[發(fā)明專利]一種基于大數(shù)據(jù)處理的雜散電流測(cè)量系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011132788.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN112485503B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋樂;侯宇鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R19/25
• 分類號(hào): G01R19/25;G01R19/165;G01N17/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉子文

本發(fā)明公開一種基于大數(shù)據(jù)處理的雜散電流測(cè)量系統(tǒng)及方法，測(cè)量系統(tǒng)包括傳感測(cè)量層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用處理層，所述傳感測(cè)量層采用Cu/CuSO₄參比電極作為采集介質(zhì)采集土壤中的電位差信息；網(wǎng)絡(luò)傳輸層采用基于GPRS技術(shù)的通訊裝置將傳感測(cè)量層采集到的電位差數(shù)據(jù)和GPS定位信息通過(guò)通信技術(shù)實(shí)時(shí)地傳輸?shù)竭h(yuǎn)端服務(wù)器，搭建起端云聯(lián)系；應(yīng)用處理層包括上位機(jī)服務(wù)器和用戶端，應(yīng)用處理層采用Storm分布式流式計(jì)算方法對(duì)采集到的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的同時(shí)對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警，將異常項(xiàng)及其數(shù)值、異常管段及坐標(biāo)信息傳輸至用戶端的智能設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電學(xué)測(cè)量領(lǐng)域，特別是涉及一種大數(shù)據(jù)處理的雜散電流測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)及方 法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著中國(guó)高壓輸電線及電氣化鐵路的發(fā)展,人們的生活在得到改善的同時(shí)雜散電 流腐蝕問題也日益突出。雜散電流是指在設(shè)計(jì)或規(guī)定回路以外、不按一定順序流動(dòng)且沒有規(guī) 律性的電流，生活中，當(dāng)列車、地鐵、埋地高壓電線等裝置的部分電流流入軌道或與地面絕 緣不良的地方時(shí)，雜散電流就會(huì)泄漏到周圍土壤介質(zhì)中形成土壤中的雜散電流。

土壤中的雜散電流是反映地下金屬構(gòu)筑物受電化學(xué)腐蝕的危險(xiǎn)性指標(biāo)。這些泄露的雜散 電流存在于地下形成一種自然系統(tǒng)流動(dòng)，它們會(huì)在地下金屬構(gòu)筑物絕緣層破裂的地方進(jìn)入地 下金屬構(gòu)筑物中，然后在地下金屬構(gòu)筑物內(nèi)移動(dòng)一段距離后再離開地下金屬構(gòu)筑物返回土壤， 這將導(dǎo)致地下金屬構(gòu)筑物產(chǎn)生電位差，進(jìn)而腐蝕地下金屬構(gòu)筑物，給人們的生活帶來(lái)極大的 安全隱患。

面對(duì)雜散電流帶來(lái)的問題,盡管人們采取了排流保護(hù)與陰極保護(hù)等防護(hù)措施,但雜散電流 引起的管道破壞事例仍時(shí)有發(fā)生。并且，隨著社會(huì)的發(fā)展，電氣化設(shè)備被廣泛應(yīng)用，地下工 程也在不斷開展，為了保證地下設(shè)施的安全和人民的身體健康，建立一套覆蓋面廣、實(shí)時(shí)性 好、聯(lián)系性強(qiáng)的雜散電流測(cè)量系統(tǒng)至關(guān)重要。

目前，大數(shù)據(jù)的蓬勃發(fā)展為社會(huì)帶來(lái)了諸多經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益，互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物 聯(lián)網(wǎng)等的發(fā)展也促進(jìn)了大數(shù)據(jù)處理走入社會(huì)生活之中。大數(shù)據(jù)處理是指在性能強(qiáng)大的軟件分 析工具、平臺(tái)上，利用特定的分析算法捕獲、尋找隱藏在不同應(yīng)用場(chǎng)景產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)中的潛 在價(jià)值。其中，流式處理方法在實(shí)時(shí)性要求上比較高，在如交通管控、災(zāi)難預(yù)警、環(huán)境監(jiān)測(cè) 等安全監(jiān)控應(yīng)用中可以保證大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)效性。因此，基于雜散電流測(cè)量分散性強(qiáng)的特 點(diǎn)，大數(shù)據(jù)處理為構(gòu)建覆蓋面廣、聯(lián)系性強(qiáng)的雜散電流測(cè)量系統(tǒng)帶來(lái)了技術(shù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于大數(shù)據(jù)處理的端、云一體雜 散電流測(cè)量系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)將大數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與雜散電流檢測(cè)處理的控制系 統(tǒng)相結(jié)合，具有覆蓋面廣、實(shí)時(shí)性好、聯(lián)系性強(qiáng)、監(jiān)測(cè)方便的優(yōu)點(diǎn)，為避免雜散電流引起安 全事故提供有效的監(jiān)測(cè)信息。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于大數(shù)據(jù)處理的雜散電流測(cè)量系統(tǒng)，包括傳感測(cè)量層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用處理層， 所述傳感測(cè)量層采用Cu/CuSO₄參比電極作為采集介質(zhì)采集土壤中的電位差信息；

所述網(wǎng)絡(luò)傳輸層采用基于GPRS技術(shù)的通訊裝置將傳感測(cè)量層采集到的電位差數(shù)據(jù)和 GPS定位信息通過(guò)通信技術(shù)實(shí)時(shí)地傳輸?shù)竭h(yuǎn)端服務(wù)器，搭建起端云聯(lián)系；

所述應(yīng)用處理層包括上位機(jī)服務(wù)器和用戶端，應(yīng)用處理層采用Storm分布式流式計(jì)算方 法對(duì)采集到的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的同時(shí)對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警，將異常項(xiàng)及其 數(shù)值、異常管段及坐標(biāo)信息傳輸至用戶端的智能設(shè)備。

進(jìn)一步的，所述傳感測(cè)量層包括由Cu/CuSO₄參比電極組成的采集裝置、A/D轉(zhuǎn)換單元和 數(shù)據(jù)處理裝置，Cu/CuSO₄參比電極采集得到模擬電壓信號(hào)后將輸入A/D轉(zhuǎn)換單元，通過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)輸入到數(shù)據(jù)處理裝置，通過(guò)計(jì)算得到 最終的土壤電壓測(cè)量數(shù)據(jù)。