本發(fā)明屬于通信鐵塔維護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種通信鐵塔傾斜與倒塌實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前通信鐵塔主要由人工進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵塔是否出現(xiàn)傾斜甚至倒塌。為此提出一種通信鐵塔傾斜與倒塌實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵塔是否出現(xiàn)傾斜以及倒塌的問題，提出一種通信鐵塔傾斜與倒塌實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明涉及的基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵塔系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景，如圖1所示。在通信鐵塔固定位置安裝傳感器設(shè)備，傳感器采集鐵塔相關(guān)參數(shù)并通過通信模塊傳輸至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)對(duì)傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和處理，客戶端與系統(tǒng)交互獲得所需信息。

基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵塔系統(tǒng)的整體系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)硬件部分包括通信鐵塔本身、安裝在塔身上的傳感設(shè)備，傳感設(shè)備的通信模塊與系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；系統(tǒng)軟件部分包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、數(shù)據(jù)管理發(fā)布平臺(tái)，其中系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫接收來自傳感設(shè)備的傳感數(shù)據(jù)并保存所有系統(tǒng)日志，數(shù)據(jù)處理平臺(tái)調(diào)取系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，數(shù)據(jù)管理發(fā)布平臺(tái)接收數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)記錄進(jìn)行管理和發(fā)布；系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)包括后臺(tái)管理設(shè)備和客戶端，后臺(tái)管理設(shè)備包括但不限于工作站、電腦等設(shè)施，客戶端包括但不限于APP、微信、Html網(wǎng)頁等形式；本系統(tǒng)的應(yīng)用人員包括但不限于管理人員和維護(hù)人員，其接口分別為后臺(tái)管理設(shè)備和客戶端。

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)依托上述應(yīng)用場(chǎng)景和系統(tǒng)架構(gòu)，在通信鐵塔相應(yīng)位置安裝傾角傳感器檢測(cè)鐵塔傾角數(shù)據(jù)(傾角數(shù)據(jù)是指鐵塔的中軸線與垂線的夾角)，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析實(shí)現(xiàn)通信鐵塔垂直度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明提出的通信鐵塔傾斜與倒塌實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊、顯示數(shù)據(jù)模塊、判斷鐵塔是否出現(xiàn)傾倒及告警模塊。其中，顯示數(shù)據(jù)模塊為可選模塊。

1、實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊：傾角傳感器實(shí)時(shí)采集鐵塔的傾角數(shù)據(jù)，通過通信模塊發(fā)送至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。系統(tǒng)收集傾角傳感器采集的數(shù)據(jù)，如果沒有收集到傾角數(shù)據(jù)，則判定此時(shí)傾角傳感器出現(xiàn)問題，發(fā)布傳感器故障告警；如果收集到傾角數(shù)據(jù)，則將該傾角數(shù)據(jù)記為D_i(i的初始值為0)，進(jìn)入判斷鐵塔是否出現(xiàn)傾倒并告警模塊。

2、顯示數(shù)據(jù)模塊：系統(tǒng)將該傾角數(shù)據(jù)D_i添加至傾角顯示圖中(傾角顯示圖可以是圓盤圖、曲線圖或點(diǎn)線圖等多種類型)。

3、判斷鐵塔是否出現(xiàn)傾倒并告警模塊：判斷D_i是否小于H(H為系統(tǒng)事先設(shè)定的傾倒臨界值)，如果D_i<H，則判定此時(shí)鐵塔沒有出現(xiàn)傾倒，令i＝0并返回實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊；否則判斷i是否小于1，如果i<1，則令i＝i+1并返回實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊，否則比較D_i與D_i-1的大小。如果D_i＝D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔已倒塌，發(fā)布鐵塔倒塌告警；如果D_i>D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔正在傾倒，發(fā)布鐵塔正在傾倒告警，令i＝i+1并返回實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊；如果D_i<D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔沒有出現(xiàn)傾倒，令i＝i+1并返回實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊。

通信鐵塔傾斜與倒塌實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖，如圖3所示。

本發(fā)明的通信鐵塔傾斜與倒塌實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法的實(shí)施基礎(chǔ)是傾角傳感器實(shí)時(shí)采集鐵塔的傾角數(shù)據(jù)(傾角數(shù)據(jù)是指鐵塔的中軸線與垂線的夾角)，通過通信模塊發(fā)送至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。該方法按如下步驟實(shí)現(xiàn)垂直度檢測(cè)：

步驟1、設(shè)置初始值。

系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)i(初始值為0)、傾倒臨界值H。

步驟2、實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常。

系統(tǒng)收集傾角傳感器采集的數(shù)據(jù)，如果沒有收集到傾角數(shù)據(jù)，則判定此時(shí)傾角傳感器出現(xiàn)問題，發(fā)布傳感器故障告警；如果收集到傾角數(shù)據(jù)，則將該傾角數(shù)據(jù)記為D_i(i的初始值為0)，進(jìn)入步驟3。

步驟3、判斷鐵塔是否出現(xiàn)傾倒及告警。

判斷D_i是否小于H，如果D_i<H，則判定此時(shí)鐵塔沒有出現(xiàn)傾倒，令i＝0并返回步驟2；否則判斷i是否小于1，如果i<1，則令i＝i+1并返回步驟2，否則比較D_i與D_i-1的大小，如果D_i＝D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔已倒塌，發(fā)布鐵塔倒塌告警；如果D_i>D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔正在傾倒，發(fā)布鐵塔正在傾倒告警，令i＝i+1并返回步驟2；如果D_i<D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔沒有出現(xiàn)傾倒，令i＝i+1并返回步驟2。

本發(fā)明的方法及系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)是：通過對(duì)鐵塔傾角參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠發(fā)現(xiàn)鐵塔傾角相關(guān)的不同問題并進(jìn)行告警，尤其是鐵塔正在傾倒和已經(jīng)倒塌等嚴(yán)重問題，有助于實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵塔的傾斜問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的應(yīng)用場(chǎng)景示意圖；

圖2是本發(fā)明的應(yīng)用場(chǎng)景整體系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

圖4是本發(fā)明的方法流程圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的傾角傳感數(shù)據(jù)圓盤圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的傾角傳感數(shù)據(jù)點(diǎn)線顯示圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。

本發(fā)明涉及的基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵塔系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景，如圖1所示。在通信鐵塔固定位置安裝傳感器設(shè)備，傳感器采集鐵塔相關(guān)參數(shù)并通過通信模塊發(fā)送至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)對(duì)傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和處理，客戶端與系統(tǒng)交互獲得所需信息。

基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵塔系統(tǒng)的整體系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)硬件部分包括通信鐵塔本身、安裝在塔身上的傳感設(shè)備，傳感設(shè)備的通信模塊與系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；系統(tǒng)軟件部分包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、數(shù)據(jù)管理發(fā)布平臺(tái)，其中系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫接收來自傳感設(shè)備的傳感數(shù)據(jù)并保存所有系統(tǒng)日志，數(shù)據(jù)處理平臺(tái)調(diào)取系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，數(shù)據(jù)管理發(fā)布平臺(tái)接收數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)記錄進(jìn)行管理和發(fā)布；系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)包括后臺(tái)管理設(shè)備和客戶端，后臺(tái)管理設(shè)備包括但不限于工作站、電腦等設(shè)施，客戶端包括但不限于APP、微信、Html網(wǎng)頁等形式；本系統(tǒng)的應(yīng)用人員包括但不限于管理人員和維護(hù)人員，其接口分別為后臺(tái)管理設(shè)備和客戶端。

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)依托上述應(yīng)用場(chǎng)景和系統(tǒng)架構(gòu)，在通信鐵塔相應(yīng)位置安裝傾角傳感器檢測(cè)鐵塔傾角數(shù)據(jù)(傾角數(shù)據(jù)是指鐵塔的中軸線與垂線的夾角)，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析實(shí)現(xiàn)通信鐵塔傾斜與倒塌的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)如下：

本實(shí)施例中通信鐵塔傾斜與倒塌實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊、顯示數(shù)據(jù)模塊、判斷鐵塔是否出現(xiàn)傾倒并告警模塊。其中，顯示數(shù)據(jù)模塊為可選模塊。

1、實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊：傾角傳感器實(shí)時(shí)采集鐵塔的傾角數(shù)據(jù)，通過通信模塊發(fā)送至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。系統(tǒng)收集傾角傳感器采集的數(shù)據(jù)，如果沒有收集到傾角數(shù)據(jù)，則判定此時(shí)傾角傳感器出現(xiàn)問題，發(fā)布傳感器故障告警；如果收集到傾角數(shù)據(jù)，則將該傾角數(shù)據(jù)記為D_i(i的初始值為0)，進(jìn)入顯示數(shù)據(jù)模塊。本實(shí)施例中，傾角傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵塔傾角數(shù)據(jù)，系統(tǒng)檢測(cè)某年某月某日13:20時(shí)的傳感器數(shù)據(jù)，此時(shí)傳感器數(shù)據(jù)為0.3°，即此時(shí)傾角傳感器正常無故障，記D₀＝0.3°，進(jìn)入顯示數(shù)據(jù)模塊。

2、顯示數(shù)據(jù)模塊：系統(tǒng)將該傾角數(shù)據(jù)D_i添加至傾角顯示圖中(傾角顯示圖可以采用圓盤圖、曲線圖或點(diǎn)線圖等多種類型)。如果使用三軸陀螺儀作為傾角傳感器，則檢測(cè)的傾角數(shù)據(jù)包含三維坐標(biāo)，可以形成俯視的圓盤圖(如圖5所示的圓盤圖，其包含傾角數(shù)據(jù)及傾斜方向數(shù)據(jù))；如果使用雙軸陀螺儀作為傾角傳感器，則檢測(cè)的傾角數(shù)據(jù)為檢測(cè)點(diǎn)與垂線的夾角，可以形成點(diǎn)線圖。本實(shí)施例中，在二維坐標(biāo)軸顯示傾角傳感數(shù)據(jù)的點(diǎn)線圖，將D₀＝0.3°顯示在點(diǎn)線圖中，如圖6所示，橫坐標(biāo)為傾角值，縱坐標(biāo)為時(shí)刻值。

3、判斷鐵塔是否出現(xiàn)傾倒并告警模塊：判斷D_i是否小于H(H為系統(tǒng)事先設(shè)定的傾倒臨界值)，如果D_i<H，則判定此時(shí)鐵塔沒有出現(xiàn)傾倒，令i＝0并返回實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊；否則判斷i是否小于1，如果i<1，則令i＝i+1并返回實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊，否則比較D_i與D_i-1的大小。如果D_i＝D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔已倒塌，發(fā)布鐵塔倒塌告警；如果D_i>D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔正在傾倒，發(fā)布鐵塔正在傾倒告警，令i＝i+1并返回實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊；如果D_i<D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔沒有出現(xiàn)傾倒，令i＝i+1并返回實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊。本實(shí)施例中，H＝10°，D₀＝0.3°<H，所以判定鐵塔沒有出現(xiàn)傾倒，令i＝0并返回實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊。下一次檢測(cè)傾角傳感數(shù)據(jù)得到D₀＝10.5°、D₁＝20°，均顯示在如圖6所示的點(diǎn)線圖中。此時(shí)i＝1，且D₁＝20>D₀＝10.5°，則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔正在傾倒，發(fā)布鐵塔正在傾倒告警，令i＝i+1并返回實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常模塊。

本發(fā)明的通信鐵塔傾斜與倒塌實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法的實(shí)施基礎(chǔ)是傾角傳感器實(shí)時(shí)采集鐵塔的傾角數(shù)據(jù)(傾角數(shù)據(jù)是指鐵塔的中軸線與垂線的夾角)，通過通信模塊發(fā)送至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。該方法實(shí)施例按如下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1、設(shè)置初始值。

系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)i(初始值為0)、傾倒臨界值H。本實(shí)施例中，H＝10°。

步驟2、實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并判斷傳感器是否正常。

傾角傳感器實(shí)時(shí)采集鐵塔的傾角數(shù)據(jù)，通過通信模塊發(fā)送至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。系統(tǒng)收集傾角傳感器采集的數(shù)據(jù)，如果沒有收集到傾角數(shù)據(jù)，則判定此時(shí)傾角傳感器出現(xiàn)問題，發(fā)布傳感器故障告警；如果收集到傾角數(shù)據(jù)，則將該傾角數(shù)據(jù)記為D_i(i的初始值為0)，進(jìn)入步驟3。本實(shí)施例中，傾角傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵塔傾角數(shù)據(jù)，系統(tǒng)檢測(cè)13:20時(shí)的傳感器數(shù)據(jù)，此時(shí)傳感器數(shù)據(jù)為0.3°，即此時(shí)傾角傳感器正常無故障，記D₀＝0.3°，進(jìn)入步驟3。

步驟3、顯示數(shù)據(jù)。(可選步驟)

系統(tǒng)將該傾角數(shù)據(jù)D_i添加至傾角顯示圖中(傾角顯示圖可以采用圓盤圖、曲線圖、點(diǎn)線圖等多種類型)。如果使用三軸陀螺儀作為傾角傳感器，則檢測(cè)的傾角數(shù)據(jù)包含三維坐標(biāo)，可以形成俯視的圓盤圖(如圖5所示的圓盤圖，其包含傾角數(shù)據(jù)及傾斜方向數(shù)據(jù))，如果使用雙軸陀螺儀作為傾角傳感器，則檢測(cè)的傾角數(shù)據(jù)為檢測(cè)點(diǎn)與垂線的夾角，可以形成點(diǎn)線圖。本實(shí)施例中，在二維坐標(biāo)軸顯示傾角傳感數(shù)據(jù)的點(diǎn)線圖，將D₀＝0.3°顯示在點(diǎn)線圖中，如圖6所示，橫坐標(biāo)為傾角值，縱坐標(biāo)為時(shí)刻值。

步驟4、判斷鐵塔是否出現(xiàn)傾倒。

判斷D_i是否小于H，如果D_i<H，則判定此時(shí)鐵塔沒有出現(xiàn)傾倒，令i＝0并返回步驟2；否則判斷i是否小于1，如果i<1，則令i＝i+1并返回步驟2，否則比較D_i與D_i-1的大小。如果D_i＝D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔已倒塌，發(fā)布鐵塔倒塌告警；如果D_i>D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔正在傾倒，發(fā)布鐵塔正在傾倒告警，令i＝i+1并返回步驟2；如果D_i<D_i-1則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔沒有出現(xiàn)傾倒，令i＝i+1并返回步驟2。本實(shí)施例中，H＝10°，D₀＝0.3°<H，所以判斷鐵塔沒有出現(xiàn)傾倒，令i＝0并返回步驟2。下一次檢測(cè)傾角傳感數(shù)據(jù)得到D₀＝10.5°、D₁＝20°，均顯示在如圖6所示的點(diǎn)線圖中。此時(shí)i＝1，且D₁＝20>D₀＝10.5°，則系統(tǒng)判定此時(shí)鐵塔正在傾倒，發(fā)布鐵塔正在傾倒告警，令i＝i+1并返回步驟2。

當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明的，而并非作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的范圍內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例的變化、變型都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。