本發(fā)明屬于輸電設(shè)備，特別涉及一種基于多通道交互的輸電鐵塔松動螺栓定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、輸電鐵塔是由塔材通過螺栓連接而成的，在長期的自然環(huán)境下，輸電線路鐵塔會產(chǎn)生螺栓松動的現(xiàn)象，如不及時處理，可能會造成倒塔斷線事故。因螺栓數(shù)量多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于強風(fēng)和大溫差將引起鐵塔螺栓連接的松動失效，當(dāng)鐵塔發(fā)生螺栓松動，在適當(dāng)風(fēng)載作用下有時會引起塔頂振動異常或共振，導(dǎo)致鐵塔頂端的晃動和翹曲變形、鐵塔構(gòu)件疲勞破壞、塔身結(jié)構(gòu)失穩(wěn)以及倒塌，嚴(yán)重危及通信和輸電網(wǎng)絡(luò)的安全，因此早期鐵塔螺栓松動診斷就顯得特別重要。

2、目前重點的監(jiān)測方向是采用傳感器等部件對螺栓的壓力以及振動等來判斷是否松動，而由于螺栓松動是必然的過程，由于桿塔上螺栓數(shù)量眾多，不可能對每個螺栓進行監(jiān)測，而且松動過程又是不同步的，有的螺栓很快松動，有的不松動，這就導(dǎo)致了螺栓松動的定位問題難以解決。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于多通道交互的輸電鐵塔松動螺栓定位方法及系統(tǒng)，以提高對松動螺栓的定位，進一步提高輸電鐵塔的維護效率。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于多通道交互的輸電鐵塔松動螺栓定位方法，其中，該方法包括：

3、根據(jù)輸電塔位置區(qū)域?qū)⒄w區(qū)域分為第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)，其中，所述第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)分別與所述輸電塔位置區(qū)域的塔底區(qū)域、塔身區(qū)域以及塔尖區(qū)域?qū)?yīng)；

4、獲取輸電塔整體區(qū)域的第一參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)第一閾值區(qū)間確定輸電塔整體區(qū)域的參數(shù)區(qū)間，所述參數(shù)區(qū)間包括異常區(qū)間和正常區(qū)間；

5、輸出異常區(qū)間時，根據(jù)振動信號分別確定第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)對應(yīng)的振動參數(shù)；

6、基于所述振動參數(shù)以及預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)振動參數(shù)確定異常區(qū)域，所述異常區(qū)域包括第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)中至少之一；

7、獲取異常區(qū)域的偏差范圍，根據(jù)預(yù)設(shè)第二閾值區(qū)間確定異常區(qū)域的監(jiān)測等級，根據(jù)監(jiān)測等級確定各監(jiān)測點的采集頻率，其中監(jiān)測等級最高時立即觸發(fā)報警，并調(diào)用異常區(qū)域內(nèi)所有監(jiān)測點以最大頻率進行采樣。

8、該方法具體的實施方案中，還包括監(jiān)測等級的調(diào)整過程，具體包括：

9、獲取監(jiān)測時段，并在監(jiān)測時段內(nèi)獲取異常區(qū)域內(nèi)的異常情況，其中，所述監(jiān)測時段的構(gòu)建是以從異常區(qū)域第一次出現(xiàn)異常情況時作為開始，監(jiān)測時段結(jié)束點為預(yù)設(shè)時間；

10、若監(jiān)測時段內(nèi)未出現(xiàn)異常情況，則以結(jié)束點作為開始，重新構(gòu)建監(jiān)測時段，當(dāng)連續(xù)n個監(jiān)測時段內(nèi)均未出現(xiàn)異常，則使監(jiān)測等級降低至下一級；

11、若監(jiān)測時段內(nèi)出現(xiàn)異常情況，則立即使監(jiān)測等級升級至下一級，并立即以該異常情況出現(xiàn)點重新構(gòu)建監(jiān)測時段，其中，當(dāng)兩次出現(xiàn)異常情況的時長低于第三閾值時，立即觸發(fā)報警。

12、該方法具體的實施方案中，所述根據(jù)輸電塔位置區(qū)域?qū)⒄w區(qū)域分為第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)，包括：

13、構(gòu)建輸電塔整體區(qū)域相匹配的模型，根據(jù)輸電塔的整體構(gòu)造，將輸電塔的塔腿的高度區(qū)間為第一監(jiān)測區(qū)；

14、以塔腿的最高點為起點，均勻向上延伸至最高點的高度區(qū)間作為第二監(jiān)測區(qū)；

15、以塔架截面急劇變化處以上部分為塔頭，若無截面急劇變化，則以下橫擔(dān)的下弦以上部分為塔頭，即為第三監(jiān)測區(qū)。

16、該方法具體的實施方案中，所述獲取輸電塔整體區(qū)域的第一參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)第一閾值區(qū)間確定輸電塔整體區(qū)域的參數(shù)區(qū)間，包括：

17、獲取輸電塔整體區(qū)域晃動的三軸振動加速度；

18、根據(jù)水平x和y軸以及垂直于地面的z軸數(shù)據(jù)的變化，確定輸電塔整體的傾斜程度、方向，并根據(jù)數(shù)據(jù)變化率確定變化趨勢；

19、將傾斜程度、方向與預(yù)設(shè)的第一閾值區(qū)間進行比較，若位于第一閾值區(qū)間內(nèi)，則輸電塔整體區(qū)域為正常區(qū)間，若超出第一閾值區(qū)間，則輸電塔整體為異常區(qū)間；

20、且當(dāng)傾斜程度、方向位于第一閾值，且變化趨勢超過預(yù)設(shè)的范圍時，則輸電塔整體區(qū)域也為異常區(qū)域。

21、該方法具體的實施方案中，所述輸出異常區(qū)間時，根據(jù)振動信號分別確定第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)對應(yīng)的振動參數(shù)，包括：

22、輸出異常區(qū)間時，使對應(yīng)監(jiān)測區(qū)的各個監(jiān)測點產(chǎn)生彈性波，所述監(jiān)測點為通過螺栓相連接的塔材處；

23、獲取激振點所在的塔材以及通過螺栓相連接的塔材的振動信號；

24、根據(jù)自相關(guān)變分模態(tài)分解方法對振動信號進行分析，輸出為振動參數(shù)。

25、該方法具體的實施方案中，所述基于所述振動參數(shù)以及預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)振動參數(shù)確定異常區(qū)域，包括：

26、獲取預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)振動參數(shù)，并將其與振動參數(shù)進行比較；

27、若振動參數(shù)存在超出標(biāo)準(zhǔn)振動參數(shù)的情況，則根據(jù)振動參數(shù)異常的部位所處的監(jiān)測點位置確定所處的監(jiān)測區(qū)，該監(jiān)測區(qū)為異常區(qū)域；

28、其中，所述異常部位產(chǎn)生的監(jiān)測點為異常子區(qū)域，且異常子區(qū)域至少有一個。

29、該方法具體的實施方案中，確定異常子區(qū)域后，還包括：

30、獲取異常子區(qū)域的圖像信息；

31、根據(jù)預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)圖像與獲取的圖像信息進行比較；

32、根據(jù)圖像比對結(jié)果顯示異常點來確定具體的螺栓松動位置；

33、若比對結(jié)果未顯示異常點，則進行人工核實。

34、該方法具體的實施方案中，獲取異常情況出現(xiàn)的第一頻次，以及對應(yīng)第一頻次下的圖像比對結(jié)果；

35、根據(jù)圖像未顯示異常點，且人工核實后不存在松動的第二頻次；

36、根據(jù)第二頻次與第一頻次的比值，若該比值超過預(yù)設(shè)的第四閾值，則輸出校驗信號；

37、根據(jù)所述校驗信號，對異常子區(qū)域的偏差范圍進行調(diào)整。

38、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了基于多通道交互的輸電鐵塔松動螺栓定位系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)包括：

39、區(qū)域劃分模塊，用于根據(jù)輸電塔位置區(qū)域?qū)⒄w區(qū)域分為第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)，其中，所述第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)分別與所述輸電塔位置區(qū)域的塔底區(qū)域、塔身區(qū)域以及塔尖區(qū)域；

40、異常獲取模塊，所述異常確定模塊用于獲取輸電塔整體區(qū)域的第一參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)第一閾值區(qū)間確定輸電塔整體區(qū)域的參數(shù)區(qū)間，所述參數(shù)區(qū)間包括異常區(qū)間和正常區(qū)間；

41、異常確認(rèn)模塊，所述異常確認(rèn)模塊用于根據(jù)振動信號分別確定第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)對應(yīng)的振動參數(shù)，基于所述振動參數(shù)以及預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)振動參數(shù)確定異常區(qū)域，所述異常區(qū)域包括第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)中至少之一；

42、異常監(jiān)測模塊，所述異常等級調(diào)整模塊用于獲取異常區(qū)域的偏差范圍，根據(jù)預(yù)設(shè)第二閾值區(qū)間確定異常區(qū)域的監(jiān)測等級，根據(jù)監(jiān)測等級確定各監(jiān)測點的采集頻率，其中監(jiān)測等級最高時立即觸發(fā)報警，并調(diào)用異常區(qū)域內(nèi)所有監(jiān)測點以最大頻率進行采樣。

43、該系統(tǒng)的具體的實施方案中，還包括等級調(diào)整模塊，所述等級調(diào)整模塊用于根據(jù)異常情況對異常區(qū)域的監(jiān)測等級進行調(diào)整。

44、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種基于多通道交互的輸電鐵塔松動螺栓定位終端，該終端包括：

45、至少一個處理器；

46、以及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；

47、其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的計算機程序，所述計算機程序被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行所述的基于多通道交互的輸電鐵塔松動螺栓定位方法。

48、與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：

49、1.采用獲取塔體的三軸振動加速度的方式，能夠快速的確定輸電鐵塔整體是否存在螺栓松動，能夠在螺栓早期松動時，發(fā)現(xiàn)異常，且不需要針對每個螺栓進行監(jiān)測，降低了針對每個螺栓進行采樣的成本。

50、2.在整體出現(xiàn)異常的前提下，能夠根據(jù)激振點的振動參數(shù)確定異常點的位置，同時根據(jù)異常情況的偏差范圍確定監(jiān)測等級，根據(jù)不同的監(jiān)測等級確定監(jiān)測頻率，從而能夠合理利用采集設(shè)備，且根據(jù)后續(xù)的情況會靈活對監(jiān)測等級進行調(diào)控，實現(xiàn)資源最大化的利用，避免監(jiān)測設(shè)備長時間高頻率的運行。