專利名稱：鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鐵路安全技術(shù)，特別是涉及一種鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鐵路沿線設(shè)置的用于通信的鐵路鐵塔(可以簡(jiǎn)稱為鐵塔)，是GSM-R系統(tǒng)等所必須的基礎(chǔ)設(shè)施。由于當(dāng)前的鐵路鐵塔與鐵路線路之間的距離并不能夠滿足倒塔安全距離，因此，鐵路鐵塔的安全狀態(tài)(如鐵路鐵塔的傾斜、倒塌等)會(huì)嚴(yán)重影響鐵路的連續(xù)正常運(yùn)營(yíng)；另外，鐵路鐵塔鋼材材質(zhì)所存在的隱患問(wèn)題以及夜間檢修慣例所存在的問(wèn)題也會(huì)給鐵路路線的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)安全隱患。上述問(wèn)題不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，而且有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生不利的社會(huì)影響。目前，現(xiàn)有的鐵路鐵塔主要是通過(guò)人工進(jìn)行維護(hù)，即通過(guò)工作人員對(duì)鐵路鐵塔的逐個(gè)定性巡查來(lái)發(fā)現(xiàn)存在安全問(wèn)題的鐵路鐵塔，并對(duì)巡查出的存在安全問(wèn)題的鐵路鐵塔進(jìn)行維護(hù)，以排除其存在的安全問(wèn)題。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型過(guò)程中發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有的鐵路鐵塔的維護(hù)方式并不能夠?qū)崿F(xiàn)定量精確測(cè)量，因此，現(xiàn)有的維護(hù)方式無(wú)法準(zhǔn)確的獲知鐵路鐵塔的幾何姿態(tài)，從而也就無(wú)法按照《YD/T 5131-2005移動(dòng)通信工程鋼塔桅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定來(lái)對(duì)鐵路鐵塔進(jìn)行安全防護(hù)，即不能按照現(xiàn)有的規(guī)范及時(shí)且準(zhǔn)確的排查出存在安全問(wèn)題的鐵路鐵塔。因此，如何能夠及時(shí)準(zhǔn)確的獲知存在安全問(wèn)題的鐵路鐵塔，以能夠及時(shí)的對(duì)鐵路鐵塔進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)，排除該安全問(wèn)題，對(duì)于鐵路部門來(lái)說(shuō)是一個(gè)急需解決的技術(shù)問(wèn)題。有鑒于上述現(xiàn)有的鐵路鐵塔維護(hù)存在的問(wèn)題，發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)知識(shí)，配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)，能夠克服現(xiàn)有的鐵路鐵塔維護(hù)存在的問(wèn)題，使其更具實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本實(shí)用新型。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有的鐵路鐵塔維護(hù)存在的問(wèn)題，而提供一種新的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，能夠及時(shí)且準(zhǔn)確的獲知存在安全問(wèn)題的鐵路鐵塔，并為維護(hù)人員提供故障原因，另外，還可以對(duì)鐵路鐵塔的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題可采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，設(shè)置于鐵路鐵塔上，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備包括:傾角監(jiān)測(cè)模塊、激光測(cè)距傳感模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)傳輸接口模塊、電源接口模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊；所述傾角監(jiān)測(cè)模塊與信號(hào)采集模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊均連接，向信號(hào)采集模塊輸出其采集的鐵路鐵塔在水平平面X-Y軸上的傾角對(duì)(Θ P θ2);所述激光測(cè)距傳感模塊與信號(hào)采集模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊均連接，向信號(hào)采集模塊輸出其采集的監(jiān)測(cè)設(shè)備與固定參考點(diǎn)之間的距離R ;所述信號(hào)采集模塊與傾角監(jiān)測(cè)模塊、信號(hào)傳輸接口模塊以及電源轉(zhuǎn)換模塊均連接，所述信號(hào)采集模塊接收傾角對(duì)(θ” θ2)和距離R，并通過(guò)所述信號(hào)傳輸接口模塊向外部設(shè)備發(fā)送格式轉(zhuǎn)換后的傾角對(duì)(Qpe2)和距離R ;所述信號(hào)傳輸接口模塊與信號(hào)采集模塊和信號(hào)傳輸線均連接，所述鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)所述信號(hào)傳輸接口模塊和所述信號(hào)傳輸線與外部設(shè)備進(jìn)行信息交互；所述電源接口模塊與所述電源轉(zhuǎn)換模塊和外部電源線均連接；所述電源轉(zhuǎn)換模塊為所述鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備中的各用電元件提供電力資源。前述的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中傾角監(jiān)測(cè)模塊包括:傾角傳感器。 前述的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述信號(hào)傳輸接口模塊和電源接口模塊集成設(shè)置為RS485接口。前述的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述信號(hào)傳輸線和所述外部電源線為RS485線纜，且所述RS485線纜通過(guò)航空插頭與所述RS485接口連接。前述的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中所述電源轉(zhuǎn)換模塊集成設(shè)置于印制電路板形式的信號(hào)采集模塊中。依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:多個(gè)如上述權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備；多個(gè)以太通信網(wǎng)關(guān)，一個(gè)以太通信網(wǎng)關(guān)與一個(gè)鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備連接，所述以太通信網(wǎng)關(guān)接收與其連接的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備傳輸來(lái)的傾角對(duì)(Qpe2)和距離R，并輸出所述傾角對(duì)(Qpe2)和距離R轉(zhuǎn)換成的以太網(wǎng)信號(hào)；干路接入設(shè)備，通過(guò)鐵路以太專網(wǎng)與多個(gè)以太通信網(wǎng)關(guān)連接，接收所述以太網(wǎng)信號(hào)；中控接入設(shè)備，與所述干路接入設(shè)備連接；中控系統(tǒng)，與所述中控接入設(shè)備連接，通過(guò)干路接入設(shè)備和中控接入設(shè)備接收所述以太通信網(wǎng)關(guān)輸出的以太網(wǎng)信號(hào)，并輸出鐵路鐵塔報(bào)警信息。前述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述干路接入設(shè)備包括:干路交換機(jī)。前述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述中控接入設(shè)備包括:中控接入交換機(jī)。前述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中中控系統(tǒng)包括:監(jiān)控終端設(shè)備和服務(wù)器，且所述監(jiān)控終端設(shè)備輸出所述鐵路鐵塔報(bào)警信息。借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果:本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置傾角監(jiān)測(cè)模塊、激光測(cè)距傳感模塊和信號(hào)采集模塊，這樣，鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備可以獲得其所在的鐵路鐵塔的監(jiān)測(cè)信號(hào)，而且，通過(guò)干路接入設(shè)備、鐵路以太專網(wǎng)、中控接入設(shè)備，中控系統(tǒng)可以獲得監(jiān)測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的以太網(wǎng)信號(hào)，從而中控系統(tǒng)可以針對(duì)該以太網(wǎng)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算獲知鐵路鐵塔的幾何姿態(tài)，并根據(jù)運(yùn)算比較結(jié)果及時(shí)準(zhǔn)確的判斷出存在安全問(wèn)題的鐵路鐵塔；最終本實(shí)用新型能夠及時(shí)且準(zhǔn)確的使維護(hù)人員獲知存在安全問(wèn)題的鐵路鐵塔，以便于及早排除該安全問(wèn)題。綜上所述，本實(shí)用新型在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極技術(shù)效果，成為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。
圖1為本實(shí)用新型的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備示意圖；圖2為本實(shí)用新型的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。實(shí)施例一、鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備。該鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備通常安裝于鐵路沿線的鐵路鐵塔上，該鐵路鐵塔可以為自立式角鋼塔、自立式鋼管塔、自立式獨(dú)管塔或者桅桿等。該鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)如附圖1所示。圖1中，鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備主要包括:傾角監(jiān)測(cè)模塊1、激光測(cè)距傳感模塊2、信號(hào)采集模塊3、信號(hào)傳輸接口模塊4、電源接口模塊5以及電源轉(zhuǎn)換模塊6。傾角監(jiān)測(cè)模塊I與信號(hào)采集模塊3和電源轉(zhuǎn)換模塊6分別連接。傾角監(jiān)測(cè)模塊I主要用于通過(guò)自身的感測(cè)獲取鐵路鐵塔在水平平面X-Y軸上的傾角對(duì)(θ P θ 2)，并將其監(jiān)測(cè)獲取的傾角對(duì)(Qpe2)傳輸給信號(hào)采集模塊3。該傾角對(duì)(θ 1； Θ 2)主要用于計(jì)算鐵路鐵塔的傾角對(duì)變化量(Λ Θ i，Λ Θ 2)。傾角監(jiān)測(cè)模塊I可以由現(xiàn)有的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如由現(xiàn)有的傾角傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。傾角監(jiān)測(cè)模塊I可以采用印制電路板的形式(即傾角監(jiān)測(cè)板)。激光測(cè)距傳感模塊2與信號(hào)采集模塊3和電源轉(zhuǎn)換模塊6分別連接。激光測(cè)距傳感模塊2主要用于通過(guò)自身的監(jiān)測(cè)獲取監(jiān)測(cè)設(shè)備與固定參考點(diǎn)之間的距離R，并將其監(jiān)測(cè)獲取的距離R傳輸給信號(hào)采集模塊3。該距離R主要用于計(jì)算鐵路鐵塔的距離變化量AR。激光測(cè)距傳感模塊2可以由現(xiàn)有的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，且激光測(cè)距傳感模塊2可以采用印制電路板的形式(即激光測(cè)距傳感器板)，以便于可以插接在信號(hào)采集板上。信號(hào)采集模塊3與傾角監(jiān)測(cè)模塊1、信號(hào)傳輸接口模塊4、電源轉(zhuǎn)換模塊6以及激光測(cè)距傳感模塊2分別連接。信號(hào)采集模塊3主要用于接收傾角監(jiān)測(cè)模塊I輸出的監(jiān)測(cè)信號(hào)(即傾角對(duì)(θ1； θ2)以及激光測(cè)距傳感模塊2輸出的監(jiān)測(cè)信號(hào)(即距離R)，并將其接收到的監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)格式轉(zhuǎn)換，例如，信號(hào)采集模塊3將其接收到的監(jiān)測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為符合RS485協(xié)議的監(jiān)測(cè)信號(hào)，之后，信號(hào)采集模塊3將格式轉(zhuǎn)換后的監(jiān)測(cè)信號(hào)通過(guò)信號(hào)傳輸接口模塊4向外部設(shè)備發(fā)送。這里的外部設(shè)備如與其連接的以太通信網(wǎng)關(guān)等，從而轉(zhuǎn)換后的監(jiān)測(cè)信號(hào)可以通過(guò)以太通信網(wǎng)關(guān)、鐵路專用網(wǎng)(如鐵路以太專網(wǎng))、干路接入設(shè)備以及中控接入設(shè)備傳輸至中控系統(tǒng)(如傳輸至中控系統(tǒng)中的鐵路監(jiān)測(cè)中心鐵塔監(jiān)控端)。本實(shí)用新型中的信號(hào)采集模塊3可以使用印制電路板的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)(即信號(hào)采集板)，且本實(shí)用新型不限制信號(hào)采集模塊3實(shí)現(xiàn)信號(hào)格式轉(zhuǎn)換的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程。信號(hào)傳輸接口模塊4與信號(hào)采集模塊3和信號(hào)傳輸線分別連接。信號(hào)傳輸接口模塊4是鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備與外部設(shè)備進(jìn)行信息交互的接口，也就是說(shuō)，信號(hào)傳輸接口模塊4主要用于將信號(hào)采集模塊3輸出的監(jiān)測(cè)信號(hào)通過(guò)信號(hào)傳輸線傳輸給外部設(shè)備，并將外部設(shè)備通過(guò)信號(hào)傳輸線傳輸來(lái)的信號(hào)(如控制信號(hào)等)傳輸給信號(hào)采集模塊3。本實(shí)用新型的信號(hào)傳輸接口模塊4可以采用現(xiàn)有的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如符合RS485標(biāo)準(zhǔn)的接口等。電源接口模塊5與電源轉(zhuǎn)換模塊6和外部電源線均連接。電源接口模塊5主要用于將外部的電源引入到鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備中，這里的外部電源通常為直流電源，如12V的直流電源等。 在實(shí)際應(yīng)用中，電源接口模塊5可以與信號(hào)傳輸接口模塊4集成設(shè)置為一體，如兩者集成設(shè)置為符合現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口等。一個(gè)具體的例子，信號(hào)傳輸線和外部電源線為具有四根芯線的RS485線纜，其中兩根芯線用于電源供給，另外兩根芯線中的一根芯線用于鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備的信號(hào)接收，另一根芯線用于鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備的信號(hào)發(fā)送。另該RS485線纜可以通過(guò)現(xiàn)有的航空插頭的形式與RS485接口插接。電源轉(zhuǎn)換模塊6與電源接口模塊5以及鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備中的各用電元件分別連接。電源轉(zhuǎn)換模塊6主要用于對(duì)通過(guò)電源接口模塊5引入的電源進(jìn)行電源規(guī)格的轉(zhuǎn)換，以便于可以根據(jù)各用電元件的用電需求(如電壓需求)為其提供電力資源，例如，電源轉(zhuǎn)換模塊6將12V的直流電轉(zhuǎn)換為5V的直流電，并分別為傾角監(jiān)測(cè)模塊1、信號(hào)采集模塊3和激光測(cè)距傳感模塊2分別提供5V的直流電源。電源轉(zhuǎn)換模塊6可以與用電元件直接連接，也可以與用電元件間接連接，如電源轉(zhuǎn)換模塊6集成設(shè)置于信號(hào)采集板中，而傾角監(jiān)測(cè)模塊I和激光測(cè)距傳感模塊2均插接在信號(hào)采集板上，這樣，信號(hào)采集板可以直接從電源轉(zhuǎn)換模塊6處獲取電力資源，而傾角監(jiān)測(cè)模塊I和激光測(cè)距傳感模塊2是通過(guò)信號(hào)采集板間接的從電源轉(zhuǎn)換模塊6處獲取電力資源。實(shí)施例二、鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)自立式角鋼塔、自立式鋼管塔、自立式獨(dú)管塔或者桅桿等鐵路鐵塔進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。該鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如附圖2所示。圖2中，鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括:多個(gè)鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備20(圖中僅適應(yīng)性的示出了兩個(gè)鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備20)、多個(gè)以太通信網(wǎng)關(guān)21 (圖中僅適應(yīng)性的示出了兩個(gè)以太通信網(wǎng)關(guān)21)、干路接入設(shè)備22、中控接入設(shè)備23以及中控系統(tǒng)24。鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備20安裝于鐵路鐵塔上，鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備20的具體結(jié)構(gòu)如上述實(shí)施例一中的描述,在此不再重復(fù)說(shuō)明。以太通信網(wǎng)關(guān)21 —方面與鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備20連接，另一方通過(guò)鐵路以太專網(wǎng)與干路接入設(shè)備22連接。本實(shí)用新型的以太通信網(wǎng)關(guān)21也可以稱為RS485網(wǎng)關(guān)。一個(gè)以太通信網(wǎng)關(guān)21對(duì)應(yīng)一個(gè)鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備20。以太通信網(wǎng)關(guān)21主要用于和與其連接的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備20進(jìn)行信息交互，以及和與其連接的干路接入設(shè)備22進(jìn)行信息交互。該以太通信網(wǎng)關(guān)21還用于為鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備20提供外部電源。一個(gè)具體的例子，以太通信網(wǎng)關(guān)21接收與其連接的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備20傳輸來(lái)的監(jiān)測(cè)信號(hào)，并將該監(jiān)測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)信號(hào)，之后，向干路接入設(shè)備22輸出其轉(zhuǎn)換后的以太網(wǎng)信號(hào)。該以太通信網(wǎng)關(guān)21可以由計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)等電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)。干路接入設(shè)備22 —方面通過(guò)鐵路以太專網(wǎng)與多個(gè)以太通信網(wǎng)關(guān)21連接，另一方面與中控接入設(shè)備23連接。干路接入設(shè)備22主要用于通過(guò)鐵路以太專網(wǎng)和與其連接的以太通信網(wǎng)關(guān)21進(jìn)行信息交互，以及和與連接的中控接入設(shè)備23進(jìn)行信息交互。具體的，干路接入設(shè)備22將其從鐵路以太專網(wǎng)中接收到的以太網(wǎng)信號(hào)傳輸給中控接入設(shè)備23，并將其從中控接入設(shè)備23接收到的信號(hào)(如控制信號(hào)等)傳輸給以太通信網(wǎng)關(guān)21。該干路接入設(shè)備22可以為干路交換機(jī)等設(shè)備。中控接入設(shè)備23 —方面與干路接入設(shè)備22連接，另一方面與中控系統(tǒng)連接。中控接入設(shè)備23主要用于將其從干路接入設(shè)備22處接收到的以太網(wǎng)信號(hào)傳輸給中控系統(tǒng)24，并將其從中控系統(tǒng)24處接收到的信號(hào)(如控制信號(hào))傳輸給干路接入設(shè)備22。該中控接入設(shè)備23可以為中控接入交換機(jī)等設(shè)備。中控系統(tǒng)24與中控接入設(shè)備23連接。中控系統(tǒng)24主要用于通過(guò)干路接入設(shè)備22以及中控接入設(shè)備23接收過(guò)以太通信網(wǎng)關(guān)21輸出的以太網(wǎng)信號(hào),該以太網(wǎng)信號(hào)中包含有距離R和傾角對(duì)(G1, Θ 2)，中控系統(tǒng)24判斷其接收到的距離R和傾角對(duì)(Θ P Θ 2)對(duì)應(yīng)的鐵路鐵塔，并從中控系統(tǒng)24內(nèi)部(如服務(wù)器)存儲(chǔ)的信息中獲取該鐵路鐵塔對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備20與固定參考點(diǎn)之間的初始距離Rtl以及監(jiān)測(cè)設(shè)備20在水平平面X-Y軸上的初始傾角對(duì)(Θ 1(|，Θ 20)，中控系統(tǒng)24可以利用上述R和Rtl計(jì)算出該鐵路鐵塔的距離變化量Λ R，并利用上述(Θ P Θ 2)和(Θ 1(|，Θ 20)計(jì)算出該鐵路鐵塔的傾角對(duì)變化量(Λ Q1, Λ θ2)，從而中控系統(tǒng)24將傾角對(duì)變化量(Λ θ” Λ θ2)與該鐵路鐵塔對(duì)應(yīng)的△ Θ分別進(jìn)行比較，并將距離變化量AR與該鐵路鐵塔的水平位移限值u進(jìn)行比較，進(jìn)而中控系統(tǒng)2 4可以根據(jù)上述比較的結(jié)果確定出該鐵路鐵塔是否存在安全問(wèn)題，是否需要輸出該鐵路鐵塔的報(bào)警信息。中控系統(tǒng)24根據(jù)比較的結(jié)果確定出存在安全問(wèn)題的鐵路鐵塔的一個(gè)具體的例子為，在傾角對(duì)變化量(Δ Q1, Δ θ2)均達(dá)到或者超過(guò)該鐵路鐵塔對(duì)應(yīng)的Δ Θ的同時(shí),距離變化量△ R達(dá)到或者超過(guò)該鐵路鐵塔的水平位移限值U，則中控系統(tǒng)24輸出該鐵路鐵塔的報(bào)警信息。這里的報(bào)警信息可以是在中控系統(tǒng)24的屏幕上顯示的圖形報(bào)警信息(如中間帶有感嘆號(hào)的三角形)，也可以是聲音報(bào)警信號(hào)，還可以是指示燈報(bào)警信號(hào)等等。中控系統(tǒng)24輸出的報(bào)警信息可以包括存在安全問(wèn)題的鐵路鐵塔的標(biāo)識(shí)信息(如編號(hào)或者地理位置信息等)、以及具體的安全問(wèn)題等。另外，本實(shí)用新型中的中控系統(tǒng)24還可以計(jì)算上述距離變化量AR的均值U，并將該均值U與其預(yù)先存儲(chǔ)(如服務(wù)器中)的該鐵路鐵塔對(duì)應(yīng)的垂直度限值進(jìn)行比較，從而中控系統(tǒng)24可以根據(jù)該比較結(jié)果判斷出該鐵路鐵塔是否符合垂直度要求，以確定是否輸出垂直度一般告警信號(hào)。還有，在本實(shí)用新型中，如果中控系統(tǒng)24判斷出鐵路鐵塔的均值U達(dá)到或者超過(guò)其對(duì)應(yīng)的最大垂直度限值，則中控系統(tǒng)24可以針對(duì)該鐵路鐵塔輸出垂直度嚴(yán)重告警信號(hào)。最大垂直度限值也可以是針對(duì)具體的鐵路鐵塔設(shè)置的，不同的鐵路鐵塔對(duì)應(yīng)的最大垂直度限值可以不盡相同。還有，本實(shí)用新型的中控系統(tǒng)24可以通過(guò)均值U的大小變化判斷出鐵路鐵塔是否發(fā)生沉降，通過(guò)將均值U和(Λ Q1, Λ θ2)結(jié)合起來(lái)可以判斷出鐵路鐵塔的傾斜方向。[0061]上述中控系統(tǒng)24執(zhí)行的操作可以由其內(nèi)部設(shè)置的鐵路監(jiān)測(cè)中心鐵塔監(jiān)控端來(lái)實(shí)現(xiàn)。在上述針對(duì)中控系統(tǒng)24的描述中，需要說(shuō)明書(shū)的是，水平位移限值u的取值可以是依據(jù)《YD/T 5131-2005移動(dòng)通信工程鋼塔桅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)鐵路通信鐵塔的安全標(biāo)準(zhǔn)確定的。當(dāng)然，也可以依據(jù)其他安全標(biāo)準(zhǔn)確定水平位移限值U。另外，在本實(shí)用新型中，并不是每一個(gè)鐵路鐵塔所對(duì)應(yīng)的水平位移限值u的取值都必須相同，相反，每個(gè)鐵路鐵塔對(duì)應(yīng)的水平位移限值u的取值可以是根據(jù)其實(shí)際情況而預(yù)先設(shè)定的。同樣的，并不是每一個(gè)鐵路鐵塔所對(duì)應(yīng)的△ Θ的取值都必須相同，相反，每個(gè)鐵路鐵塔對(duì)應(yīng)的△ Θ的取值可以是根據(jù)其實(shí)際情況而預(yù)先設(shè)定的。針對(duì)水平位移限值U的一個(gè)具體的例子，在鐵路鐵塔的類型為自立塔或者桅桿時(shí)，水平位移限值u的取值可以為=HiXiAs ;在鐵路鐵塔的類型為單管塔時(shí)，水平位移限值u的取值可以為=HiX 1/40。中控系統(tǒng)24可以利用下式公式(I)計(jì)算距離變化量AR，并利用下述公式(2)和公式(3)計(jì)算傾角對(duì)變化量(Λ Q1, Λ θ2):AR = R-R0公式(I)Λ Θ 工=O1-O10公式(2)AB2= θ 2- Θ 2Q公式(3)上述Λ Θ可以利用Δ0進(jìn)行設(shè)置；其中，Hi為監(jiān)測(cè)設(shè)備20的實(shí)際掛
高，在監(jiān)測(cè)設(shè)備20的實(shí)際掛高不超過(guò)10米時(shí)，Hj的取值為:監(jiān)測(cè)設(shè)備20的實(shí)際掛高Hi，在監(jiān)測(cè)設(shè)備20的實(shí)際掛高超過(guò)10米時(shí)，Hj的取值為:監(jiān)測(cè)設(shè)備20所在層的層高。
`[0069]上述的所在層也可以稱為所在節(jié)，即鐵路鐵塔被劃分為多節(jié)(也即多層)，一節(jié)的長(zhǎng)度即該層的層高，例如，鐵路鐵塔由6節(jié)均為6米長(zhǎng)的剛性材料縱向疊高組成，那么，在監(jiān)測(cè)設(shè)備的實(shí)際掛高超過(guò)10米的情況下，上述Hj的取值可以為6米。上述均值U可以通過(guò)下述公式(4)計(jì)算獲得: U = 士免 ΔΛ,公式(4 )
Jy j=i在上述公式(4)中，N為進(jìn)行均值計(jì)算的距離變化量AR的數(shù)量，ARi為第i個(gè)AR。上述垂直度限值的取值可以是根據(jù)運(yùn)基通信2012250號(hào)《鐵路通信鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》要求而設(shè)定的，例如，運(yùn)基通信2012250號(hào)《鐵路通信鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定:在不考慮風(fēng)載荷、覆冰載荷、雪載荷、地震作用等可變荷載情況下，自立式鐵路鐵塔垂直度U (即均值)在大于鐵路鐵塔的全塔高度的1/1000時(shí)，單管塔垂直度U(即本發(fā)明中的均值)在大于鐵路鐵塔的全塔高度的1/750時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)顯示一般告警信號(hào)。本實(shí)用新型的中控系統(tǒng)24可以包括:鐵路監(jiān)測(cè)中心鐵塔監(jiān)控端(即監(jiān)控終端設(shè)備)和服務(wù)器。該監(jiān)控終端設(shè)備可以稱為實(shí)時(shí)監(jiān)控工作站。該服務(wù)器在軟件層面上可以區(qū)分為實(shí)時(shí)通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、日志服務(wù)器以及Web服務(wù)器等。該中控系統(tǒng)24可以被用戶遠(yuǎn)程訪問(wèn)，如用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可以訪問(wèn)中控系統(tǒng)24，從而可以實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。[0075]服務(wù)器主要用于存儲(chǔ)各鐵路鐵塔對(duì)應(yīng)的以太網(wǎng)信號(hào)，該以太網(wǎng)信號(hào)可以以歷史數(shù)據(jù)和日志紀(jì)錄的形式存儲(chǔ)，以便于用戶查閱。本實(shí)施例的報(bào)警的誤差計(jì)算過(guò)程為:設(shè)定存在的角度關(guān)系為:tan2 Θ 3 = tan2 Θ Jtan2 Θ 2 ；另設(shè)靜態(tài)斜距傾角為θ3(ι，動(dòng)態(tài)斜距傾角為
權(quán)利要求1.種鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，設(shè)置于鐵路鐵塔上，該監(jiān)測(cè)設(shè)備包括:傾角監(jiān)測(cè)模塊、激光測(cè)距傳感模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)傳輸接口模塊、電源接口模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊； 所述傾角監(jiān)測(cè)模塊與信號(hào)采集模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊均連接，向信號(hào)采集模塊輸出其采集的鐵路鐵塔在水平平面X-Y軸上的傾角對(duì)(Θ P Θ 2); 所述激光測(cè)距傳感模塊與信號(hào)采集模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊均連接，向信號(hào)采集模塊輸出其采集的監(jiān)測(cè)設(shè)備與固定參考點(diǎn)之間的距離R ； 所述信號(hào)采集模塊與傾角監(jiān)測(cè)模塊、信號(hào)傳輸接口模塊以及電源轉(zhuǎn)換模塊均連接，所述信號(hào)采集模塊接收傾角對(duì)(Θ P θ2)和距離R，并通過(guò)所述信號(hào)傳輸接口模塊向外部設(shè)備發(fā)送格式轉(zhuǎn)換后的傾角對(duì)(Q1, Θ 2)和距離R ； 所述信號(hào)傳輸接口模塊與信號(hào)采集模塊和信號(hào)傳輸線均連接，所述鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)所述信號(hào)傳輸接口模塊和所述信號(hào)傳輸線與外部設(shè)備進(jìn)行信息交互； 所述電源接口模塊與所述電源轉(zhuǎn)換模塊和外部電源線均連接； 所述電源轉(zhuǎn)換模塊為所述鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備中的各用電元件提供電力資源。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述傾角監(jiān)測(cè)模塊包括:傾角傳感器。
3.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述信號(hào)傳輸接口模塊和電源接口模塊集成設(shè)置為RS485接口。
4.據(jù)權(quán)利要求3所述的監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述信號(hào)傳輸線和所述外部電源線為RS485線纜，且所述RS485線纜通過(guò)航空插頭與所述RS485接口連接。
5.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換模塊集成設(shè)置于印制電路板形式的信號(hào)采集模塊中。
6.種鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 多個(gè)如上述權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備； 多個(gè)以太通信網(wǎng)關(guān)，一個(gè)以太通信網(wǎng)關(guān)與一個(gè)鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備連接，所述以太通信網(wǎng)關(guān)接收與其連接的鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備傳輸來(lái)的傾角對(duì)(Θ ” Θ 2)和距離R，并輸出所述傾角對(duì)(Qpe2)和距離R轉(zhuǎn)換成的以太網(wǎng)信號(hào)； 干路接入設(shè)備，通過(guò)鐵路以太專網(wǎng)與多個(gè)以太通信網(wǎng)關(guān)連接，接收所述以太網(wǎng)信號(hào)； 中控接入設(shè)備，與所述干路接入設(shè)備連接； 中控系統(tǒng)，與所述中控接入設(shè)備連接，通過(guò)干路接入設(shè)備和中控接入設(shè)備接收所述以太通信網(wǎng)關(guān)輸出的以太網(wǎng)信號(hào)，并輸出鐵路鐵塔報(bào)警信息。
7.據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述干路接入設(shè)備包括:干路交換機(jī)。
8.據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述中控接入設(shè)備包括:中控接入交換機(jī)。
9.據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述中控系統(tǒng)包括:監(jiān)控終端設(shè)備和服務(wù)器，且所述監(jiān)控終端設(shè)備輸出所述鐵路鐵塔報(bào)警信息。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)，其中的監(jiān)測(cè)設(shè)備包括傾角監(jiān)測(cè)模塊，向信號(hào)采集模塊輸出其采集的鐵路鐵塔在水平平面X-Y軸上的傾角對(duì)(θ1,θ2)；激光測(cè)距傳感模塊向信號(hào)采集模塊輸出其采集的監(jiān)測(cè)設(shè)備與固定參考點(diǎn)之間的距離R；信號(hào)采集模塊接收傾角對(duì)(θ1,θ2)和距離R，并通過(guò)信號(hào)傳輸接口模塊向外部設(shè)備發(fā)送格式轉(zhuǎn)換后的傾角對(duì)(θ1,θ2)和距離R；信號(hào)傳輸接口模塊與信號(hào)采集模塊和信號(hào)傳輸線連接，鐵路鐵塔安全監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)所述信號(hào)傳輸接口模塊和信號(hào)傳輸線與外部設(shè)備進(jìn)行信息交互；電源接口模塊與電源轉(zhuǎn)換模塊和外部電源線均連接；以及電源轉(zhuǎn)換模塊。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可及時(shí)準(zhǔn)確的獲知存在安全問(wèn)題的鐵路鐵塔，以便于及早排除該安全問(wèn)題。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202929449SQ20122059046
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者宋長(zhǎng)會(huì), 閻志強(qiáng), 廖文, 姜永富, 郭桂芳, 王云利, 趙建國(guó), 殷進(jìn)海, 董麗, 陳培浩, 高哲, 解少波, 鄭艷強(qiáng) 申請(qǐng)人:石家莊市世紀(jì)電通通信技術(shù)有限公司