[發明專利]基于北斗、分布式光纖和雷達探測的鐵塔實時監測系統

在審

• 申請號: 201711095975.7
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107861134A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 劉洋;居以祥;喻章會
• 申請（專利權）人: 南京派光信息技術有限公司
• 主分類號: G01S19/14
• 分類號: G01S19/14;G01D21/02;G01V11/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發明涉及鐵塔及鐵塔周圍的安全預警，特別是基于北斗位移探測和分布式光纖的安全預警。尤其是基于分布式光纖和北斗位移探測的實時鐵塔綜合監測系統。

背景技術

近年來，隨著鐵路無線通信技術的飛速發展，通信鐵塔越來越多的應用于鐵路通信。然而，地殼運動、惡劣氣候、老化氧化、潛在的人為偷盜破壞等因素，都會給鐵塔帶來一定的安全隱患，甚至導致鐵塔傾斜、倒塌等。目前，傳統的鐵路通信鐵塔維護主要靠定期巡檢、人為觀測，這些是非常必要的安全防護手段。但上述手段存在一定的主觀性，某些參數人工實測困難，并且不容易及時發現問題，無法滿足鐵塔實時監測的需求。為了消除鐵塔安全隱患，避免出現傾斜、倒塌等危及行車安全的事件發生，需要采用先進的技術設備對鐵塔進行實時的安全監測，為鐵塔的集中整治、中修、大修提供基礎參考數據。

針對鐵路沿線發生鐵塔傾斜、倒塌、基站入侵等安全問題，事先預防和事后快速定位處置的迫切需求，利用先進的分布式光纖探測定位技術和衛星定位技術，對鐵路沿線鐵塔的安全狀態進行全天候的實時監控和預警，并建立網絡化的智能監控系統和管理平臺。

發明內容

本發明的目的在于，克服傳統人工檢測鐵塔安全的方法和手段，利用衛星定位和雷達技術，對鐵塔及其周邊安全實時預警，并利用鐵路沿線的既有光纜，對一定數量鐵塔組網集中監測管理。

本發明的技術解決方案如下：一種基于北斗、分布式光纖和雷達探測的鐵塔實時監測系統，包括北斗位移探測系統、分布式光纖探測系統、雷達探測系統、既有鐵路通信光纜，在鐵塔周邊專門敷設的感測光纜、平臺數據中心、管理終端；所述的北斗位移探測系統包括天線、基準天線、GNSS接收機、氣象傳感器，放置塔頂的天線通過饋線將實時位置信息傳給接收機，GNSS接收機對數據接收并轉發至應用主機，氣象傳感器將風速、風向、雨量實時數據傳至采集器，并通過其串口轉發至應用主機；所述的分布式光纖探測系統包括瑞利或布里淵散射的分布式光纖振動與應變傳感器、檢測儀器、模式識別單元，分布式光纖振動與應變傳感器圍著鐵塔周邊敷設，并將敷設的感測光纜感受的應變、振動信號由分布式光纖探測系統中分布式光纖振動與應變傳感器中的瑞利或布里淵散射信號給出，并且經過模式識別單元信號處理，可以去除噪聲，得到鐵塔周邊區域的實時狀況；所述的雷達探測包括一個收發一體組成的激光雷達，在其向外面發射激光信號的同時，也接收外界目標體的后向散射信號，通常是通過紅外激光掃描形成布控，形成一面不可視的激光墻面(紅外激光)，若有入侵將產生報警并上報應用主機；在通信機房連接沿鐵路鋪設的所述的既有鐵路通信光纜，對感測光纜感受信號、衛星探測數據、雷達探測數據進行傳送；所述的北斗位移探測系統、分布式光纖探測系統、雷達探測系統通過通信鏈路連接所述的監測平臺數據中心；所述的監測平臺數據中心對組網的各個鐵塔數據進行綜合分析處理，包括鐵塔傾斜、基站入侵、天氣狀況等，并分發給管理終端，與聲音報警、燈光報警等信息進行聯動。

根據上述一種基于北斗位移探測、分布式光纖探測、雷達探測的實時監測系統進行預警的方法，所述的北斗位移探測系統包括鐵塔傾斜、位移、沉降、形變、實時天氣的功能，對鐵塔的狀態進行實時監測和預警；所述的分布式光纖探測系統包括鐵塔周邊報警信息定位的功能，在鐵塔周邊專門敷設的感測光纜，對其進行實時監控和防護；所述的應用主機包括置于通信機房的轉發主機，對由所述的鐵路既有通信光纜進行數據接收并轉至所述的監測平臺數據中心；所述的監測平臺數據中心將沿線的鐵塔數據信息進行處理分析，包括鐵塔實時狀態、天氣狀況、周邊異常情況，并傳遞所述的用戶終端，與聲音報警、燈光報警等信息進行聯動。

分布式光纖探測系統利用既有的通信光纜中的一芯進行探測。

所述的通信鏈路利用既有的通信光纜中的另一芯進行數據傳輸，可以保障信息傳輸的安全性、可靠性。

所述的監測平臺數據中心包含服務器、中心監測顯示設備等，向用戶終端發送相應的預警信息。

所述的管理終端為放置于站段調度監控中心或上一級監控中心，該終端接入鐵路專網。管理人員通過登錄監測平臺數據中心為其分配的賬號，就可以根據該終端的權限查看鐵路沿線各個鐵塔的實時信息。

所述的既有鐵路通信光纜是鐵路沿線鋪設的既有通信光纜中的某一芯閑置光纖，無需額外鋪設，減小了施工成本。