专利名称：一种轨道交通区间隧道漏水的检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种检测装置及方法，尤其涉及一种轨道交通区间隧道漏 水的检测装置及方法。技术背景隧道结构的牢固可靠对于穿行于城市地下的地铁安全运营至关重要。 隧道内是否存在渗漏水异常情况是判断隧道结构是否牢固的重要指标，尤 其对于穿越大江、大河的区间隧道，隧道渗漏水异常现象所导致的后果可 能是灾难性的。如何在渗漏水异常的早期就能及早发现，防范事故于未然 是运营维护部门迫切需要解决的问题。但是，由于区间隧道一般较长，逐 点的直接检测成本较高，并不实用。目前实际的检测手段匮乏，仅仅依靠 派员巡检的方式来发现漏水异常，严重依赖人的判断，若在晚期发现，则 会对整个轨道交通线路的安全造成严重影响。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种轨道交通区间 隧道漏水的检测装置及方法，它能够时刻检测轨道交通区间隧道是否存 在渗漏水异常，大大提高了整个轨道交通运营的安全性，并且减少了大 量的人力劳动。实现上述目的的技术方案是本发明之一， 一种轨道交通区间隧道漏水的检测装置，该检测装置 用于对区间隧道排水泵的当天累计排水量Qt与预设的经验排水量阀值 Qst进行比较以判断区间隧道是否存在漏水异常情况，其中，它包括依 次连接的功率变送器、采集装置和中央处理机，其中功率变送器，用于将所述的排水泵的输入电压和输入电流转换成 有功功率信号，并输出到采集装置；采集装置，用于分别采集所述功率变送器输出的排水泵有功功率 信号以及排水泵传来的启动和停止信号，它将采集到的排水泵的有功功 率信号以及启动和停止信号转化为数字信号后输出给所述的中央处理 机进行处理；中央处理机，用于对从所述的采集装置传来的有功功率信号及启 动和停止信号进行处理，即通过累积计算统计出当天累计排水量Qt后 与预设的经验排水量阀值Qst进行比较，来判断是否需要报警，并可通 过统计分析当天累积排水量的历史数据，来修正预设的经验排水量阀值 Qst的数值。上述的检测装置，其中，所述的中央处理机包括分别与中央处理 机本体相连的通信模块、数据处理模块、比较报警模块、知识库模块， 其中通信模块，用于接收采集装置上传的数据通信信息，并将该信息 转换成对应的测量值；数据处理模块，用于对测量值数据进行处理，定时计算当天累计 排水量Qt的值，并存储入数据库；比较报警模块，用于对当天累计排水量Qt与经验排水量阀值Qst 进行比较， 一旦当天累计排水量Qt超出经验排水量阀值Qst即报警；知识库模块，用于对当天累计排水量Qt进行统计分析，为用户修正经验排水量阀值Qst的数值提供依据。上述的检测装置，其中，所述的排水泵与采集装置及功率变送器 之间通过若干触点连接，采集装置与功率变送器及中央处理机之间通过 通信电缆连接。本发明之二， 一种轨道交通区间隧道漏水的检测方法，包括以下步骤首先，分别采集区间排水泵的启动停止信号及有功功率的值； 其次，定时计算当天累计排水量Qt，即根据当天采集到的区间排5水泵的启动停止信号及有功功率的值，计算当天累计排水量Qt;
最后， 一方面，将数据存入数据库，即定时将计算后的当天累计
排水量Qt存储入数据库，为用户修正预设的经验排水量阀值Qst的数值
提供依据，用户可以根据数据库输出的数据来修改预设的经验排水量阀
值Qst，另一方面，判断是否存在漏水异常情况，即定时将当天累计排 水量Qt与预设的经验排水量阀值(^t进行比较判断，若QtX^t，即存在 漏水异常情况，则显示报警信息。
上述的检测方法，其中，所述的计算当天累计排水量Qt的计算公 式为
当天累计排水量Qt二Qw十排水泵有功功率/额定功率X额定流量
X排水泵运行时间，其中
t为大于等于1的自然数，QQ = 0;
额定功率、额定流量为排水泵的额定参数，由排水泵生产企业给
定；
排水泵运行时间=时间段(t-1)~ t期间排水泵累计启动运行的时间。 上述的检测方法，其中，所述的预设的经验排水量阀值(^可通过 数据库中存储的当天累计排水量Qt的历史数据自动或手动修正，即首 先运用存储在数据库中的当天累计排水量Qt历史数据统计计算出t时 刻累计排水量Qt的平均值^与标准差5 ,，然后将所述平均值^与若干 倍标准差5 t之和设定为t时刻的预设的经验排水量阀值Qst。
本发明的有益效果是本发明一种轨道交通区间隧道漏水的检测装 置及方法，通过功率变送器、采集装置和中央处理机来实现实时检测轨 道交通区间隧道的排水泵的排水量变化，能够及早发现隐患，降低隧道 因渗漏水异常而导致运营故障的发生率。
图1是本发明的一种轨道交通区间隧道漏水的检测装置的结构示 意图2是本发明的中央处理机的结构示意图；图3是本发明的一种轨道交通区间隧道漏水的检测方法的流程图。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明作进 一 步说明。
请参阅图l和图2，图中示出了本发明之一的一种轨道交通区间隧 道漏水的检测装置，该检测装置用于对区间隧道排水泵的当天累计排水
量Qt与预设的经验排水量阀值Qst进行比较以判断区间隧道是否存在漏 水异常情况，它包括依次连接的功率变送器1、采集装置2和中央处理
机3，其中
功率变送器1，用于将排水泵4的输入电压和输入电流转换成有功 功率信号即低压模拟信号，并输出到采集装置2，该功率信号为电压或 电流信号,功率变送器1与排水泵4之间通过若干触点连接，本实施例 中功率变送器1输出电压信号给采集装置2，功率变送器1采用型号 Multitek M100-WA3-2 (针对不同的排水泵4，可选用不同型号的功率 变送器1);
采集装置2，用于分别采集功率变送器1输出的排水泵4的有功功 率信号以及排水泵4传来的启动和停止信号，该采集装置2与排水泵4 之间通过若干触点连接以传输启动和停止信号，它与功率变送器2和中 央处理机3之间通过通信电缆连接，它将采集到的排水泵4的有功功率 信号以及启动和停止信号转化为数字信号后输出给中央处理机3进行 处理，本实施例中采集装置2采用型号西门子S7-300 PLC;
中央处理机3，用于对从所述的采集装置2传来的有功功率信号及 启动和停止信号进行处理，即通过累积计算统计出当天累计排水量Qt 后与预设的经验排水量阀值Qst进行比较，来判断是否需要报警，并可 通过统计分析当天累积排水量的历史数据，来手动或自动修正预设的经 验排水量阀值Qst的数值，本实施例中，中央处理机3采用型号IBM eServerx336，其中
中央处理机3包括分别与中央处理机本体31相连的通信模块32、 数据处理模块33、比较报警模块34和知识库模块35，其中通信模块32，用于接收采集装置2上传的数据通信信息，并将该 信息转换成对应的测量值；
数据处理模块33，用于对测量值数据进行处理，计算出当天累计 排水量Qt的值，并存储入数据库中；
比较报警模块34，用于对当天累计排水量Qt与经验排水量阀值 Qst进行比较， 一旦当天累计排水量Qt超出经验排水量阀值Qst即报警；
知识库模块35，用于对每天的排水量进行统计分析，为用户修正 经验排水量阀值Qst的数值提供依据。
请参阅图3，图中示出了本发明之二的一种轨道交通区间隧道漏水 的检测方法，包括以下步骤
一) 分别采集区间排水泵的启动停止信号及有功功率的值。
二) 定时计算当天累计排水量Qt，即根据当天采集到的区间排水 泵的启动停止信号及有功功率的值，计算当天累计排水量Qt，计算公 式为
当天累计排水量Qt二Qt., +排水泵有功功率/额定功率乂额定流量
X排水泵运行时间，其中
t为大于等于1的自然数，Q。二0;
额定功率、额定流量为排水泵的额定参数，由排水泵生产企业给
定；
排水泵运行时间=时间段(t-1 ) t期间排水泵累计启动运行的时间。
三) 一方面，将数据存入数据库，即定时将计算后的当天累计排
水量Qt存储入数据库，为用户修正预设的经验排水量阀值Qa的数值提
供依据，用户可以根据数据库输出的数据来修改预设的经验排水量阀值
Qst，另一方面，判断是否存在漏水异常情况，即定时将当天累计排水 量Qt与预设的经验排水量阀值Qst进行比较判断，若Qt〉Qst，即存在漏
水异常情况，则显示报警信息，其中
预设的经验排水量阀值Q(可通过数据库中存储的当天累计排水量 Qt的历史数据自动或手动修正，即首先运用存储在数据库中的当天累 计排水量Qt历史数据统计计算出t时刻累计排水量Qt的平均值^与标准差5 l，然后将所述平均值^与若干倍标准差5 t之和设定为t时刻的 预设的经验排水量阀值Qst。
虽然经过对本发明结合具体实施例进行描述，对于在本技术领域 熟练的人士，根据上文的叙述做出的替代、修改与变化将是显而易见的。 因此，在这样的替代、修改和变化落入附后的权利要求的精神和范围内 时，应该被包括在本发明中。
权利要求
1. 一种轨道交通区间隧道漏水的检测装置，该检测装置用于对区间隧道排水泵的当天累计排水量Qt与预设的经验排水量阀值Qu进行比较以判断区间隧道是否存在漏水异常情况，其特征在于它包括依次连接的功率变送器、采集 装置和中央处理机，其中功率变送器，用于将所述的排水泵的输入电压和输入电流转换成有功功率 信号，并输出到采集装置；采集装置，用于分别采集所述功率变送器输出的排水泵有功功率信号以及 排水泵传来的启动和停止信号，它将采集到的排水泵的有功功率信号以及启动 和停止信号转化为数字信号后输出给所述的中央处理机进行处理；中央处理机，用于对从所述的采集装置传来的有功功率信号及启动和停止 信号进行处理，即通过累积计算统计出当天累计排水量Qt后与预设的经验排水 量阀值Qst进行比较，来判断是否需要报警，并可通过统计分析当天累积排水 量Qt的历史数据，来修正预设的经验排水量阀值Qst的数值。
2. 根据权利要求l所述的检测装置，其特征在于所述的中央处理机包括 分别与中央处理机本体相连的通信模块、数据处理模块、比较报警模块、知识 库模块，其中通信模块，用于接收采集装置上传的数据通信信息，并将该信息转换成对 应的测量值；数据处理模块，用于对测量值数据进行处理，定时计算当天累计排水量Qt的值，并存储入数据库；比较报警模块，用于对当天累计排水量Qt与经验排水量阀值Qst进行比较，一旦当天累计排水量Qt超出经验排水量阀值Qst即报警；知识库模块，用于对当天累计排水量Qt进行统计分析，为用户修正预设的 经验排水量阀值Qst的数值提供依据。
3. 根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于所述的排水泵与采集装置及功率变送器之间通过若干触点连接，采集装置与功率变送器及中央处理机 之间通过通信电缆连接。
4. 一种轨道交通区间隧道漏水的检测方法，包括以下步骤 首先，分别采集区间排水泵的启动停止信号及有功功率的值；其次，定时计算当天累计排水量Qt，即根据当天采集到的区间排水泵的启 动停止信号及有功功率的值，计算当天累计排水量Qt;最后， 一方面，将数据存入数据库，即定时将计算后的当天累计排水量 Qt存储入数据库，为用户修正预设的经验排水量阀值Qst的数值提供依据，用 户可以根据数据库输出的数据来修改预设的经验排水量阀值at，另一方面，判断是否存在漏水异常情况，即定时将当天累计排水量Qt与预设的经验排水量阀 值Qst进行比较判断，若Qt〉Qu，即存在漏水异常情况，则显示报警信息。
5. 根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于所述的计算当天累计排 水量Qt的计算公式为当天累计排水量Qt=QM +排水泵有功功率/额定功率乂额定流量乂排水泵运行时间，其中t为大于等于1的自然数，QQ=0;额定功率、额定流量为排水泵的额定参数，由排水泵生产企业给定； 排水泵运行时间=时间段(t-1)~ t期间排水泵累计启动运行的时间。
6. 根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于所述的预设的经验排水量阀值Qst可通过数据库中存储的当天累计排水量Qt的历史数据自动或手动修 正，即首先运用存储在数据库中的当天累计排水量Qt历史数据统计计算出t时 刻累计排水量Qt的平均值^与标准差S "然后将所述平均值^与若干倍标准 差S t之和设定为t时刻的预设的经验排水量阀值Qst。
全文摘要
本发明提供了一种轨道交通区间隧道漏水的检测装置及方法，它包括依次连接的功率变送器、采集装置和中央处理机。本发明的检测方法首先，分别采集区间排水泵的启动停止信号及有功功率的值；其次，定时计算当天累计排水量Q<sub>t</sub>；最后，一方面，将数据存入数据库，为用户修正预设的经验排水量阀值Q<sub>st</sub>的数值提供依据，另一方面，判断是否存在漏水异常情况，即定时将当天累计排水量Q<sub>t</sub>与预设的经验排水量阀值Q<sub>st</sub>进行比较判断，若Q<sub>t</sub>＞Q<sub>st</sub>，即存在漏水异常情况，则显示报警信息。本发明能够及早检测到轨道交通区间隧道是否存在异常漏水情况，大大提高了轨道交通运营的安全性，减少了大量的人力劳动。
文档编号G01M3/26GK101311695SQ20071004113
公开日2008年11月26日 申请日期2007年5月24日 优先权日2007年5月24日
发明者坚 吴, 正 杨, 陈赤峰, 韩玉雄 申请人:上海轨道交通设备发展有限公司