GSM_R通信铁塔安全监测系统研究.pdf

铁塔安全 GSM-R通信铁塔安全监测系统研究 ■　袁振江 吕晓鹏 白明明 据（倾斜角度、振动频率、风速风向、塔基沉降、视频围界告警 1 概述 信息等），实现铁塔运行状态的实时监测及防盗报警监测等（见 近年来，随着铁路无线通信技术的飞速发 图2）。 展，作为保障高速铁路安全运营的重要基础设 铁塔倾斜/振动监测设备主要由倾斜传感器、振动传感器等 施——GSM-R通信铁塔，越来越多地被部署和 组成，周期性地采集铁塔的倾斜角度及振动频率、振动幅度等信 应用。然而，由于一些极端自然现象（如地壳运 息；气象监测设备主要由风速风向计、温湿度传感器等组成，实 动、恶劣气候）、人为破坏及铁塔自身老化、氧 时监测铁塔现场气象信息，并结合铁塔的倾斜角度和振动频率、 化等原因，造成铁塔倾斜情况时有发生，严重时 振动幅度，通过告警分析数学模型分析当前告警状态；塔基沉降 甚至导致铁塔倒塌。铁塔的倾斜和倒塌不仅会造 监测设备主要由压力传感器和沉降采集处理机组成，实时监测铁 成通信网络中断，甚至会引发其他铁路事故，这 塔的塔基沉降及平衡状态。为实时监测和分析侵入铁塔限界的物 对通信网正常工作和安全行车带来安全隐患。 体对通信铁塔产生的影响，由高清夜视摄像机、视频分析仪等组 目前，铁路通信铁塔维护主要靠定期巡检、 成铁塔防盗报警监测设备，监视铁塔所在位置的现场情况，实现 人为观测等，这些是非常必要的安全防护手段， 对铁塔周界重点区域的安全布控。 但存在一定主观性，某些参数人工实测困难，不 2.2.2 汇聚层 容易及时发现问题，无法满足铁塔实时监测需 汇聚层主要收集前端铁塔各类安全监测数据，并进行数据 求。铁塔安全监测系统具有成本低、精度高的优 预处理，如利用协议转换模块完成前端多种协议数据的标准化工 势，利用先进的传感技术，结合成熟的信号采 作。通过传输数据通道将标准协议数据上传到监测中心。 集、网络通信技术，对铁塔运行状态及潜在的各 类自然灾害和人为破坏进行实时监测，并及时预 警和告警。 表 示 层 Web终端 工务终端 调度系统 列控系统 综合网管 2 系统设计 C接口 D接口 业 2.1 系统组成 务 逻 接口服务器 根据分层和模块化的设计方式，铁塔安全监 辑 层 测系统由4部分组成：采集层、汇聚层、业务逻辑 Web服务器 应用服务器 通信服务器 数据库服务器 层和表示层（见图1）。通常，采集层由安置在铁 B接口 塔上的各个采集感知设备组成；汇聚层功能主要 汇 聚 由采集处理主机实现；业务