[發明專利]電纜隧道分布式智能感知系統與狀態評價方法

在審

• 申請號: 202110056282.7
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112762997A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 劉佳鑫;李勝川;劉一濤;李冠華;趙振威;鄭維剛;張宏志;周桂平
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;國網遼寧省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08B21/18;G08B21/20;G08C17/02;H04L29/08;H04N5/33;H04N7/18;H04W4/38
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍;張紅蓮

1.一種電纜隧道分布式智能感知系統，包括監控后臺(1)、智能井蓋(2)、邊緣計算單元(3)、一個匯聚節點(4)、多個無線中繼器(5)、至多一臺巡檢機器人(6)、多個隧道狀態感知單元(7)和多個電纜狀態感知單元(8)，其特征在于：

在隧道內每間隔第一距離設置一組所述隧道狀態感知單元(7)，用以采集隧道狀態數據，并將該數據通過無線中繼器(5)上傳至匯聚節點(4)；

在隧道內每間隔第二距離設置一組所述電纜狀態感知單元(8)，用以采集電纜狀態數據，并將該數據通過無線中繼器(5)上傳至匯聚節點(4)；

在隧道內每間隔第三距離安裝一組所述無線中繼器(5)，用以將接收的隧道狀態數據與電纜狀態數據發送至匯聚節點(4)；

在隧道內井口下方放置一組所述匯聚節點(4)，用以將接收到的數據傳輸至邊緣計算單元(3)；

所述邊緣計算單元(3)安裝在智能井蓋下方，用以判別與計算匯聚節點(4)與巡檢機器人(6)所發送的隧道狀態數據和電纜狀態數據，并將計算后的數據通過智能井蓋(2)發送至監控后臺(1)。

2.根據權利要求1所述的智能感知系統，其特征在于：

所述隧道狀態感知單元(7)和電纜狀態感知單元(8)將隧道狀態數據與電纜狀態數據上傳至巡檢機器人(6)；

所述巡檢機器人(6)是吊軌式或地面行進式，在一次巡檢任務結束后，根據當次巡檢任務過程中接收到的隧道狀態數據與電纜狀態數據以巡檢報告形式發送給邊緣計算單元(3)。

3.根據要求2所述的智能感知系統，其特征在于：

所述邊緣計算單元(3)對定時采集到的匯聚節點(4)感知數據與巡檢機器人(6)巡檢報告進行解析和融合，分析同一單元感知數據的絕對值和變化率，并根據數據絕對值和變化率是否超過所定絕對值閾值和變化率閾值，選擇將數據上傳至智能井蓋(2)；

匯聚節點(4)以第一時間間隔采集并上傳感知數據；

邊緣計算單元(3)將感知數據按傳感器類別與時間進行傳感器數據與時間的數據曲線繪制；

巡檢機器人(6)按照監控后臺(1)設置的巡檢計劃對所有感知單元進行單次采集，巡檢完成后將各傳感器采集數據與采集時間以巡檢報告形式發送至邊緣計算單元(3)；

邊緣計算單元(3)解析步巡檢機器人(6)上傳的巡檢報告，并插入各感知單元的數據曲線，完成匯聚節點(4)與巡檢機器人(6)檢測數據的融合；

如果融合的數據中出現感知單元數據的絕對值或變化率超出絕對值閾值或變化率閾值時，邊緣計算單元(3)將告警信號連同與該感知單元關聯的感知數據的24小時內變化曲線完整地推送給智能井蓋(2)；

若感知單元數據的絕對值或變化率未超過絕對值閾值或變化率閾值，邊緣計算單元(3)則按小時將步驟4融合的數據發送給智能井蓋(2)。

4.根據權利要求3所述的智能感知系統，其特征在于：

所述智能井蓋(2)包括MCU主控單元(21)、電源輸入模塊(22)、定位模塊(23)、通信單元(24)、傾角感知模塊(25)、表面環境感知模塊(26)和RFID電子標簽(27)；

所述MCU主控單元(21)分別與定位模塊(23)、通信單元(24)、傾角感知模塊(25)、表面環境感知模塊(26)連接，用于接收定位模塊(23)、傾角感知模塊(25)和表面環境感知模塊(26)發送的信息并進行相應的處理后按照設定的協議通過通信單元(24)經通信基站發送給監控后臺(1)；

所述電源輸入模塊(22)用于提供智能井蓋(2)的工作電源；

所述傾角感知模塊(25)采用MEMS工藝傾角傳感器，當監測到的傾角超過所設傾角閾值時即判定井蓋被開啟；

所述表面環境感知模塊(26)包括溫濕度和雨量傳感器，該模塊設置于智能井蓋(2)的下水孔處；當井蓋(2)下水孔處溫濕度傳感器檢測信息超過所設定的溫濕度閾值且雨量傳感器感應到雨量信息，同時井蓋下方集水井內液位傳感器(71)液位信息不斷增加但未達到報警值時，判斷地面天氣為降雨狀態，提前啟動抽排水預案；

所述RFID電子標簽(27)感應區位于井蓋頂部，用于井蓋巡檢識別。