一种地下管廊孔位智能监测系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于地下管线运维管理领域的地下管廊孔位智能监测系统。


背景技术：

2.我国的电力传输和信息传输线缆大部分采用架空线缆的模式，小部分采用埋入地下模式。随着经济快速发展及城市化进程的加速，城市中大量杂乱的架空线和电线杆不仅不美观，也存在大量的安全隐患；而部分埋地线缆，也经常因为标识不够清晰或野蛮施工被挖断，因缺少相应警示手段，存在不能快速发现故障点、快速恢复的情况。
3.以市区的缆线型管廊为例，主要负责将市区架空的电力、通信、有线电视、道路照明等电缆收容至埋地的管道，电缆沟一般埋设在人行道下，采用浅埋沟道方式建设，在一定距离设立人孔井和手孔井。在电缆落地敷设前，需要根据空中线路、变电站位置和地下管线走向等设计规划线路。其中地下管线需要人力查阅纪录以及现场进行勘查以确定哪条线路哪些孔洞未被占用。实际工作中由于常见的以下原因，占用耗费了大量的人力和时间：
4.1)孔洞数量多且数量不固定，孔洞数量在一口井下，至多50个，距离近，图纸记录繁琐；
5.2)穿线时工人会优先挑好穿线的孔，不会按照顺序，难管理；
6.3)沟盖板重量普遍较重，最多可达300kg，现场查看异常复杂，难度大；
7.4)沟盖板厚度较大，最多可达25cm，且材料含混凝土、钢筋、水泥等材料，对无线信号传输有较大影响；
8.5)井下环境复杂，温湿度大甚至有泡水可能，且存在一定腐蚀性，对检测设备抗恶劣环境要求高。


技术实现要素：

9.本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种地下管廊孔位智能监测系统，能够实现对于地下管廊孔位及电缆的智能在线监测。
10.实现上述目的的一种技术方案是：一种地下管廊孔位智能监测系统，用于对地下管廊的孔洞及电缆使用情况进行监测，包括堵头监控模块、电缆监测表带和后台监控系统；
11.对应地下管廊的任意一个出线孔洞均单独开设有一个堵头监控模块安装孔，堵头模块包括堵头基座和堵头触点，堵头基座固定安装在堵头监控模块安装孔内，堵头触点通过连接件与堵头基座相互绑定，不可分离，堵头触点可拆卸的安装于堵头基座上；
12.电缆监测表带套接于电缆外侧，包括电子仓，堵头触点可拆卸的与电子仓连接；
13.当堵头触点安装于堵头基座上时，堵头基座向后台监控系统发出该出线孔洞未被占用信号；当堵头触点安装于电子仓上时，电子仓向后台监控系统发出出线孔洞被该特定电缆占用的信号。
14.进一步的，在地下管廊处设置有数据融合网关，各个堵头监控模块及各个电子仓分别和数据融合网关连接，通过数据融合网关向后台监控系统发送信号。
15.进一步的，堵头基座及其对应的堵头触点带有相互对应的固定编号。
16.进一步的，后台监控系统包括可视化展示平台，在可视化展示平台上按照堵头基座及其对应的堵头触点的编号，可视化呈现地下管廊各个孔洞的占用情况。
17.进一步的，堵头基座和堵头触点之间，以及堵头触点与电子仓之间采用磁吸式连接。
18.进一步的，堵头基座上设有浸水传感器。
19.进一步的，电子仓与堵头触点的连接部设有膜压力传感器及震动传感器。
20.进一步的，电子仓内设有温度传感器和电流互感器。
21.进一步的，电子仓表面设有工作状态信号指示灯。
22.进一步的，电子仓及监控模块采用锂亚硫酰氯电池进行供电。
23.本发明的一种地下管廊孔位智能监测系统，通过在线或者简单的手持设备读取孔位监测传感器上传的数据，无需现场勘查就能提前获知哪条线路，哪些孔洞还未穿线，将会大大节省人力成本，节省现场勘查和大量图纸记录等非常耗费人力的繁琐工作，将线路规划简单化；通过实时监测孔位上传的数据，可以了解地下管道孔位占用及水位等信息，分析预测井下工作情况，指导电缆敷设和检修作业，为提升需求响应速度、施工安全和服务质量提供技术支撑。
附图说明
24.图1为本发明的一种地下管廊孔位智能监测系统的堵头监控模块结构示意图；
25.图2为本发明的一种地下管廊孔位智能监测系统的电缆监测表带电子仓结构示意图；
26.图3为本发明的一种地下管廊孔位智能监测系统的堵头监控模块结构与电缆监测表带连接的结构示意图。
具体实施方式
27.为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：
28.请参阅图1至图3，本发明的一种地下管廊孔位智能监测系统，用于对地下管廊的孔洞及电缆使用情况进行监测，包括堵头监控模块1、电缆监测表带2和后台监控系统。
29.对应地下管廊的任意一个出线孔洞均单独开设有一个堵头监控模块安装孔，堵头模块包括堵头基座11和堵头触点12，堵头基座固定安装在堵头监控模块安装孔内，堵头触点通过弹性连接件与堵头基座相互绑定，不可分离，但能够在有限范围内进行移动。堵头触点12通过磁吸的方式可拆卸的安装于堵头基座上，堵头基座内设控制芯片，对磁吸连接进行感应。堵头基座11及其对应的堵头触点12带有相互对应的固定编号，该编号标记于堵头基座11及堵头触点12表面，同时以同样的编号对堵头基座内设的控制芯片进行编码。这样使得通过堵头监控模块对地下管廊的任意一个出线孔洞进行精确的识别和定位。堵头基座上设有浸水传感器，从而能够对该孔洞的环境状态进行掌握。
30.电缆监测表带2的电子仓通21过绑带22固定于线缆的外侧，电子仓同样进行编码，从而使得电子仓与电缆实现一一对应关系。
31.当堵头触点12安装于堵头基座11上时，堵头基座向后台监控系统发出该出线孔洞未被占用信号。当电缆穿过一个孔洞布设后，作业人员取下堵头基座11上的堵头触点12，将其通过磁吸的形式与该电缆的电子仓21连接，电子仓22向后台监控系统发出出线孔洞被该特定电缆占用的信号。后台监控系统包括可视化展示平台，在可视化展示平台上按照堵头基座及其对应的堵头触点的编号，可视化呈现地下管廊各个孔洞的占用情况。
32.电缆沟内环境恶劣，且孔洞数量很多，在如此复杂的环境内，布线如果采用实体线路，搭建的线路网络将会异常复杂，且在穿线施工时会容易将线拉断。故而对于孔洞监测节点与数据采集网关之间采用无线自组网，在地下管廊处设置有数据融合网关，各个堵头监控模块及各个电子仓分别和数据融合网关连接，通过数据融合网关统一向后台监控系统发送信号。当孔洞监测节点监测到线缆有非法操作，拔除或私自穿线等行为，会及时通过自组网无线通讯告知网关，网关通过5g通信上传至后台系统及多种通知方式通知到相关责任人。
33.电子仓与堵头触点的连接部设有膜压力传感器及震动传感器，在已经穿线完毕的电缆发出震动信号或者堵头触点有脱出的迹象时，证明电缆在遭遇非正常状态，有可能是遭遇盗挖或者野蛮施工的影响。信号能够及时反馈至后台监控系统，通知相关责任人。
34.电子仓内设有温度传感器和电流互感器，从而能够实时监控各条电缆的工作状态。电子仓表面设有工作状态信号指示灯，使得运维检修人员能够凭肉眼观测电子仓的工作状态，无需使用仪器进行检测。
35.孔洞监测方案的电源系统采用低功耗设计和超长寿命电池。低功耗设计体现在如下地方，(1)选用睡眠态超低功耗mcu，模块整体休眠(stop低功耗模式)功耗达到了20微安以下级别；(2)降低活跃模式时的电量消耗，在保证实时监测的前提下，设计合适的工作逻辑，通过降低其工作主频及保证设备在线统计的情况下做到使其尽可能多工作在睡眠模式来保证低功耗。选用的超长寿命电池为一次性锂亚硫酰氯电池，锂亚硫酰氯电池简称为锂亚电池。锂亚电池的负极为金属锂，正极活性物质为电解质溶剂氯化亚砜。由于其特殊的化学特性和钝化作用，其年自放电电流小于1％，使用寿命可超过10年。
36.后台监控系统负责处理传感监测系统监测是否有电缆穿过的信息，并通过算法计算判定非法行为，之后可以通过通信系统中通信模块上传到后台服务器做报警，同时也可将线路信息做记录，在呈现平台上做记录，如此清晰知道线路的名称及电缆排管孔洞占用情况。本发明选用成熟arm核单片机平台，稳定的同时，采用超低功耗设计，为设备的超长工作寿命提供有力支撑。
37.本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

技术特征：
1.一种地下管廊孔位智能监测系统，用于对地下管廊的孔洞及电缆使用情况进行监测，其特征在于，包括堵头监控模块、电缆监测表带和后台监控系统；对应地下管廊的任意一个出线孔洞均单独开设有一个堵头监控模块安装孔，堵头模块包括堵头基座和堵头触点，堵头基座固定安装在堵头监控模块安装孔内，堵头触点通过连接件与堵头基座相互绑定，不可分离，堵头触点可拆卸的安装于堵头基座上；电缆监测表带套接于电缆外侧，包括电子仓，堵头触点可拆卸的与电子仓连接；当堵头触点安装于堵头基座上时，堵头基座向后台监控系统发出该出线孔洞未被占用信号；当堵头触点安装于电子仓上时，电子仓向后台监控系统发出出线孔洞被该特定电缆占用的信号。2.根据权利要求1所述的一种地下管廊孔位智能监测系统，其特征在于，在地下管廊处设置有数据融合网关，各个堵头监控模块及各个电子仓分别和数据融合网关连接，通过数据融合网关向后台监控系统发送信号。3.根据权利要求1所述的一种地下管廊孔位智能监测系统，其特征在于，堵头基座及其对应的堵头触点带有相互对应的固定编号。4.根据权利要求3所述的一种地下管廊孔位智能监测系统，其特征在于，后台监控系统包括可视化展示平台，在可视化展示平台上按照堵头基座及其对应的堵头触点的编号，可视化呈现地下管廊各个孔洞的占用情况。5.根据权利要求1所述的一种地下管廊孔位智能监测系统，其特征在于，堵头基座和堵头触点之间，以及堵头触点与电子仓之间采用磁吸式连接。6.根据权利要求1所述的一种地下管廊孔位智能监测系统，其特征在于，堵头基座上设有浸水传感器。7.根据权利要求1所述的一种地下管廊孔位智能监测系统，其特征在于，电子仓与堵头触点的连接部设有膜压力传感器及震动传感器。8.根据权利要求1所述的一种地下管廊孔位智能监测系统，其特征在于，电子仓内设有温度传感器和电流互感器。9.根据权利要求1所述的一种地下管廊孔位智能监测系统，其特征在于，电子仓表面设有工作状态信号指示灯。10.根据权利要求1所述的一种地下管廊孔位智能监测系统，其特征在于，电子仓及监控模块采用锂亚硫酰氯电池进行供电。

技术总结
本发明公开了一种地下管廊孔位智能监测系统，包括堵头监控模块、电缆监测表带和后台监控系统；对应地下管廊的任意一个出线孔洞均单独开设有一个堵头监控模块安装孔，堵头模块包括堵头基座和堵头触点，堵头基座固定安装在堵头监控模块安装孔内，堵头触点通过连接件与堵头基座相互绑定，不可分离，堵头触点可拆卸的安装于堵头基座上；电缆监测表带套接于电缆外侧，包括电子仓，堵头触点可拆卸的与电子仓连接；当堵头触点安装于堵头基座上时，堵头基座向后台监控系统发出该出线孔洞未被占用信号；当堵头触点安装于电子仓上时，电子仓向后台监控系统发出出线孔洞被该特定电缆占用的信号。本发明能够实现对于地下管廊孔位及电缆的智能在线监测。的智能在线监测。的智能在线监测。


技术研发人员：蒋陈忠 金健伟 刘晓蒙 姚明强 赵华
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/15