、修改和變化落入附后的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi) 時，應(yīng)該被包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1. 一種軌道交通區(qū)間隧道漏水的智能檢測裝置，該智能檢測裝置用于對車 站進(jìn)水量以及區(qū)間排水泵的排水量進(jìn)行檢測，其特征在于它包括與采集裝置 相連的智能水表、功率變送器和中央處理機(jī)，其中智能水表，用來采集車站總進(jìn)水量Zt，然后輸出總進(jìn)水量Zt給采集裝置；功率變送器，用于將所述的排水泵的輸入電壓和輸入電流轉(zhuǎn)換成有功功率 信號，并輸出到采集裝置；采集裝置，用于分別采集所述功率變送器輸出的排水泵的有功功率信號、 排水泵傳來的啟動停止信號以及所述的智能水表輸出的總進(jìn)水量Zt，它將采集 到的排水泵的有功功率信號和啟動停止信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，連同智能水表輸 出的總進(jìn)水量Zt —起輸出給所述的中央處理機(jī)進(jìn)行處理；中央處理機(jī)，用于對從所述的采集裝置傳來的有功功率信號、啟動停止信 號以及總進(jìn)水量Zt進(jìn)行處理，即根據(jù)累積計算出的當(dāng)天累計排水量Qt及當(dāng)天 累計進(jìn)水量Yt來計算當(dāng)天累計漏水量At，比較當(dāng)天累計漏水量At與預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)^，判斷是否存在區(qū)間隧道漏水異常情況及報警，并可通過統(tǒng)計當(dāng) 天累計漏水量At的歷史數(shù)據(jù)，來調(diào)整預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閥值A(chǔ)st的數(shù)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能檢測裝置，其特征在于所述的中央處理機(jī)包括分別與中央處理機(jī)本體相連的通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、比較報警模塊、 知識庫模塊，其中.-通信模塊，用于接收采集裝置的數(shù)據(jù)通信信息，并將該信息轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理模塊，用于對測量值數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，定時計算當(dāng)天累計漏水量At 的值，并存儲入數(shù)據(jù)庫；比較報警模塊，用于對漏水量At與預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值4t進(jìn)行比較，一 旦當(dāng)天累計漏水量At超出預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st即報警；知識庫模塊，用于對當(dāng)天累計漏水量At進(jìn)行統(tǒng)計分析，為用戶修正預(yù)設(shè)的 經(jīng)驗漏水閾值4t的數(shù)值提供依據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能檢測裝置，其特征在于所述的排水泵與采集裝置和功率變送器之間通過若干觸點(diǎn)連接，采集裝置與智能水表、功率變 送器和中央處理機(jī)之間通過通信電纜連接。
4. 一種軌道交通區(qū)間隧道漏水的檢測方法，包括以下步驟首先，分別采集區(qū)間排水泵的啟動停止信號、有功功率的值以及智能水表 的總進(jìn)水量Zf,其次，定時計算當(dāng)天累計漏水量At，即根據(jù)當(dāng)天采集到的區(qū)間排水泵的啟 動停止信號、有功功率的值和智能水表的總進(jìn)水量Zt來計算當(dāng)天累計漏水量At;最后， 一方面，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，即定時將計算后的當(dāng)天累計漏水量At 存儲入數(shù)據(jù)庫，為用戶修正預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st的數(shù)值提供依據(jù)，用戶可 以根據(jù)數(shù)據(jù)庫輸出的數(shù)據(jù)來修正經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st，另一方面，判斷是否存在漏水異常情況，即定時將當(dāng)天累計漏水量At與預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)^進(jìn)行比較 判斷，若A—4t，即存在漏水異常情況，則顯示報警信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測方法，其特征在于所述的計算當(dāng)天累計漏水量At的計算公式為-當(dāng)天累計漏水量A產(chǎn)當(dāng)天累計排水量Qt-當(dāng)天累計進(jìn)水量Y^排水系數(shù)0，其中當(dāng)天累計排水量Qt^Qw +排水泵有功功率/額定功率乂額定流量乂排水泵運(yùn)行時間，其中t為大于等于1的自然數(shù)，QQ=0;額定功率、額定流量為排水泵的額定參數(shù)，由排水泵生產(chǎn)企業(yè)給定； 排水泵運(yùn)行時間=時間段&l卜t期間排水泵累計啟動運(yùn)行的時間；當(dāng)天累計進(jìn)水量Yt^Zt-Z。，其中，Z。為O時刻采集到的智能水表總進(jìn)水量的值，t為大于等于1的自然數(shù)；排水系數(shù)O為0. 7丄1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測方法，其特征在于所述的預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st可通過數(shù)據(jù)庫中存儲的當(dāng)天累計漏水量At的歷史數(shù)據(jù)自動或手動修正， 即首先運(yùn)用存儲在數(shù)據(jù)庫中的當(dāng)天累計漏水量At歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算出t時刻當(dāng) 天累計漏水量At的平均值^和標(biāo)準(zhǔn)差S,，然后將所述平均值^與若干倍標(biāo)準(zhǔn) 差S t之和設(shè)定為t時刻的預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值A(chǔ)st。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種軌道交通區(qū)間隧道漏水的智能檢測裝置及方法，該智能檢測裝置包括與采集裝置相連的智能水表、功率變送器和中央處理機(jī)，本發(fā)明的檢測方法首先，分別采集區(qū)間排水泵的啟動停止信號、有功功率的值以及智能水表的進(jìn)水量；其次，計算當(dāng)天累計漏水量Δ<sub>t</sub>；最后，一方面，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫以為用戶修正預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值Δ<sub>st</sub>的數(shù)值提供依據(jù)，另一方面，判斷是否存在漏水異常情況，即定時將當(dāng)天累計漏水量Δ<sub>t</sub>與預(yù)設(shè)的經(jīng)驗漏水閾值Δ<sub>st</sub>進(jìn)行比較判斷，若存在漏水異常情況，則顯示報警信息。本發(fā)明能夠及早檢測到軌道交通區(qū)間隧道是否漏水異常，大大提高了整個軌道交通運(yùn)營的安全性，并且減少了大量的人力勞動。
文檔編號G01M3/26GK101311697SQ20071004113
公開日2008年11月26日 申請日期2007年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月24日
發(fā)明者堅 吳, 陳赤峰, 斌 韓, 韓玉雄 申請人:上海軌道交通設(shè)備發(fā)展有限公司