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鐵路通信塔安全監(jiān)測系統(tǒng)

文檔作者：楊榮祥		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年07月22日
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2013年3月
第49卷第3期
鐵道通信信號
RAILWAY SIGNALLING＆ C0MMUNICAT10N
March 2013
Vo1．49 No．3
鐵路通信塔安全監(jiān)測系統(tǒng)
楊榮祥
摘要：通信鐵塔安全監(jiān)測系統(tǒng)，將傳感器探測、數(shù)據(jù)采集及軟件技術(shù)于一體，實現(xiàn)對鐵路通信
鐵塔健康狀態(tài)的實時監(jiān)測，并及時對故障設備進行告警，解決了通信鐵塔傾斜造成的安全隱患。
介紹監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、組成和功能，并結(jié)合實際分析具體應用。
關(guān)鍵詞：通信鐵塔；監(jiān)測系統(tǒng)；傾斜；告警
Abstract：The communication tower safety monitoring system integrates advanced sensors，data acquisi—
tion technology，and software technology as a whole，which can realize real-time monitoring over the
health status of a railway communication tower and give out alarm timely for in the case of equipment failure
and help to eliminate potential safety hazards caused by the tilting of the communication tower．This
paper introduces the network structure，composition，and functions of the monitoring system and analyzes
its application in actual work．
Key words： Communication tower；Monitoring system ；Tilting；Alarm
鐵路通信塔是鐵路沿線無線通信系統(tǒng)的重要基
礎(chǔ)設施，隨著我國鐵路建設的快速發(fā)展，鐵路通信
塔的數(shù)量大為增加，鐵路通信塔的無故障運行對于
保證鐵路沿線無線信號覆蓋、通信暢通及保障鐵路
運輸安全具有重要意義。鐵路通信塔多數(shù)為大型鋼
結(jié)構(gòu)塔，工作在露天無遮擋物的野外，在野外惡劣
的環(huán)境下長期使用，不可避免會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷甚至
人為破壞，許多構(gòu)件會產(chǎn)生不同程度的變形、腐蝕
及螺栓松動等，當結(jié)構(gòu)損傷嚴重到一定程度，在遭
遇到一些自然災害和惡劣天氣時，如地震、臺風、
暴雪、短時強風等，就很容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞、傾斜
甚至倒塌，不僅嚴重影響正常的生產(chǎn)、生活秩序，
而且給鐵路運輸帶來安全隱患。本文詳細介紹一種
典型的分布式監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)σ巴猸h(huán)境下在役的
通信塔工作狀態(tài)進行監(jiān)測，對出現(xiàn)的故障及時告
警，避免通信鐵路傾斜、倒塌。
1 系統(tǒng)組成
鐵路通信塔安全監(jiān)測系統(tǒng)，具有傳感層、采集
主機(監(jiān)測單元)、監(jiān)測中心(服務器)和維護終
楊榮祥：南寧鐵路局湘桂線提速擴能改造工程建設指揮部工程
師545007 廣西柳州
收稿日期：2013-01一l1
— 58 一
端4級結(jié)構(gòu)，如圖1所示。每部分之間都有單獨的
傳輸方式，4個層次之間包括A、B、C、D 4種接
口，A接口為傳感器和采集主機之間的直連，B接
口采用鐵路專網(wǎng)傳輸，C、D采用鐵路內(nèi)部的局域
網(wǎng)。傳感層監(jiān)測塔的傾角、天線的俯仰角和方向
角、風速風向、沉降等指標，通過有線連接把采集
到的數(shù)據(jù)發(fā)送給采集主機；采集主機對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)
進行分析處理，然后將處理分析后的數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)
測中心；監(jiān)測中心是多個后臺的集中操作維護中
心，集中對接收到的數(shù)據(jù)進行存儲、處理、分發(fā)等
操作，最后由維護終端的人機交互界面展示給操作
人員。具體說明如下。
采集層由傳感器和傳感器附屬盒組成。傳感器
實時采集鐵塔狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)等信息，傳感器包括
告警度傾角傳感器、中精度傾角傳感器、氣象傳感
器和沉降傳感器，統(tǒng)一由12V直流供電。傳感器
附屬盒主要實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。
采集主機由監(jiān)測單元構(gòu)成，實時接收采集數(shù)
據(jù)，對數(shù)據(jù)識別、分析、存儲及簡單的人機交互，
并將必要的分析處理結(jié)果傳至遠程監(jiān)測中心。監(jiān)測
單元為一臺工控機，具有較好環(huán)境適應性，用于收
集、處理和存儲傳感器的數(shù)據(jù)。RAILWAY SIGNALUNG &amp;amp; C0MMUNICAT10N Vo1．49 No．3 2013
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端 其在系統(tǒng) 車間運2 通信 段 路周 用戶 車間
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應用事務器 數(shù)據(jù) 務器
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圖1 通信塔遠程監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
監(jiān)測單元設計為Windows應用程序。負責從傳
感器采集數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析處理，并存儲在其
數(shù)據(jù)庫中。若數(shù)據(jù)滿足報警條件時，監(jiān)測單元向監(jiān)
測中心傳輸報警信息。報警條件可通過監(jiān)測中心來
設置，以適應不同地理條件下的鐵塔情況。除報警
信息外，監(jiān)測單元還可以按指定頻率向監(jiān)測中心發(fā)
送監(jiān)測數(shù)據(jù)。
監(jiān)測中心包括數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、通
信服務器和第三方接口服務器等。監(jiān)測中心獲取監(jiān)
測單元的數(shù)據(jù)，并存儲在數(shù)據(jù)庫服務器上；同時對
數(shù)據(jù)進行分析整理，包括對運行數(shù)據(jù)監(jiān)視、告警監(jiān)
視、歷史數(shù)據(jù)查詢分析等；為協(xié)調(diào)各項功能的運
行，還對通信鐵塔、組織結(jié)構(gòu)、用戶等進行管理。
維護終端為C／S架構(gòu)， 以圖形、文本、聲、
光等方式，提供風速風向、溫濕度、傾斜度、俯仰
角和方向角(天線)、塔基沉降實時狀態(tài)等監(jiān)測信
息，以及告警信息和相應的工作預案，并具備信息
查詢和管理的功能。當某個基站的鐵塔出現(xiàn)異常情
況時，系統(tǒng)主界面通過對異常鐵塔圖標的警示渲染
和語音播報向維護人員發(fā)出告警提示。
2 系統(tǒng)功能
系統(tǒng)融人了GIS地圖，以及能夠在地圖上對通
信塔進行操作的實時告警軟件，從客戶端可直觀地
圖2 系統(tǒng)軟件功能
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