一种井盖状态实时监测预警系统和方法与流程

本发明涉及一种井盖状态实时监测预警系统和方法，属于光缆传感技术领域。

背景技术：

随着城市的发展，市政、通信、燃气、供热、电力等多个行业的人井及井盖与日俱增，为城市的正常运行发挥着重要作用。然而，井盖被盗丢失的事件时有发生，井盖丢失后如不能及时定位和修补，不但给行人和车辆带来安全隐患，而且不法分子会通过井盖入口盗窃或者破坏地下线路，影响供电和通讯，这些不但会造成不良的社会影响，还会导致巨大的经济损失。因此，对井盖以及地下线缆的实时智能化管理已经成为我国安防领域亟需攻克的一个难题，尤其是面对井内的强电磁干扰、易燃易爆、高温、高湿等各种恶劣环境，基于电的传感器很难胜任。

基于门磁开关的井盖防盗系统比较复杂，根据一对磁体的相对位置发生变化来监测井盖被打开，不但需要电池供电，还需要无线信号接力传输。由于高低温、腐蚀、金属井筒和井盖对电信号的屏蔽作用等等制约因素的影响，导致门磁开关监测井盖的系统成活率低、稳定性差、运维工作量大、成本高。

技术实现要素：

针对现有防盗结构复杂、效果欠佳的问题，本发明提供一种井盖状态实时监测预警系统和方法。

本发明的技术方案：

一种井盖状态实时监测预警系统，其特征在于：包括光缆挂钩、分布式振动传感光缆和光缆振动检测主机，

所述光缆挂钩的上部与井盖的下表面连接，下部具有弯钩部，

所述分布式振动传感光缆横向穿过所述挂钩的弯钩部，与所述光缆振动检测主机连接，所述主机内部具有数据处理模块，

当井盖闭合时，所述分布式振动传感光缆与所述弯钩部具有间隔，当井盖发生位移时，所述弯钩部会随着所述井盖向上移动，与所述分布式振动传感光缆发生接触并钩住所述分布式振动传感光缆。

所述弯钩部呈鱼钩形，包括钩底和钩尖，钩尖朝上，所述分布式振动传感光缆的直径小于所述钩尖的长度，在井盖闭合时，置于沟底和钩尖形成的挂钩沟门范围内，最低处不接触钩底、最高处不超出钩尖水平位置。

所述分布式振动传感光缆位于所述钩底和钩尖之间的20-80％的高度。

一种井盖状态实时监测预警系统还包括报警装置，与所述光缆振动检测主机连接。

所述振动传感光缆为通信用的g.652光纤。

所述分布式振动传感光缆沿地下管线敷设，并进入沿途经过的人井。

所述分布式振动传感光缆进入人井后呈倒u形敷设，水平部分横向穿过所述弯钩部，两侧用人井内壁上的固定卡环固定，所述卡环的尺寸允许所述分布式振动传感光缆被拉扯时自动窜动。

所述光缆挂钩和所述井盖的连接为焊接。

一种井盖状态实时监测预警方法，其特征在于上述的一种井盖状态实时监测预警系统，

分布式振动传感光缆实时采集人井的井盖的振动信号，并将所述振动信号传递给光缆振动监测主机，所述主机接收、存储、处理和分析所述振动信号，确定井盖的振动强度及对应的位置，与对应的编号和振动强度门限值关联，并判断井盖是否发生位移，

当所述振动强度<门限值，表明对应位置的井盖为闭合状态；

当所述振动强度≥门限值时，表明对应位置的井盖发生位移：若持续所述振动和/或信号中断，表明对应位置的井盖被盗窃或光缆已断裂；若继续在远低于门限值的振动强度下振动和/或没有振动，表明对应位置的井盖侧翻。

当振动强度≥门限值时，则触动报警装置，并显示报警井盖的位置和编号。

振动传感光缆可重复使用，恢复使用时只需要重新调整好光缆在挂钩内的位置即可；光缆断裂后，可熔接后继续使用。

本发明的有益技术效果：

本发明的一种井盖状态实时监测预警系统，包括光缆挂钩、分布式振动传感光缆和具有数据处理模块的光缆振动检测主机，不仅结构简单而且能够准确判断井盖的异常状态。井盖正常闭合情况下，分布式振动传感光缆穿过且不接触挂钩的弯钩部，这样避免将车辆辗轧井盖产生的振动通过挂钩传递给振动传感光缆，以减少和避免造成系统误报警；只有发生井盖位移时，例如因盗窃井盖被撬动而将要开启或已经开启或移走，或者井盖侧翻，挂钩随着井盖的位移而倾斜或向上移动，弯钩部才会钩住并扯动分布式振动传感光缆，光缆检测这种强烈的振动，并发送给光缆振动检测主机。主机的数据处理模块分析处理光缆发送的所述振动信号，得出信号强度，并根据光速和光信号传输时间计算出井盖的准确位置信息，与井盖的编号和门限值对应，通过振动强度是否超过门限值判断井盖是否出现异常振动，并且能够对井盖发生位移的情况进一步区分：如果在门限值附近发生了持续的不规则的强烈振动，甚至导致振动传感光缆断裂、信号中断，说明井盖被盗；如果检测到强烈振动(超过门限值)后就停止了，或者继续产生持续微弱的振动，说明井盖发生了侧翻。

总之，本发明的一种井盖状态监测预警系统，分布式振动传感光缆实时采集、传输振动信号，并把信号发送给与其连接的光缆检测主机，所述主机的数据处理模块分析处理所述振动信号，从而区分井盖被窃丢失情况与正常干扰，判断出井盖是否被打开。在观察到异常振动即振动强度超过门限值或听到报警时，工作人员可以及时采取措施，从而有效的防止井盖以及管道内的电缆等失窃，防止井盖丢失导致的交通事故。

所述弯钩部优选的呈鱼钩形，光缆位于所述钩底和钩尖之间，优选位于钩底和钩尖之间的20-80％的高度，钩尖的长度大于光缆的直径确保井盖发生位移或侧翻时挂钩能够勾住分布式振动传感光缆，从而使光缆产生强烈/异常的振动信号，并根据此判断井盖离开了人井。

还包括报警装置，当某井盖内的分布式振动传感光缆产生了异常振动信号时，即振动强度超过门限值，系统启动报警装置发出报警，以便于及时提醒相关人员，并准确显示报警井盖的位置和编号。因为井盖所处的位置不同，周围环境以及马路上的车辆的影响，会导致不同的井盖产生的振动特征不一样。为了保证监测报警的准确性，需要对不同位置信息的井盖单独设置报警门限值并进行编号。为了避免井周围的振动导致的误报，系统可把井内3米左右光缆设为被监测防区，3米以外光缆采集的到的振动信号被去除掉。

监测用分布式振动传感光缆可以借用原来沿管道敷设的通信调度用光缆中的一根g.652光纤，减少安装和施工，并节约材料和施工成本以及宝贵的管孔资源。也可为井盖监测单独敷设一根光缆。

由于采用了上述分布式光缆振动传感技术，一套系统就能监测单向40km、双向80km的光缆长度所及范围内所有人井的井盖，并能够逐一编号，精确显示报警井盖的编号和准确位置。

分布式振动传感光缆固定在人井内壁上时，只做相对定位，在井盖处于正常情况下，光缆用固定卡环固定在人井内壁上，但不卡死光缆，允许光缆被挂钩牵引和拉扯时能够自由窜动，避免光缆被扯断；另外，每处人井内应预留3-5米光缆，以备光缆损坏后熔接接头重复使用。

该系统的分布式振动传感光缆可以重复使用，恢复使用时只需要重新调整好光缆在挂钩内的位置即可；即便光缆断裂，也可以熔接后继续使用。

附图说明

图1为本发明的一种井盖状态监测预警系统的一种实施例的结构示意图；

图2为本发明的一种井盖状态监测预警系统的一种实施例的局部示意图；

图3为本发明的一种井盖状态监测预警系统的另一种实施例的结构示意图。

附图标记：1-分布式振动传感光缆；2-光缆挂钩；21-钩尖；22-钩底；3-人井；31-井壁；4-井盖；5-光缆振动监测主机；6-报警装置。

具体实施方式

为了更清楚的说明本发明的内容，下面将结合附图1-3和具体实施例详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的一种井盖状态实时监测预警系统，包括光缆挂钩2、分布式振动传感光缆1和光缆振动检测主机5。所述光缆挂钩2焊接于井盖4的下表面，具有弯钩部，本实施例中所述弯钩部为鱼钩形，所述弯钩部包括钩底22和钩尖21；所述分布式振动传感光缆1沿地下管线单独敷设的光缆，沿途经过若干个人井3，在经过人井3时呈倒u形敷设，先从人井的井壁31向上布置，水平部分横向穿过所述光缆挂钩2的弯钩部，然后再顺着井壁31向下布置，接着沿管线敷设进入下一个人井3，如此反复，并最终与所述光缆振动检测主机5连接，所述光缆振动检测主机5内部具有数据处理模块。在每个人井3内，光缆挂钩2和分布式振动传感光缆1的相对位置为：当井盖4正常闭合时，所述分布式振动传感光缆1位于所述钩底22和钩尖21之间的40％的高度处，当井盖4发生位移时，所述光缆挂钩2随着向上移动，弯钩部能够钩住并扯动所述分布式振动传感光缆1，从而检测到强烈的振动。

分布式振动传感光缆1实时采集沿途经过的每个井盖4的振动信号，并传递给所述光缆振动检测主机5，所述光缆振动检测主机5的数据处理模块对所述信号进行分析处理，得出光缆振动强度和位置信息，并对井盖4的不同状态进行准确判断，避免误报警：当某个或某些井盖4内的振动信号高于设定的对应的门限值时，表明井盖4发生了异常振动，分布式振动传感光缆1被弯钩部钩住并扯动，如果振动信号仍然持续，发生了不规则的强烈振动或振动信号突然中断，表明井盖4被盗；如果没有振动信号或者变为微弱的振动，表明井盖4发生了侧翻。

分布式振动传感光缆1不仅在异常情况下实时检测井4盖的振动，同时在井盖4正常情况下，也实时检测检测井盖4的振动，以区分井盖4被盗和正常干扰。因为不同井盖4所处的位置不同，周围环境以及马路上的车辆的影响，会导致不同的井盖4产生的振动特征不一样。为了保证监测报警的准确性，进一步的防止误报警，需要对每个井盖4单独设置报警门限值。

分布式振动传感光缆1具有光缆的特性，无源安装，沿途无需供电，而且能够适应人井3内和管道内各种恶劣环境。而光缆振动检测主机5放置在机房内，根据分布式光缆的传输特点，本实施例的一套系统可以检测单向40km，双向80km的光缆长度所及范围内的所有井盖4的状态。

实施例2

如图3所示，在实施例1的基础上，本实施例的光缆为借用原来沿管道敷设的通信调度用光缆中的一根g.652光纤，且一种井盖状态实时监测预警系统还包括报警装置6，与所述光缆振动检测主机5连接，当所述光缆检测主机5收到的分布式振动传感光缆1发送的振动信号的振动强度超过对应位置的人井3的门限值时，启动报警装置6，以及时提醒工作人员采取措施。由于光缆的特性，不仅可以采集振动信号，而且可以传输信息，数据处理模块根据光信号的传播速度和时间，即可分析得出不同井盖的位置，同时在光缆安装中对沿途的每个井盖4进行编号，将所述编号信息输入数据处理模块中，将井盖4的位置和编号关联，从而在光缆振动检测主机5判断出井盖发生异常振动时，或者报警装置6发出报警时，可以迅速找到对应的井盖4。

以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明要求保护的范围，一切不脱离本专利的精神和范围的技术方案及其改进，例如设计不同的尺寸、弯钩形态或选用不同的光纤等等，只要符合本发明的精神，其均涵盖在本专利的保护范围当中。