一種基于光纖傳感及微光監(jiān)測(cè)技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法

本實(shí)用新型涉及一種基于光纖傳感及微光監(jiān)測(cè)技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于光纖傳感及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

城市綜合管廊是在地下建造一個(gè)隧道空間，可將電力、通訊，燃?xì)?、供熱、給排水等各種工程管線同時(shí)容納進(jìn)來，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理，城市綜合管廊系統(tǒng)不僅有利于解決城市交通擁堵問題，還極大方便了電力、通信、燃?xì)?、供排水等市政設(shè)施的維護(hù)和檢修，同時(shí)，城市綜合管廊對(duì)于管線的安全運(yùn)行還具有一定的防震減災(zāi)作用。

在城市中建設(shè)地下管線綜合管廊的概念，起源于十九世紀(jì)的歐洲，首先出現(xiàn)在法國(guó)。自從1833的巴黎誕生了世界上第一條地下管線綜合管廊系統(tǒng)后，至今已經(jīng)有近182年的發(fā)展歷程。經(jīng)過百年來的探索、研究、改良和實(shí)踐，其技術(shù)水平已完全成熟，并在國(guó)外的許多城市得到了極大的發(fā)展，并已成為了國(guó)外發(fā)達(dá)城市市政建設(shè)管理的現(xiàn)代化象征，也已經(jīng)成為了城市公共管理的一部分。我國(guó)管廊規(guī)劃與建設(shè)起步晚、起點(diǎn)低，管廊截面大概在2.4～4.0m，里程也僅為城市一個(gè)區(qū)，未普及至整個(gè)城市。

隨著城市管廊的大規(guī)模建設(shè)，其在人民生產(chǎn)生活中發(fā)揮的作用日益巨大，管廊本身的安全問題也越來越受到人們的關(guān)注。自我國(guó)改革開放以來，經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展，綜合國(guó)力得到了大幅提升，人民的生活水平得到了極大的改善，隨之而來的是市民對(duì)城市環(huán)境的要求也越來越高，這就進(jìn)一步推動(dòng)了政府決策層建設(shè)地下綜合管廊的決心和信心。但十多年來，我國(guó)在對(duì)綜合管廊的研究和實(shí)踐方面還處于起步階段，相比國(guó)外一百多年的歷程，我國(guó)無論是在投資規(guī)模、建設(shè)技術(shù)、資金籌措、管理模式等方面還有很大的差距。

城市綜合管廊內(nèi)部承載了大量的重要管線，一旦有事故發(fā)生，所帶來的損失和影響十分巨大。由于城市綜合管廊距離長(zhǎng)、分層多、粉塵多，廊道內(nèi)環(huán)境潮濕、悶熱、易腐蝕，傳統(tǒng)的電子式傳感器難以長(zhǎng)期、穩(wěn)定的運(yùn)行發(fā)揮作用。

目前，國(guó)內(nèi)外都有對(duì)城市管廊的監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，有基于安卓的公共管廊巡檢管理系統(tǒng)、基于GPRS的城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)、基于BIM的綜合管廊管理系統(tǒng)及方法、綜合管廊巡檢機(jī)器人等技術(shù)。這些技術(shù)都屬于事后的被動(dòng)保護(hù)，并且這些技術(shù)都沒有涉及到利用微光采集技術(shù)進(jìn)行管廊的監(jiān)測(cè)，微光采集技術(shù)是在未發(fā)生事故之前的事故潛伏期(如局部放電閃絡(luò))就進(jìn)行事前的主動(dòng)預(yù)警技術(shù)，在事故潛伏期就給供電部門產(chǎn)生預(yù)警和報(bào)警，及時(shí)采取補(bǔ)救措施，把事故消滅在萌芽期，避免嚴(yán)重事故的發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型目的是提供一種基于光纖傳感及微光監(jiān)測(cè)技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)管廊的全方位、實(shí)時(shí)在線監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警，大大提高了城市地下綜合管廊運(yùn)行管理的快速反應(yīng)和安全防控能力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

本實(shí)用新型的一種基于光纖傳感及微光監(jiān)測(cè)技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括

主控單元，用于接收采集的光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、光纖溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和電氣微光監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊，與所述主控單元輸入端相連接，用于采集管廊環(huán)境內(nèi)由于外界機(jī)械振動(dòng)或自身振動(dòng)產(chǎn)生的光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并發(fā)送給主控單元；

光纖溫度監(jiān)測(cè)模塊，與所述主控單元輸入端相連接，用于采集管廊環(huán)境內(nèi)電氣連接點(diǎn)的光纖溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并發(fā)送給主控單元；

電氣微光監(jiān)測(cè)模塊，與所述主控單元輸入端相連接，用于采集微光信號(hào)，將采集到的微光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)放大處理得到電氣微光監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，最后發(fā)送給主控單元；

后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，與所述主控單元相連接，主控單元將光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)、光纖溫度監(jiān)測(cè)和電氣微光監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)信息上傳至后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)也對(duì)主控單元進(jìn)行遙調(diào)、遙控；所述主控單元也與檢修人員的手機(jī)或手持終端進(jìn)行通信；

按鍵操作模塊，與所述主控單元輸入端相連接，用于對(duì)主控單元內(nèi)部的定值進(jìn)行設(shè)置或更改；

液晶顯示模塊及指示燈，均與所述主控單元輸出端相連接，其中，液晶顯示模塊用于顯示測(cè)量值和定值；

和系統(tǒng)供電模塊，與所述主控單元相連接。

需要進(jìn)行說明的是：本實(shí)用新型中涉及的主控單元、光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊、光纖溫度監(jiān)測(cè)模塊、電氣微光監(jiān)測(cè)模塊、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、按鍵操作模塊、液晶顯示模塊、指示燈和系統(tǒng)供電模塊均為現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在于各模塊之間的連接關(guān)系，其中主控單元、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)中涉及的程序均為現(xiàn)有的程序，此處不再贅述。

上述后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通過光纖、485或GPRS/GSM形式與所述主控單元相連接；檢修人員的手機(jī)或手持終端通過GPRS/GSM形式與所述主控單元進(jìn)行通信。

上述指示燈包括系統(tǒng)運(yùn)行燈和工作狀態(tài)指示燈。

上述定值為光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)定值、光纖溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)定值、電氣微光監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)定值和動(dòng)作時(shí)間定值；測(cè)量值為光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)值、光纖溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)值和電氣微光監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)值。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

1、微光監(jiān)測(cè)技術(shù)可在周圍環(huán)境發(fā)生局部放電時(shí)就啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制，達(dá)到事前主動(dòng)預(yù)警的目的；

2、本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)城市管廊的全方位智能感知、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、異常報(bào)警，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)主控單元進(jìn)行遙調(diào)、遙控；

3、采用本實(shí)用新型后如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，即刻通過多種手段發(fā)出告警信號(hào)，危及情況時(shí)系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定好的定值進(jìn)行動(dòng)作；

4、采用光纖傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)早期探測(cè)預(yù)警、發(fā)生火災(zāi)時(shí)及時(shí)報(bào)警，報(bào)警準(zhǔn)確率高；

5、避免內(nèi)部環(huán)境因素對(duì)設(shè)備管線的影響及對(duì)工作人員的傷害。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的一種基于光纖傳感及微光監(jiān)測(cè)技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理框圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型提出了基于光纖傳感及微光監(jiān)測(cè)技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)地下綜合管廊專業(yè)管線的全方位、實(shí)時(shí)在線監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警，大大提高城市地下綜合管廊運(yùn)行管理的快速反應(yīng)和安全防控能力。

參見圖1，本實(shí)用新型的基于光纖傳感及微光監(jiān)測(cè)技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)控系統(tǒng)包括以下幾個(gè)模塊：

主控單元：主控單元可以完成光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、光纖溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、電氣微光監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集，并具有數(shù)據(jù)通信的功能。

光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊：可采集管廊環(huán)境內(nèi)由于外界機(jī)械振動(dòng)或自身振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)數(shù)據(jù)并傳給主控單元。

光纖溫度監(jiān)測(cè)模塊：可采集管廊環(huán)境內(nèi)指定點(diǎn)(如電氣連接點(diǎn)或其他連接點(diǎn)等)的溫度數(shù)據(jù)并傳給主控單元。

電氣微光監(jiān)測(cè)模塊：當(dāng)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)發(fā)生局部放電等微弱弧光時(shí)，微光監(jiān)測(cè)單元可采集到微弱弧光，將采集到的微光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)放大處理，傳送給主控單元。

液晶顯示模塊：該系統(tǒng)采用人性化面板設(shè)計(jì)，配置全中文液晶顯示器，按級(jí)操作各菜單頁面，根據(jù)菜單提示可對(duì)系統(tǒng)采集的各種數(shù)據(jù)及各種事件進(jìn)行監(jiān)視、記錄等操作。

按鍵操作模塊：配有按鍵，操作人員可通過按鍵對(duì)裝置及人機(jī)界面菜單進(jìn)行操作。

指示燈：配有裝置運(yùn)行燈及工作狀態(tài)指示燈，操作人員可直觀地了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、通訊的運(yùn)行狀態(tài)等信息，一目了然。

系統(tǒng)供電模塊：本系統(tǒng)通過接入AC220V提供工作電源。

后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)：通過光纖、485或GPRS/GSM形式與主控單元相連接，主控單元將光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)、光纖溫度監(jiān)測(cè)和電氣微光監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)遙測(cè)、遙信、故障事件信息上傳至后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)也對(duì)主控單元進(jìn)行遙調(diào)、遙控。工作人員可通過后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)直觀地看到目前設(shè)備的運(yùn)行情況。

檢修人員的手機(jī)或手持終端：與主控單元通過GPRS/GSM形式進(jìn)行相連接，主控單元可以通過GPRS/GSM形式將遙測(cè)、遙信、故障事件信息發(fā)送到檢修人員的手機(jī)或手持終端上，方便檢修人員及時(shí)查看。

本實(shí)用新型采用先進(jìn)的光纖傳感技術(shù)及微光監(jiān)測(cè)技術(shù)研發(fā)一種城市管廊在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)模塊、光纖溫度監(jiān)測(cè)模塊、電氣微光監(jiān)測(cè)模塊可實(shí)現(xiàn)地下綜合管廊的全方位實(shí)時(shí)在線監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警，大大提高城市綜合管廊運(yùn)行管理的快速反應(yīng)和安全防控能力。融合了微光監(jiān)測(cè)技術(shù)的城市管廊在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可在周圍環(huán)境發(fā)生局部放電時(shí)就啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制，達(dá)到事前主動(dòng)預(yù)警的目的。很好的解決了目前市場(chǎng)上還未出現(xiàn)將光纖傳感技術(shù)和微光監(jiān)測(cè)技術(shù)綜合運(yùn)用到城市管廊實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的行業(yè)中來，為城市管廊在線監(jiān)測(cè)提供了一個(gè)新的研究方向。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

微光監(jiān)測(cè)技術(shù)可在周圍環(huán)境發(fā)生局部放電時(shí)就啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制，達(dá)到事前主動(dòng)預(yù)警的目的。該技術(shù)為目前城市管廊在線監(jiān)測(cè)的研究提供了新的思路和方法，很好的解決了目前這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的難題。采用該技術(shù)后可實(shí)現(xiàn)城市管廊的全方位智能感知、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、異常報(bào)警、自動(dòng)控制。采用該技術(shù)后如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，即刻通過多種手段發(fā)出告警信號(hào)，危及情況時(shí)系統(tǒng)立即動(dòng)作。采用先進(jìn)光纖傳感技術(shù)及微光采集技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)早期探測(cè)預(yù)警、發(fā)生火災(zāi)時(shí)及時(shí)報(bào)警、報(bào)警準(zhǔn)確率高。避免內(nèi)部環(huán)境因素對(duì)設(shè)備管線的影響及對(duì)工作人員的傷害。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。