一种通信铁塔塔基沉陷检测方法及系统与流程

本发明属于通信铁塔维护技术领域，特别是涉及一种通信铁塔塔基沉陷检测方法及系统。

背景技术：

目前通信铁塔由人工进行检测和维护。该方式具有三个缺点，一是不能精确判断通信铁塔出现塔基沉陷的程度，二是检测效率低、时间和人力成本非常大，三是不能及时将维护结果反馈并进行管理。为解决上述问题，提出一种通信铁塔塔基沉陷检测方法及系统。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是人工难以精确检测塔基沉陷的问题，提出一种通信铁塔塔基沉陷检测方法及系统。

本发明涉及的基于物联网的铁塔系统应用场景，如图1所示。在通信铁塔固定位置安装传感器设备，传感器采集铁塔相关参数并通过通信模块传输至系统，系统对传感数据进行保存和处理，客户端与系统交互获得所需信息。

基于物联网的铁塔系统的整体系统架构如图2所示。系统硬件部分包括通信铁塔本身、安装在塔身上的传感设备，传感设备的通信模块与系统进行实时通信；系统软件部分包括系统数据库、数据处理平台、数据管理发布平台，其中系统数据库接收来自传感设备的传感数据并保存所有系统日志，数据处理平台调取系统数据库中的数据进行处理和分析，数据管理发布平台接收数据处理平台的数据处理结果和系统数据库中的相应记录进行管理和发布；系统应用平台包括管理设备和客户端，管理设备包括但不限于工作站、电脑等设施，客户端包括但不限于APP、微信、Html网页等形式；本系统的应用人员包括但不限于管理人员和维护人员，其接口分别为管理设备和客户端。

本发明的实现依托上述应用场景和系统架构，在通信铁塔相应位置安装传感器检测高度数据，通过数据分析判断通信铁塔塔基是否存在沉陷以及沉陷的程度，其中塔基倾斜直接认定为严重沉陷。

本发明提出的通信铁塔塔基沉陷检测系统，包括选取检测点并采集高度数据模块、判断塔基是否倾斜模块、判断塔基沉陷程度模块。

1、选取检测点并采集高度数据模块：在铁塔塔基水平位置处选取不在同一条直线上的三个检测点，测量塔基水平位置的高度值，记为M；传感器定时采集检测点的高度数据并传输至系统数据库存储。

2、判断塔基是否倾斜模块：提取三个检测点的高度数据，记为x₁，x₂，x₃；如果x₁＝x₂＝x₃，则判定塔基无倾斜，进入判断塔基沉陷程度模块；否则判定塔基存在倾斜沉陷，即判定此时铁塔塔基存在严重沉陷。

3、判断塔基沉陷程度模块：如果|x₁-M|＝0，则判定此时塔基无沉陷，返回判断塔基是否倾斜模块；如果|x₁-M|>N，其中N是事先设置的沉陷最大容忍值，则判定此时塔基存在严重沉陷；否则判定此时塔基存在可容许沉陷，返回判断塔基是否倾斜模块。

通信铁塔塔基沉陷检测系统的系统框图，如图3所示。

本发明提出一种通信铁塔塔基沉陷检测方法，系统已经通过传感器收集并存储了检测点的高度数据，其按如下步骤实现：

步骤1、选取检测点。

在铁塔塔基水平位置处选取不在同一条直线上的三个检测点，测量塔基水平位置的高度值，记为M。

步骤2、提取高度数据并判断塔基是否倾斜。

提取三个检测点的高度数据，记为x₁，x₂，x₃；如果x₁＝x₂＝x₃，则判定塔基无倾斜，进入步骤3；否则判定塔基存在倾斜沉陷，即判定此时铁塔塔基存在严重沉陷。

步骤3、判断塔基沉陷程度。

如果|x₁-M|＝0，则判定此时塔基无沉陷，返回步骤2；如果|x₁-M|>N，其中N是事先设置的沉陷最大容忍值，则判定此时塔基出现严重沉陷；否则判定此时塔基出现可容许沉陷，返回步骤2。至此，通信铁塔塔基沉陷检测方法结束。

通信铁塔塔基沉陷检测方法的方法流程图如图4所示。

本发明的方法及系统具有以下两个优点：

(1)通过塔基是否倾斜和塔基沉陷程度分级判断，能够合理判断出塔基是否存在严重沉陷。

(2)实现了通信铁塔塔基沉陷自动检测，解决了人工难以精确检测塔基沉陷的问题。

附图说明

图1是本发明的应用场景示意图；

图2是本发明的应用场景整体系统架构图；

图3是本发明的系统框图；

图4是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面对本发明优选实施例作详细说明。

本发明涉及的基于物联网的铁塔系统应用场景，如图1所示。在通信铁塔固定位置安装传感器设备，传感器采集铁塔相关参数并通过通信模块传输至系统，系统对传感数据进行保存和处理，客户端与系统交互获得所需信息。

基于物联网的铁塔系统的整体系统架构如图2所示。系统硬件部分包括通信铁塔本身、安装在塔身上的传感设备，传感设备的通信模块与系统进行实时通信；系统软件部分包括系统数据库、数据处理平台、数据管理发布平台，其中系统数据库接收来自传感设备的传感数据并保存所有系统日志，数据处理平台调取系统数据库中的数据进行处理和分析，数据管理发布平台接收数据处理平台的数据处理结果和系统数据库中的相应记录进行管理和发布；系统应用平台包括管理设备和客户端，管理设备包括但不限于工作站、电脑等设施，客户端包括但不限于APP、微信、Html网页等形式；本系统的应用人员包括但不限于管理人员和维护人员，其接口分别为管理设备和客户端。

本发明的实现依托上述应用场景和系统架构，在通信铁塔相应位置安装传感器检测高度数据，通过数据分析发现通信铁塔是否存在塔基沉陷以及沉陷程度。

本例中对某铁塔进行物联网改造从而实现塔基沉陷检测。本发明方法及系统的实施例实现如下：

本发明提出的通信铁塔塔基沉陷检测系统，包括选取检测点并采集高度数据模块、判断塔基是否倾斜模块、判断塔基沉陷程度模块。

1、选取检测点并采集高度数据模块：在铁塔塔基水平位置处选取不在同一条直线上的三个检测点，测量塔基水平位置的高度值，记为M；传感器定时采集检测点的高度数据并传输至系统数据库存储。本实施例中，测量得到塔基水平位置高度值M＝0.5m，传感器每隔1s(采样间隔)采集三个检测点的高度数据并传输至系统数据库存储。

2、判断塔基是否倾斜模块：提取三个检测点的高度数据，记为x₁，x₂，x₃；如果x₁＝x₂＝x₃，则判定塔基无倾斜，进入判断塔基沉陷程度模块；否则判定塔基存在倾斜沉陷，即判定此时铁塔塔基存在严重沉陷。本实施例中，系统提取的三个高度数据分别为x₁＝0.4，x₂＝0.4，x₃＝0.4，此时x₁＝x₂＝x₃，判定塔基无倾斜，进入判断塔基沉陷程度模块。

3、判断塔基沉陷程度模块：如果|x₁-M|＝0，则判定此时塔基无沉陷，返回判断塔基是否倾斜模块；如果|x₁-M|>N，其中N是事先设置的沉陷最大容忍值，则判定此时塔基存在严重沉陷；否则判定此时塔基存在可容许沉陷，返回判断塔基是否倾斜模块。本实施例中，设置N＝0.1m，高度数据x₁＝x₂＝x₃＝0.4，M＝0.5，|x₁-M|＝0.1＝N，判定此时塔基出现可容许沉陷，返回判断塔基是否倾斜模块。

本发明提出的通信铁塔塔基沉陷检测方法，其实现步骤如下：

步骤1、选取检测点。

在铁塔塔基水平位置处选取不在同一条直线上的三个检测点，测量塔基水平位置的高度值，记为M。本实施例中，测量得到塔基水平位置高度值M＝0.5m，传感器每隔1s(采样间隔)采集三个检测点的高度数据并传输至系统数据库存储。

步骤2、提取高度数据并判断塔基是否倾斜。

提取三个检测点的高度数据，记为x₁，x₂，x₃；如果x₁＝x₂＝x₃，则判定塔基无倾斜，进入步骤3；否则判定塔基存在倾斜沉陷，即判定此时铁塔塔基存在严重沉陷。本实施例中，系统提取的高度数据分别为x₁＝0.4，x₂＝0.4，x₃＝0.4，此时x₁＝x₂＝x₃，判定塔基无倾斜，进入步骤3。

步骤3、判断塔基沉陷程度。

如果|x₁-M|＝0，则判定此时塔基无沉陷，返回步骤2；如果|x₁-M|>N，其中N是事先设置的沉陷最大容忍值，则判定此时塔基存在严重沉陷；否则判定此时塔基存在可容许沉陷，返回步骤2。本实施例中，设置N＝0.1m，高度数据x₁＝x₂＝x₃＝0.4，M＝0.5，|x₁-M|＝0.1＝N，判断此时塔基出现可容许沉陷，返回步骤2。

当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。