地下综合管廊管网振动监测预警系统的制作方法

本实用新型涉及地下管网技术领域，尤其涉及一种地下管网技术领域的地下综合管廊管网振动监测预警系统。

背景技术：
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城市市政安全设施中，有大量地下工程，包括八大管道(给排水、通讯、电力、燃气等)。这些地下公社设施和市政设备的安全，对于构建和平城市具有重大意义。长期以来，城市安全建设存在“重地上轻地下”不足，由此带来安全隐患。

维护市政基础设施的安全是社会稳定、经济快速发展的一个基本要求。对通信光纤(包括海底光纤)、高压电网、电缆沟等基础设施进行安全监控，不仅使这些设施实现技术性功能的保障，更是避免造成重大经济损失、维护社会稳定发展的有效手段。特别是随着基础设施建设的快速发展，呈现出区域分布广、复杂程度高、重要性进一步提高的新特点，这就使得基础设施受到危害的范围、频率也随之增加，安全监控的难度、重要性也相应增加。据不完全统计，仅中国每年因外界破坏而造成的管道泄漏或爆炸上千余次，直接经济损失达几亿元。由此带来的环境污染、商业信用等损失更是难以估量。而地下管线泄漏、断裂等事故的一个重要原因就是未经授权、缺乏监督的工程施工、盗窃、蓄意破坏等。目前已有的监控技术主要有“红外对射技术”、“芯片GPS定位技术”等。由于长时间长距离地下管道的监控，以上技术设备容易受潮，受电磁干扰的影响且长距离供电困难，而且受环境影响，不容易判断侵入源，容易造成误报警。

技术实现要素：
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本实用新型旨在解决上述问题，提供一种地下综合管廊管网振动监测预警系统。

为达成上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种地下综合管廊管网振动监测预警系统，包括敷设在地下且与管网并行铺设的光纤振动传感装置和地址码装置、监测主机、无线通信装置、远程监控中心及客户端，其中：

光纤振动传感装置、地址码装置及无线通信装置均与监测主机电连接；

光纤振动传感装置，被设置用于感应光纤振动的振幅，并将感应值发送至监测主机；

地址码装置，与光纤振动传感装置一一对应，被设置用于提供光纤振动传感装置所对应的地址码信息，并将其传输至监控主机；

监测主机，用于响应于光纤振动传感装置达到或超过预警阈值，并通过无线通信装置发 送预警信息和地址信息到远程监控中心；

无线通信装置，被设置用于建立监控主机与远程监控中心之间的无线通信链路并将预警信息和地址码信息传输至远程监控中心；

远程监控中心，包括CPU、无线通信模块、存储模块及显示模块，其中：

无线通信模块、存储模块及显示模块均与CPU电连接并受其控制；

存储模块，被设置用于存储光纤振动传感装置所对应的地址码信息、位置信息及其关联关系；

CPU，用于响应于监测主机的预警信息和地址码信息，并调取存储模块中存储的信息以确定预警的管网的位置信息，同时通过无线通信模块报警给客户端；

显示模块，用于图形和/或文字实时显示监测主机传输至远程监控中心的监测信息；

客户端，用于接收远程监控中心发送至的信息、查询存储模块内的信息及记录信息到存储模块。

进一步的实施例中，所述地下综合管廊管网振动监测预警系统还包括与监测主机电连接的报警装置，用于发出报警信号。

进一步的实施例中，所述报警装置包括蜂鸣器和LED报警灯中的至少一种。

进一步的实施例中，所述地下综合管廊管网振动监测预警系统还包括与监测主机电连接的摄像头，用于拍摄现场照片。

进一步的实施例中，所述地下综合管廊管网振动监测预警系统还包括为监测主机供电的电源装置。

进一步的实施例中，所述预警阈值包括振幅均方根值和振幅波动系数。

进一步的实施例中，所述地址码装置提供的地址码信息包括MAC地址码，光纤振动传感装置所对应的位置信息包括街道信息和经纬度信息。

进一步的实施例中，所述地下综合管廊管网振动监测预警系统还包括与CPU电连接的输入模块，用于供工作人员输入信息进行设置、并对所述存储模块内的存储信息进行查询。

本实用新型的地下综合管廊管网振动监测预警系统，可实现地下管道全线振动情况的实时检测、超前预警和定位，从而实现管道入侵事件的早期介入，及时处置，避免事态扩大，有效提高安全防范能力，避免和减少事故的发生；同时通过获取各种振动特征值，可实现挖掘机挖掘、人工挖掘、车辆通过等不同振动源的识别，对火车通行、汽车通行等非破坏振动事件，进行有效屏蔽滤除，避免误报警。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：

图1为本实用新型其中一个实施例的地下综合管廊管网振动监测预警系统的电控部分的示意图。

图2为本实用新型其中一个实施例的地下综合管廊管网振动监测预警系统的结构示意图。

图3为本实用新型其中一个实施例的地下综合管廊管网振动监测预警系统的光纤振动传感装置的工作原理框图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合上述所附图式说明如下。

如图1结合图2所示，该地下综合管廊管网振动监测预警系统包括：敷设在地下且与管网并行铺设的光纤振动传感装置3和地址码装置2、监测主机1、无线通信装置6、远程监控中心及客户端12。

光纤振动传感装置3、地址码装置2及无线通信装置6均与监测主机1电连接。

光纤振动传感装置3，被设置用于感应光纤振动的振幅，并将感应值发送至监测主机1。

地址码装置2，与光纤振动传感装置3一一对应，被设置用于提供光纤振动传感装置3所对应的地址码信息，并将其传输至监控主机1。

监测主机1，用于响应于光纤振动传感装置3达到或超过预警阈值，并通过无线通信装置6发送预警信息和地址信息到远程监控中心。

无线通信装置6，被设置用于建立监控主机与远程监控中心之间的无线通信链路并将预警信息和地址码信息传输至远程监控中心。

远程监控中心，包括CPU8、无线通信模块7、存储模块9及显示模块11，其中：无线通信模块7、存储模块9及显示模块11均与CPU8电连接并受其控制。

存储模块9，被设置用于存储光纤振动传感装置3所对应的地址码信息、位置信息及其关联关系。

CPU8，用于响应于监测主机1的预警信息和地址码信息，并调取存储模块9中存储的信息以确定预警的管网的位置信息，同时通过无线通信模块7报警给客户端。

显示模块11，用于图形和/或文字实时显示监测主机1传输至远程监控中心的监测信息。

客户端12，用于接收远程监控中心发送至的信息、查询存储模块9内的信息及记录信息到存储模块9。

在本实施例中，光纤根据地下管网埋设情况，从路段、路口典型性以及光纤敷设便利上综合考虑，择优选择一段进行光纤的敷设，监测主机1就近安装。光纤振动传感装置3直接接入监测主机1，经主机分析处理后，预警信息由监测主机1以无线的方式传送至远程监控中心。

在本实施例中，如图3所示，光纤振动传感装置3包括激光器、两个光纤耦合器、光纤、信号预处理器、A/D转换器及DSP；光纤振动传感装置3感应振动信号，接收的信号经过信号预处理器来提高信号的质量，符合A/D转换的要求，转换后的数字信号进入DSP中进行初步处理，并将数据传到监测主机1作进一步处理。

如此，当外界振动干扰超过预警阈值时，监测主机1通过无线通信模块发送预警信息和光纤振动传感装置3所对应的地址码装置2里的MAC地址信息到远程监控中心；远程监控中心的CPU8调取存储模块9中存储的预警的光纤振动传感装置3所对应的地址码信息、位置信息及其关联关系，并将该信息按日志形式记录在存储模块9中，显示模块11显示预警信息进行报警。另外，远程监控中心将预警信息、地址码信息、位置信息同步到客户端12上，客户端12的该管辖区域的工作人员可以根据地址码信息、位置信息前去现场处理，从而实现了管网入侵事件的早期介入，及时处置，避免事态扩大，有效提高安全防范能力，避免和减少事故的发生。并且，当远程监控中心接收到预警信息时，显示模块11能够及时显示预警信息，比如弹出预警提示框，还能提供语音信息，并同步发预警信息到客户端12。在本实施例中，该地下综合管廊管网振动监测预警系统的测量距离为0-50km,定位精度为：±25m。

在本实施例中，预警阈值包括均方根值和波动系数，当两者都超过预警阈值时，监测主机1则发送预警信息到远程监控平台。如此，能够实现安全事件屏蔽，比如对火车通行、汽车通行等非破坏振动事件，进行有效屏蔽滤除，该地下综合管廊管网振动监测预警系统的误报率＜1％。

在一些优选的实施例中，如图1和图2所示，地下综合管廊管网振动监测预警系统还包括与监测主机1电连接的报警装置4，用于发出报警信号。如此，能够警示侵入的破坏者。

优选地，报警装置4包括蜂鸣器和LED报警灯中的至少一种。

在一些优选的实施例中，如图1和图2所示，地下综合管廊管网振动监测预警系统还包括与监测主机1电连接的摄像头5，用于拍摄现场照片。如此，当外界振动干扰超过预警阈值时，监测主机1控制摄像头5拍摄现场照片并传送给远端监控中心，留有证据又方便工作人员了解现场情况。

在某些实施例中，如图2所示，地下综合管廊管网振动监测预警系统还包括为监测主机 1供电的电源装置13。

在一些优选的实施例中，预警阈值包括振幅均方根值和振幅波动系数。如此，能够避免误预警。

优选地，地址码装置2提供的地址码信息包括MAC地址码，光纤振动传感装置3所对应的位置信息包括街道信息和经纬度信息。如此，方便工作人员及时找到发生外部振动侵入的位置，及时处理。

优选地，地下综合管廊管网振动监测预警系统还包括与CPU8电连接的输入模块10，用于供工作人员输入信息对所述存储模块9内的存储信息进行设置、查询。在本实施例中，预警阈值的设定也可以通过输入模块10设置，通常由工作人员通过一段时间的数据统计获得；并且工作人员可以通过输入模块10输入地址码信息来查询所属区域的地下管网的系统状态、维护记录。

本实用新型的地下综合管廊管网振动监测预警系统，可实现地下管道全线振动情况的实时检测、超前预警和定位，从而实现管道入侵事件的早期介入，及时处置，避免事态扩大，有效提高安全防范能力，避免和减少事故的发生；同时通过获取各种振动特征值，可实现挖掘机挖掘、人工挖掘、车辆通过等不同振动源的识别，对火车通行、汽车通行等非破坏振动事件，进行有效屏蔽滤除，避免误报警。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。