一種軌道交通區間隧道漏水的智能檢測裝置及方法
2023-06-05 02:19:31 1
專利名稱：一種軌道交通區間隧道漏水的智能檢測裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種軌道交通區間隧道漏水的智 能檢測裝置及方法。
背景技術：
隧道結構的牢固可靠對穿行於城市地下的地鐵安全運營至關重要。隧 道內是否滲漏水異常是判斷隧道結構是否牢固的重要指標，尤其對於穿越 大江、大河的區間隧道，隧道滲漏水異常現象所導致的後果可能是災難性 的。如何在滲漏水異常的早期就能及早發現，防範事故於未然，是運營維 護部門迫切需要解決的問題。但是，由於區間隧道一般較長，逐點的直接 檢測成本較高，並不實用。目前實際的檢測手段匱乏，僅僅依靠派員巡檢 的方式來發現漏水異常，嚴重依賴人的判斷，若在晚期發現，可能會對整 個軌道交通線路的安全運營造成嚴重影響。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺陷而提供了一種軌道交通區 間隧道漏水的智能檢測裝置及方法，它能夠及早檢測到軌道交通區間隧 道是否漏水異常，大大提高了整個軌道交通運營的安全性，並且減少了 大量的人力勞動。
實現上述目的的技術方案是
本發明之一， 一種軌道交通區間隧道漏水的智能檢測裝置，該檢 測裝置用於對車站進水量以及區間排水泵的排水量進行檢測，其中，它 包括與採集裝置相連的智能水錶、功率變送器和中央處理機，其中
智能水錶，用來採集車站總進水量Zt，然後輸出總進水量Zt給採集裝置；
功率變送器，用於將所述的排水泵的輸入電壓和輸入電流轉換成 有功功率信號，並輸出到採集裝置；
採集裝置，用於分別採集所述功率變送器輸出的排水泵的有功功 率信號、排水泵傳來的啟動停止信號以及所述的智能水錶輸出的總進水 量Zt，它將採集到的排水泵的有功功率信號和啟動停止信號轉化為數 字信號，連同智能水錶輸出的總進水量Zt—起輸出給所述的中央處理 機進行處理；
中央處理機，用於對從所述的採集裝置傳來的有功功率信號、啟 動停止信號以及總進水量Zt進行處理，即根據累積計算出的當天累計
排水量Qt及當天累計進水量Yt來計算當天累計漏水量At，比較當天累 計漏水量At與預設的經驗漏水閾值Ast，判斷是否存在區間隧道漏水異 常情況及報警，並可通過統計當天累計漏水量At的歷史數據，來調整 預設的經驗漏水閥值Ast的數值。
上述的智能檢測裝置，其中，所述的中央處理機包括分別與中央 處理機本體相連的通信模塊、數據處理模塊、比較報警模塊、知識庫模
塊，其中
通信模塊，用於接收採集裝置的數據通信信息，並將該信息轉換
成對應的測量值；
數據處理模塊，用於對測量值數據進行處理，定時計算當天累計 漏水量At的值，並存儲入資料庫；
比較報警模塊，用於對漏水量At與預設的經驗漏水閾值Ast進行比 較， 一旦漏水量At超出預設的經驗漏水閾值Ast即報警；
知識庫模塊，用於對每天的累計漏水量At進行統計分析，為用戶 修正預設的經驗漏水閾值Ast的數值提供依據。
上述的智能檢測裝置，其中，所述的排水泵與採集裝置和功率變 送器之間通過若干觸點連接，採集裝置與智能水錶、功率變送器和中央 處理機之間通過通信電纜連接。
本發明之二， 一種軌道交通區間隧道漏水的檢測方法，包括以下步驟
首先，分別採集區間排水泵的啟動停止信號、有功功率的值以及 智能水錶的總進水量Zt;
其次，定時計算當天累計漏水量At，即根據當天採集到的區間排 水泵的啟動停止信號、有功功率的值和智能水錶的總進水量Zt來計算 當天累計漏水量At;
最後， 一方面，將數據存入資料庫，即定時將計算後的當天累計
漏水量At存儲入資料庫，為用戶修正預設的經驗漏水閾值Ast的數值提 供依據，用戶可以根據資料庫輸出的數據來修正經驗漏水閾值Ast，另 一方面，判斷是否存在漏水異常情況，即定時將當天累計漏水量At與 預設的經驗漏水閾值^t進行比較判斷，若At〉Ast，即存在漏水異常情 況，則顯示報警信息。
上述的檢測方法，其中，所述的計算當天累計漏水量At的計算公
式為
當天累計漏水量A產當天累計排水量Qt-當天累計進水量Y^排水
係數(D，其中
當天累計排水量Qt = Qt—! +排水泵有功功率/額定功率乂額定流量
X排水泵運行時間，其中
t為大於等於1的自然數，QQ=0;
額定功率、額定流量為排水泵的額定參數，由排水泵生產企
業給定；
排水泵運行時間=時間段(1-1) t期間排水泵累計啟動運行的
時間；
當天累計進水量Yt=Zt-ZQ，其中，Zo為O時刻採集到的智能水錶 總進水量的值，t為大於等於1的自然數； 排水係數O為0. 71. 1。
上述的檢測方法，其中，所述的預設的經驗漏水閾值A^可通過數 據庫中存儲的當天累計漏水量At的歷史數據自動或手動修正，即首先 運用存儲在資料庫中的當天累計漏水量At歷史數據統計計算出t時刻當天累計漏水量At的平均值&和標準差S t，然後將所述平均值S與若 幹倍標準差S t之和設定為t時刻的預設的經驗漏水閾值Ast。
本發明的有益效果是本發明的-一種軌道交通區間隧道漏水的智能 檢測裝置及方法通過智能水錶、功率變送器、採集裝置和中央處理機來 實現實時檢測軌道交通區間隧道的進水量以及排水泵的排水量，能夠及 早發現隱患，降低隧道因漏水異常而導致運營故障的發生率。
圖1是本發明的一種軌道交通區間隧道漏水的智能檢測裝置結構 示意圖2是本發明的中央處理機的結構示意圖3是本發明的一種軌道交通區間隧道漏水的檢測方法的流程圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
請參閱圖l和圖2，圖中示出了本發明之一的一種軌道交通區間隧
道漏水的智能檢測裝置，該智能檢測裝置用於對車站進水量以及區間排
水泵5的排水量進行檢測，它包括與採集裝置3相連的智能水錶1、功
率變送器2和中央處理機4，其中
智能水錶l，用來採集車站總進水量Zt，該進水量為累計量，然後 輸出總進水量Zt給採集裝置3，本實施例中智能水錶1的型號為深圳正 星特公司的改進型RS485總線式ST-11T;
功率變送器2，用於將排水泵5的輸入電壓和輸入電流轉換成有功 功率信號即低壓模擬信號，並輸出到採集裝置3，該功率信號為電壓或 電流信號輸出，該功率變送器2與排水泵5之間通過若干觸點連接，本 實施例中輸出電壓信號，功率變送器2採用的型號為Multitek M100-WA3-2(針對不同的排水泵5，可選用不同型號的功率變送器2);
採集裝置3，用於分別採集功率變送器2輸出的排水泵5的有功功 率信號、排水泵5傳來的啟動停止信號以及智能水錶1輸出的總進水量
7Zt，它將採集到的排水泵5的有功功率信號和啟動停止信號轉化為數字 信號，連同智能水錶1輸出的總進水量Zt—起輸出給中央處理機4進 行處理，該採集裝置3與排水泵5之間通過若干觸點連接以傳輸啟動和 停止信號，該採集裝置3與智能水錶1、功率變送器2和中央處理機4 之間均通過通信電纜連接，本實施例中採集裝置3採用的型號為西門子 S7-300 PLC;
中央處理機4，用於對從採集裝置3傳來的有功功率信號、啟動停 止信號以及總進水量Zt進行處理，即根據累積計算統計出的當天累計 排水量Qt及當天累計進水量Yt來計算當天累積漏水量At，比較當天累 積漏水量At與預設的經驗漏水閾值Ast，判斷是否存在區間隧道漏水異 常情況及報警，並可通過統計當天累積漏水量At的歷史數據，來調整 預設的經驗漏水閥值Ast的數值，本實施例中，中央處理機4採用型號 IBM eServer x336，該中央處理機4包括分別與中央處理機本體41相連 的通信模塊42、數據處理模塊43、比較報警模塊44、知識庫模塊45， 其中
通信模塊42，用於接收採集裝置上傳的數據通信信息，並將該信 息轉換成對應的測量值；
數據處理模塊43，用於對測量值數據進行處理，計算出當天累積 漏水量At的值，並存儲在資料庫中；；
比較報警模塊44，用於對漏水量At與預設的經驗漏水閾值乂t進 行比較， 一旦漏水量At超出預設的經驗漏水閾值Ast即報警；
知識庫模塊45，用於對每天的漏水量At進行統計分析，為用戶修 正預設的經驗漏水閾值A,t的數值提供依據。
請參閱3，圖中示出了本發明之二的一種軌道交通區間隧道漏水的 檢測方法，包括以下步驟
一) 分別採集區間排水泵的啟動停止信號、有功功率的值以及智 能水錶的總進水量Zt。
二) 定時計算當天累積漏水量At，即根據當天採集到的區間排水 泵的啟動停止信號、有功功率的值和智能水錶的總進水量Zt來計算當天累積漏水量At，計算公式為
當天累積漏水量Ap當天累計排水量Q「當天累積進水量Y,排水 係數①，其中
當天累計排水量Qt=Qt—, +排水泵有功功率/額定功率乂額定流量
X排水泵運行時間，其中
t為大於等於1的自然數，QQ=0;
額定功率、額定流量為排水泵的額定參數，由排水泵生產企 業給定；
排水泵運行時間-時間段(t-l) t期間排水泵累計啟動運行的 時間；
當天累積進水量Yt = Zt-ZQ，其中，Zo為O時刻採集到的智能水錶 總進水量的值，t為大於等於1的自然數；
排水係數①為0. 7丄1，可根據用戶的運營經驗調整， 一般設為
0. 9。
三) 一方面，將數據存入資料庫，即定時將計算後的當天累積漏 水量At存儲入資料庫，為用戶修正預設的經驗漏水閾值4t的數值提供 依據，用戶可以根據資料庫輸出的數據來修正經驗漏水閾值Ast，另一 方面，判斷是否存在漏水異常情況，即定時將當天累積漏水量At與預 設的經驗漏水閾值Ast進行比較判斷，若At〉4t，即存在漏水異常情況， 則顯示報警信息，其中
預設的經驗漏水閾值Ast可通過資料庫中存儲的當天累積漏水量At 的歷史數據自動或手動修正，即首先運用存儲在資料庫中的當天累積漏 水量At歷史數據統計計算出t時刻當天累積漏水量At的平均值S和標 準差S t，然後將所述平均值S與若干倍標準差S t之和設定為t時刻的 預設的經驗漏水閾值 t。
雖然經過對本發明結合具體實施例進行描述，對於在本技術領域 熟練的人士，根據上文的敘述做出的替代、修改與變化將是顯而易見的。 因此，在這樣的替代、修改和變化落入附後的權利要求的精神和範圍內 時，應該被包括在本發明中。
權利要求
1. 一種軌道交通區間隧道漏水的智能檢測裝置，該智能檢測裝置用於對車 站進水量以及區間排水泵的排水量進行檢測，其特徵在於它包括與採集裝置 相連的智能水錶、功率變送器和中央處理機，其中智能水錶，用來採集車站總進水量Zt，然後輸出總進水量Zt給採集裝置；功率變送器，用於將所述的排水泵的輸入電壓和輸入電流轉換成有功功率 信號，並輸出到採集裝置；採集裝置，用於分別採集所述功率變送器輸出的排水泵的有功功率信號、 排水泵傳來的啟動停止信號以及所述的智能水錶輸出的總進水量Zt，它將採集 到的排水泵的有功功率信號和啟動停止信號轉化為數位訊號，連同智能水錶輸 出的總進水量Zt —起輸出給所述的中央處理機進行處理；中央處理機，用於對從所述的採集裝置傳來的有功功率信號、啟動停止信 號以及總進水量Zt進行處理，即根據累積計算出的當天累計排水量Qt及當天 累計進水量Yt來計算當天累計漏水量At，比較當天累計漏水量At與預設的經驗漏水閾值A^，判斷是否存在區間隧道漏水異常情況及報警，並可通過統計當 天累計漏水量At的歷史數據，來調整預設的經驗漏水閥值Ast的數值。
2. 根據權利要求1所述的智能檢測裝置，其特徵在於所述的中央處理機包括分別與中央處理機本體相連的通信模塊、數據處理模塊、比較報警模塊、 知識庫模塊，其中.-通信模塊，用於接收採集裝置的數據通信信息，並將該信息轉換成對應的數據處理模塊，用於對測量值數據進行處理，定時計算當天累計漏水量At 的值，並存儲入資料庫；比較報警模塊，用於對漏水量At與預設的經驗漏水閾值4t進行比較，一 旦當天累計漏水量At超出預設的經驗漏水閾值Ast即報警；知識庫模塊，用於對當天累計漏水量At進行統計分析，為用戶修正預設的 經驗漏水閾值4t的數值提供依據。
3. 根據權利要求1所述的智能檢測裝置，其特徵在於所述的排水泵與採集裝置和功率變送器之間通過若干觸點連接，採集裝置與智能水錶、功率變 送器和中央處理機之間通過通信電纜連接。
4. 一種軌道交通區間隧道漏水的檢測方法，包括以下步驟首先，分別採集區間排水泵的啟動停止信號、有功功率的值以及智能水錶 的總進水量Zf,其次，定時計算當天累計漏水量At，即根據當天採集到的區間排水泵的啟 動停止信號、有功功率的值和智能水錶的總進水量Zt來計算當天累計漏水量At;最後， 一方面，將數據存入資料庫，即定時將計算後的當天累計漏水量At 存儲入資料庫，為用戶修正預設的經驗漏水閾值Ast的數值提供依據，用戶可 以根據資料庫輸出的數據來修正經驗漏水閾值Ast，另一方面，判斷是否存在漏水異常情況，即定時將當天累計漏水量At與預設的經驗漏水閾值A^進行比較 判斷，若A—4t，即存在漏水異常情況，則顯示報警信息。
5. 根據權利要求4所述的檢測方法，其特徵在於所述的計算當天累計漏水量At的計算公式為-當天累計漏水量A產當天累計排水量Qt-當天累計進水量Y^排水係數0，其中當天累計排水量Qt^Qw +排水泵有功功率/額定功率乂額定流量乂排水泵運行時間，其中t為大於等於1的自然數，QQ=0;額定功率、額定流量為排水泵的額定參數，由排水泵生產企業給定； 排水泵運行時間=時間段&l卜t期間排水泵累計啟動運行的時間；當天累計進水量Yt^Zt-Z。，其中，Z。為O時刻採集到的智能水錶總進水量的值，t為大於等於1的自然數；排水係數O為0. 7丄1。
6. 根據權利要求4所述的檢測方法，其特徵在於所述的預設的經驗漏水閾值Ast可通過資料庫中存儲的當天累計漏水量At的歷史數據自動或手動修正， 即首先運用存儲在資料庫中的當天累計漏水量At歷史數據統計計算出t時刻當 天累計漏水量At的平均值^和標準差S,，然後將所述平均值^與若干倍標準 差S t之和設定為t時刻的預設的經驗漏水閾值Ast。
全文摘要
本發明提供了一種軌道交通區間隧道漏水的智能檢測裝置及方法，該智能檢測裝置包括與採集裝置相連的智能水錶、功率變送器和中央處理機，本發明的檢測方法首先，分別採集區間排水泵的啟動停止信號、有功功率的值以及智能水錶的進水量；其次，計算當天累計漏水量Δt；最後，一方面，將數據存入資料庫以為用戶修正預設的經驗漏水閾值Δst的數值提供依據，另一方面，判斷是否存在漏水異常情況，即定時將當天累計漏水量Δt與預設的經驗漏水閾值Δst進行比較判斷，若存在漏水異常情況，則顯示報警信息。本發明能夠及早檢測到軌道交通區間隧道是否漏水異常，大大提高了整個軌道交通運營的安全性，並且減少了大量的人力勞動。
文檔編號G01M3/26GK101311697SQ20071004113
公開日2008年11月26日 申請日期2007年5月24日 優先權日2007年5月24日
發明者堅 吳, 陳赤峰, 斌 韓, 韓玉雄 申請人:上海軌道交通設備發展有限公司