一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统的制作方法

allin2023-01-25  9



1.本发明涉及城市地下综合管廊技术领域,具体涉及一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统。


背景技术:

2.城市综合管廊是指将电力、通信、燃气、给排水、热力等市政公用管线集中敷设在同一地下建造的隧道空间内,进行综合开发利用,以节约城市建设用地,便于统一管理规划,美化城市的景观。城市综合管廊内部整合了维持城市功能的自来水、煤气、电力、通信管线,管廊自身功能使用的动力、照明、排水等设备繁多,无论纳入管线出现故障,还是自身附属设备出现故障,都将造成沿线城市功能的瘫痪甚至发生灾害性事故,因此城市综合管廊监控系统必须与综合管廊的建设统一规划、同步建设。
3.监测的主要内容有:管廊内环境温、湿度,有害气体浓度,通风、水泵设备状态,集水坑液位,入侵监测,视频监控等。当监测到灾害及异常情况时,及时发出预警或报警信息至相关工作和管理人员,便于及时防范、指挥处理,对预防及减少管廊内灾害事故起着重要的作用。而监测的数据主要依赖于传感器获取,当传感器出现故障而失效或误报时,管廊内的数据也就无法及时且准确地检测,容易出现错误预警或预警不及时等情况,从而导致管廊内灾害事故防范、指挥处理不及时的情况。
4.现有的地下综合管廊的对于传感器的维护管理,依然主要依托于后台系统的故障数据反馈和人工地下巡检,较少的运用互联网和物联网技术,对于管廊的具体运行状况、安全状况、设备和管道的运行状态仍然不能实时的更新和快速的掌握,导致传感器故障不能及时的排除与维护。因此亟需一种对城市地下综合管廊的传感器进行维护的管理系统,以方便对城市地下综合管廊的传感器进行维护,避免出现错误预警或预警不及时的情况。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,能够对城市地下综合管廊的传感器进行维护,避免出现错误预警或预警不及时的情况。
6.为了达到上述目的,提供了一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,包括集成化数据采集装置、管廊维护工作终端和服务器,所述集成化数据采集装置电连接若干设置在城市地下综合管廊中的传感器,所述集成化数据采集装置与服务器通信连接,所述服务器包括:
7.数据采集模块:用于在设定时间周期获取集成化数据采集装置采集的各个传感器的采集数据;
8.数据分析模块:用于将采集数据与对应传感器的历史数据进行数值对比分析,分析判断传感器是否异常,若异常,则获取传感器编号;还用于根据传感器编号获取对应传感器的设置位置、类型和型号,并根据传感器的类型和型号生成更换设备流程单;
9.数据推送模块:用于将更换设备流程单下发至管廊维护工作终端。
10.原理及优点:
11.1.集成化数据采集装置和数据采集模块的设置,由于集成化数据采集装置电连接若干设置在城市地下综合管廊中的传感器,因此能够通过传感器实时采集城市地下综合管廊中的环境数据,而数据采集模块只是在设定时间周期获取各个传感器的采集数据,相比于实时获取采集数据,获取的数据量小,导致其利用数据对传感器的正常与否的分析所占用的计算资源小。其中,仅需合理设置好时间周期,即可采集到足够的数据对各个传感器进行分析,不仅占用的计算资源小,而且也不会过度耽搁各个传感器后续的故障排除与维护。
12.2.数据分析模块和数据推送模块的设置,数据分析模块会将采集数据与对应传感器的历史数据进行数值对比分析,以便于分析判断传感器是否异常,其中异常包括损坏和波动,例如在传感器损坏时采集数据为空,在传感器损坏时,电信号数值为零;在传感器采集的数据值突然升高,然后瞬间又恢复到原来的近似值,表示存在信号波动,可能是传感器局部损坏,外界信号干扰,或抖动、腐蚀造成的接触不良等问题。若分析到异常,则获取传感器编号,并根据传感器编号获取对应传感器的设置位置、类型和型号,生成更换设备流程单且下发至管廊维护工作终端。方便工作人员根据更换设备流程单快速且准确的准备相应的替换零件进行维护,节省时间,工作效率高,从而方便对城市地下综合管廊的传感器进行及时且针对性维护,避免出现错误预警或预警不及时的情况。
13.进一步,所述集成化数据采集装置用于在传感器采集的采集数据达到报警阈值时,生成报警信息并发送至服务器;
14.所述数据采集模块:还用于在收到报警信息时,从集成化数据采集装置获取对应传感器的采集数据和对应的电力参数;
15.误报警分析模块:用于将采集数据和电力参数与对应传感器的历史数据进行数值对比分析,分析判断传感器是否异常引发误报警,若是,则生成误报警信息;
16.数据推送模块:用于将误报警信息下发至管廊维护工作终端。
17.集成化数据采集装置可以在传感器采集的采集数据达到报警阈值时,生成报警信息并发送至服务器,以便于服务器知晓情况。而误报警分析模块则会将采集数据和电力参数与对应传感器的历史数据进行数值对比分析,分析判断传感器是否存在异常,从而引发误报警,若是则生成误报警信息并通知管廊维护工作终端,以便于排除误报警的情况,并减少工作人员的工作量,进而提升工作效率。
18.进一步,所述服务器还包括:
19.周期调整模块:用于调节数据采集模块中传感器获取采集数据和获取传感器电力参数的时间周期,所述时间周期包括传感器获取采集数据和电力参数的间隔时长和采集时长。
20.周期调整模块的设置,可以在传感器采集的采集数据达到报警阈值时,通过调节数据采集模块中传感器获取采集数据和获取传感器电力参数的时间周期,从而多获取几组数据来分析判断是否误报警导致的报警,进而方便进行误报警排除。
21.进一步,所述服务器还包括:
22.状态分析模块:用于根据误报警分析模块对传感器的状态进行分析,所述状态包括正常、损坏和外界干扰;
23.流程单优化模块:用于根据状态分析模块对传感器状态的分析结果来优化更换设
备流程单。
24.状态分析模块的设置,可以方便对传感器的状态进行分析,而流程单优化模块则会根据状态分析模块对传感器状态的分析结果来优化更换设备流程单,从而排除不必要维护的传感器,进而减少工作人员不必要的工作量,达到提升工作效率和维护效率的目的。
25.进一步,所述服务器还包括:
26.状态缓急分析模块:用于根据传感器的类型和型号,以及所述传感器在出现异常时产生的事态紧急程度制定状态缓急分析表;还用于根据更换设备流程单中各个传感器的类型和型号,从而状态缓急分析表中获取对应的传感器在出现异常时产生的事态紧急程度,并保存到更换设备流程单中。
27.状态缓急分析模块的设置,通过制定状态缓急分析表,以及获取对应的传感器在出现异常时产生的事态紧急程度,并保存到更换设备流程单中,从而完善更换设备流程单,以便于工作人员即使针对性制定传感器的维护安排,从而及时解决问题,避免出现错误预警或预警不及时的情况。
28.进一步,所述服务器还包括:
29.维护规划模块:用于根据更换设备流程单中传感器的事态紧急程度和设置位置分析最佳的维护路线。
30.维护规划模块的设置,可以根据更换设备流程单中传感器的事态紧急程度和设置位置分析最佳的维护路线,方便工作人员根据事态紧急程度来制定路线进行传感器的优先维护安排,从而及时且优先解决严重的问题,避免出现大的问题事故。
31.进一步,所述集成化数据采集装置为acu区域协调控制器。
32.acu区域协调控制器集信号采集、本地控制、数据交换、远程联网于一体,很大程度提高了系统可靠性,对现场众多监测数据进行集中管控并减少通讯网络的重复建设。
33.进一步,所述服务器还包括:
34.新传感器检测模块:用于在根据更换设备流程单安装新的传感器后,通过周期调整模块调节数据采集模块从新的传感器获取采集数据和获取传感器电力参数的时间周期,并将所述采集数据和传感器电力参数与上一传感器在正常时期的采集数据和传感器电力参数相对比检测,并输出对比检测结果。
35.新传感器检测模块的设置,首先通过周期调整模块调节采集数据和传感器电力参数的采集时间周期,可以实现无规则、多频次的采集数据,保证数据的随机性,从而保障了数据的有效性,排除了干扰。而在保障了数据的有效性的基础上,再将采集数据和传感器电力参数与上一传感器在正常时期的采集数据和传感器电力参数相对比检测,若对比结果相同,则说明新的传感器正常工作,若不同,则说明新的传感器与上一传感器有异常情况,需深入分析。从而方便了传感器的正常工作,避免异常情况的发生。
36.进一步,所述新传感器检测模块还用于在输出的对比检测结果为不相同时,通过数据采集模块采集同环境相同传感器的数据和传感器电力参数,并将新传感器的采集数据和传感器电力参数与上一传感器在非正常时期的采集数据和传感器电力参数,以及与同环境相同传感器的数据和传感器电力参数进行综合对比检测,并输出对比检测结果。
37.通过将新传感器的采集数据和传感器电力参数与上一传感器在非正常时期的采集数据和传感器电力参数,以及与同环境相同传感器的数据和传感器电力参数进行综合对
比检测,可以排除环境等因素对传感器分析造成的错误判断,从而便面浪费过多的维护时间,进而提高传感器维护效率。
附图说明
38.图1为本发明实施例一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统的逻辑框图。
具体实施方式
39.下面通过具体实施方式进一步详细说明:
40.实施例一
41.一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,基本如附图1所示:包括集成化数据采集装置、管廊维护工作终端和服务器,所述集成化数据采集装置电连接若干设置在城市地下综合管廊中的传感器,所述集成化数据采集装置与服务器通信连接,本实施例中,所述集成化数据采集装置为acu区域协调控制器,acu区域协调控制器集信号采集、本地控制、数据交换、远程联网于一体。所述集成化数据采集装置用于在传感器采集的采集数据达到报警阈值时,生成报警信息并发送至服务器。所述服务器包括:
42.数据采集模块:用于在设定时间周期获取集成化数据采集装置采集的各个传感器的采集数据,并将采集数据保存在设定的数据库中。数据采集模块只是在设定时间周期获取各个传感器的采集数据,相比于实时获取采集数据,获取的数据量小,导致其利用数据对传感器的正常与否的分析所占用的计算资源小。还用于在收到报警信息时,从集成化数据采集装置获取对应传感器当前时刻的采集数据和对应的电力参数,以及后续设定时间周期内对应传感器的采集数据和对应的电力参数。通过多个时间阶段对传感器数据的充分采集,以便于准确分析传感器的情况。
43.周期调整模块:用于调节数据采集模块中传感器获取采集数据和获取传感器电力参数的时间周期,所述时间周期包括传感器获取采集数据和电力参数的间隔时长和采集时长。周期调整模块的设置,可以在传感器采集的采集数据达到报警阈值时,通过调节数据采集模块中传感器获取采集数据和获取传感器电力参数的时间周期,从而多获取几组数据来分析判断是否误报警导致的报警,进而方便进行误报警排除。
44.数据分析模块:用于将采集数据与对应传感器的历史数据进行数值对比分析,分析判断传感器是否异常,若异常,则获取传感器编号;还用于根据传感器编号获取对应传感器的设置位置、类型和型号,并根据传感器的类型和型号生成更换设备流程单;其中异常包括损坏和波动,例如在传感器损坏时采集数据为空,在传感器损坏时,电信号数值为零;在传感器采集的数据值突然升高,然后瞬间又恢复到原来的近似值,表示存在信号波动,可能是传感器局部损坏,外界信号干扰,或抖动、腐蚀造成的接触不良等问题。
45.误报警分析模块:用于将采集数据和电力参数与对应传感器的历史数据进行数值对比分析,分析判断传感器是否异常引发误报警,若是,则生成误报警信息;误报警分析模块通过对比分析,生成误报警信息并通知管廊维护工作终端,以便于排除误报警的情况,并减少工作人员的工作量,进而提升工作效率。
46.状态分析模块:用于根据误报警分析模块对传感器的状态进行分析,所述状态包
括正常、损坏和外界干扰;
47.流程单优化模块:用于根据状态分析模块对传感器状态的分析结果来优化更换设备流程单。通过完善更换设备流程单,以便于工作人员即使针对性制定传感器的维护安排,从而及时解决问题,避免出现错误预警或预警不及时的情况。
48.状态缓急分析模块:用于根据传感器的类型和型号,以及所述传感器在出现异常时产生的事态紧急程度制定状态缓急分析表;还用于根据更换设备流程单中各个传感器的类型和型号从而状态缓急分析表获取对应的传感器在出现异常时产生的事态紧急程度,并保存到更换设备流程单中。
49.维护规划模块:用于根据更换设备流程单中传感器的事态紧急程度和设置位置分析最佳的维护路线。维护规划模块可以根据更换设备流程单中传感器的事态紧急程度和设置位置分析最佳的维护路线,方便工作人员根据事态紧急程度来制定路线进行传感器的优先维护安排,从而及时且优先解决严重的问题,避免出现大的问题事故。
50.数据推送模块:用于将更换设备流程单下发至管廊维护工作终端;还用于将误报警信息下发至管廊维护工作终端。数据推送模块便于工作人员及时了解城市地下管廊的情况,从而及时采取措施对传感器进行维护。
51.新传感器检测模块:用于在根据更换设备流程单安装新的传感器后,通过周期调整模块调节数据采集模块从新的传感器获取采集数据和获取传感器电力参数的时间周期,并将所述采集数据和传感器电力参数与数据库中上一传感器在正常时期的采集数据和传感器电力参数相对比检测,并输出对比检测结果。所述新传感器检测模块还用于在输出的对比检测结果为不相同时,通过数据采集模块采集同环境相同传感器的数据和传感器电力参数,并将新传感器的采集数据和传感器电力参数与数据库中上一传感器在非正常时期的采集数据和传感器电力参数,以及与数据库中同环境相同传感器的数据和传感器电力参数进行综合对比检测,并输出对比检测结果。
52.实施例二
53.实施例二与实施例一的区别在于,所述集成化数据采集装置中设置有蓝牙串口,通过蓝牙串口连接蓝牙设备,所述管廊维护工作终端中设置有gps模块和蓝牙模块,当管廊维护工作终端进入城市地下管廊中,蓝牙模块可与集成化数据采集装置中的蓝牙设备进行配对,且通过蓝牙定位技术实现城市地下管廊中的定位。所述服务器还包括以下模块:
54.人员数据库:用于记录和存储维护人员的身份数据和故障维护能力数据,所述故障维护能力数据包括技术等级、维护能力优缺点和故障维护记录;
55.定位模块:用于接收管廊维护工作终端的gps信息,以及通过数据采集模块获取管廊维护工作终端的蓝牙定位信息;
56.人员规划模块:用于根据更换设备流程单中记录的事态紧急程度从人员数据库中匹配对应技术等级且处于闲置状态的目标维护人员;还用于获取目标维护人员的gps信息或蓝牙定位信息,分析目标维护人员的所处地理位置,并依据目标维护人员的所处地理位置和维护规划模块分析的最佳的维护路线,综合分析目标维护人员到达集成化数据采集装置设置位置的奔赴时间,若奔赴时间超过维护的最佳维护时间区间,则将目标维护人员筛选剔除;当不存在满足最佳维护时间区间的维护人员时,降低目标维护人员的匹配条件,具体为:从人员数据库中匹配低于对应技术等级一级且处于闲置状态的目标维护人员;
57.还用于根据更换设备流程单分析处理故障所需的维护能力,并根据所需的维护能力和目标维护人员的维护能力优缺点进行维护人员的组合规划,获取多个满足所需的维护能力的维护人员组合。
58.还用于获取维护人员组合中目标维护人员的gps信息或蓝牙定位信息,分析维护人员组合中目标维护人员的所处地理位置,并依据目标维护人员的所处地理位置和维护规划模块分析的最佳的维护路线,综合分析维护人员组合中目标维护人员都到达集成化数据采集装置设置位置的奔赴时间,若奔赴时间超过维护的最佳维护时间区间,则将维护人员组合和进行筛选剔除;当存在满足最佳维护时间区间的维护人员组合且为多组时,获取各个维护人员组合中维护人员所携带的零部件信息,判断所携带的零部件信息是否满足更换设备流程单,若满足且还有多个组合,则根据奔赴时间进行最终筛选,筛选出奔赴时间最短且所携带的零部件信息满足更换设备流程单的维护人员组合。
59.数据推送模块:用于将更换设备流程单下发至维护人员组合的管廊维护工作终端;以及将最佳的维护路线发至维护人员组合的管廊维护工作终端。
60.以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此过多描述,所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识,能够获知该领域中所有的现有技术,并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力,所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下,结合自身能力完善并实施本方案,一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征:
1.一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,其特征在于:包括集成化数据采集装置、管廊维护工作终端和服务器,所述集成化数据采集装置电连接若干设置在城市地下综合管廊中的传感器,所述集成化数据采集装置与服务器通信连接,所述服务器包括:数据采集模块:用于在设定时间周期获取集成化数据采集装置采集的各个传感器的采集数据;数据分析模块:用于将采集数据与对应传感器的历史数据进行数值对比分析,分析判断传感器是否异常,若异常,则获取传感器编号;还用于根据传感器编号获取对应传感器的设置位置、类型和型号,并根据传感器的类型和型号生成更换设备流程单;数据推送模块:用于将更换设备流程单下发至管廊维护工作终端。2.根据权利要求1所述的一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,其特征在于:所述集成化数据采集装置用于在传感器采集的采集数据达到报警阈值时,生成报警信息并发送至服务器;所述数据采集模块:还用于在收到报警信息时,从集成化数据采集装置获取对应传感器的采集数据和对应的电力参数;误报警分析模块:用于将采集数据和电力参数与对应传感器的历史数据进行数值对比分析,分析判断传感器是否异常引发误报警,若是,则生成误报警信息;数据推送模块:用于将误报警信息下发至管廊维护工作终端。3.根据权利要求2所述的一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,其特征在于:所述服务器还包括:周期调整模块:用于调节数据采集模块中传感器获取采集数据和获取传感器电力参数的时间周期,所述时间周期包括传感器获取采集数据和电力参数的间隔时长和采集时长。4.根据权利要求3所述的一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,其特征在于:所述服务器还包括:状态分析模块:用于根据误报警分析模块对传感器的状态进行分析,所述状态包括正常、损坏和外界干扰;流程单优化模块:用于根据状态分析模块对传感器状态的分析结果来优化更换设备流程单。5.根据权利要求4所述的一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,其特征在于:所述服务器还包括:状态缓急分析模块:用于根据传感器的类型和型号,以及所述传感器在出现异常时产生的事态紧急程度制定状态缓急分析表;还用于根据更换设备流程单中各个传感器的类型和型号,从而状态缓急分析表中获取对应的传感器在出现异常时产生的事态紧急程度,并保存到更换设备流程单中。6.根据权利要求5所述的一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,其特征在于:所述服务器还包括:维护规划模块:用于根据更换设备流程单中传感器的事态紧急程度和设置位置分析最佳的维护路线。7.根据权利要求1所述的一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,其特征在于:所述集成化数据采集装置为acu区域协调控制器。
8.根据权利要求3所述的一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,其特征在于:所述服务器还包括:新传感器检测模块:用于在根据更换设备流程单安装新的传感器后,通过周期调整模块调节数据采集模块从新的传感器获取采集数据和获取传感器电力参数的时间周期,并将所述采集数据和传感器电力参数与上一传感器在正常时期的采集数据和传感器电力参数相对比检测,并输出对比检测结果。9.根据权利要求1所述的一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,其特征在于:所述新传感器检测模块还用于在输出的对比检测结果为不相同时,通过数据采集模块采集同环境相同传感器的数据和传感器电力参数,并将新传感器的采集数据和传感器电力参数与上一传感器在非正常时期的采集数据和传感器电力参数,以及与同环境相同传感器的数据和传感器电力参数进行综合对比检测,并输出对比检测结果。

技术总结
本发明涉及城市地下综合管廊技术领域,具体涉及一种用于城市地下综合管廊的传感器智能维护系统,包括集成化数据采集装置、管廊维护工作终端和服务器,所述服务器包括:数据采集模块:用于在设定时间周期获取集成化数据采集装置采集的各个传感器的采集数据;数据分析模块:用于将采集数据与对应传感器的历史数据进行数值对比分析,分析判断传感器是否异常,若异常,则获取传感器编号;还用于根据传感器编号获取对应传感器的设置位置、类型和型号,并根据传感器的类型和型号生成更换设备流程单;数据推送模块:用于将更换设备流程单下发至管廊维护工作终端。本发明够对城市地下综合管廊的传感器进行维护,避免出现错误预警或预警不及时的情况。警不及时的情况。警不及时的情况。


技术研发人员:孙维 田川 王璇 孙若峰 鄢天强 戴书球 谭一川 张建鑫 彭迈 蒋波
受保护的技术使用者:中煤科工集团重庆研究院有限公司
技术研发日:2022.04.22
技术公布日:2022/7/5
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