系統(tǒng)背景

鐵塔是通信基站的重要設(shè)施，經(jīng)過多年的發(fā)展數(shù)量眾多；隨著4G的推廣，將會建設(shè)越來越多的通信基站；目前通信基站設(shè)備和機房的內(nèi)部管理已經(jīng)科學(xué)規(guī)范了，但是作為基站外部的重要設(shè)施鐵塔和天線長時間以來卻缺少有效的科學(xué)檢測手段；而近些年來由于惡劣天氣、產(chǎn)品質(zhì)量、工程質(zhì)量、產(chǎn)品老化等原因造成鐵塔傾斜、倒塌事故頻發(fā)，同時基站恢復(fù)時間較長，造成了通信中斷，影響了客戶服務(wù)和通信收益。

在現(xiàn)實情況中造成鐵塔和天線異常的因素很多，如：設(shè)計效果與施工結(jié)果不一致、質(zhì)量問題和老化問題、惡劣天氣等使得天線發(fā)生異常甚至掉落，鐵塔傾斜甚至倒塌，而這些情況的發(fā)生缺少有效的及時檢測手段，導(dǎo)致故障長期存在，無法得到及時獲悉進行故障排查，為了保證網(wǎng)絡(luò)性能和質(zhì)量，對鐵塔結(jié)構(gòu)進行在線監(jiān)測就非常有必要了。

監(jiān)測內(nèi)容

傳感層負責(zé)獲取鐵塔安全監(jiān)測數(shù)據(jù)，如傾斜度、塔基沉降、風(fēng)速風(fēng)向、視頻圍界告警信息等數(shù)據(jù)。

圖2：鐵塔安全防護采集傳感層設(shè)備

氣象監(jiān)測

氣象監(jiān)測系統(tǒng)主要由風(fēng)速風(fēng)向傳感器等組件組成，用來實時監(jiān)測鐵塔現(xiàn)場的氣象信息，并結(jié)合鐵塔的傾斜角度，通過告警分析數(shù)學(xué)模型進行當(dāng)前的告警狀態(tài)分析。

塔基沉降監(jiān)測

塔基沉降監(jiān)測系統(tǒng)主要由壓力傳感器和沉降采集處理設(shè)備組成，用來實時監(jiān)測鐵塔的塔基沉降狀態(tài)及平衡狀態(tài)。

視頻防盜監(jiān)測

鐵塔防盜報警監(jiān)測系統(tǒng)主要由高清夜視攝像機、視頻分析儀等組成，可監(jiān)視到鐵塔所在位置的現(xiàn)場情況，實現(xiàn)對鐵塔周界重點區(qū)域的安全布控。實時監(jiān)測并分析侵入鐵塔限界的物體對通信鐵塔工作所產(chǎn)生的影響。

其它

其他現(xiàn)場設(shè)備包括通信模塊（Zigbee、GPRS等）、語音驅(qū)趕設(shè)備、太陽能板、蓄電池等，滿足現(xiàn)場設(shè)備在不同環(huán)境及應(yīng)用線路對無線通信、供電、及語音廣播等功能的需求。

系統(tǒng)簡介

鐵塔在線監(jiān)測系統(tǒng)是利用傳感器技術(shù)、信號傳輸技術(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息收集解算技術(shù)從宏觀、微觀相結(jié)合的全方位角度，來監(jiān)測影響鐵塔施工安全的關(guān)鍵技術(shù)指標，記錄歷史、現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，分析未來的走勢，以便輔助監(jiān)測運營單位決策，提升安全保障水平，有效防范和遏制重特大事故發(fā)生。

系統(tǒng)依托智能軟件系統(tǒng)，建立分析監(jiān)測預(yù)警模型，實現(xiàn)與短消息平臺結(jié)合，當(dāng)發(fā)生異常時，及時自動發(fā)布短消息到監(jiān)測管理人員的手機上，盡快啟動相應(yīng)的預(yù)案。

系統(tǒng)測點分布

鐵塔在線監(jiān)測測點分布

系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、無線信號傳輸裝置、中心信號接收及處理裝置、機房及計算機軟件系統(tǒng)、組成。

系統(tǒng)建立開放的數(shù)據(jù)接口，通過專線或網(wǎng)絡(luò)或帶寬允許的情況下走公用互聯(lián)網(wǎng)，接入或遠程查看支持遠程專家會診。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

系統(tǒng)功能

現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過無線GPRS發(fā)射裝置發(fā)送到監(jiān)測中心PC，軟件自動對測量數(shù)據(jù)進行換算，直接輸出監(jiān)測物理量利用網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸或者內(nèi)部局域網(wǎng)方式，完成對傳感器數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測。軟件可設(shè)置上限報警命令，手機短信報警能夠時時掌控，PC 接入INTERNET 網(wǎng)絡(luò)就可進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測。

信號傳輸處理

傳感器信號采用有線RS485連接接入無線GPRS采集系統(tǒng)通過無線方式發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)接收服務(wù)器設(shè)置固定IP和固定端口接收傳感器數(shù)據(jù)。通過軟件解析傳感器數(shù)據(jù)顯示曲線數(shù)據(jù)預(yù)警功能。

系統(tǒng)配置要求

系統(tǒng)配置應(yīng)根據(jù)監(jiān)測地區(qū)氣候環(huán)境及地理環(huán)境的不同，選擇不同的監(jiān)測項目，具體規(guī)定如表1所示。

表 1鐵塔監(jiān)測項目配置要求

注：特殊地區(qū)一般指交通樞紐、人口密集、地理復(fù)雜等地區(qū)。

鐵塔在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的意義

基于物聯(lián)網(wǎng)的鐵塔在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，將從根本上解決鐵塔監(jiān)測數(shù)據(jù)采集困難、相關(guān)機構(gòu)人手少、業(yè)務(wù)壓力大等諸多因素，提高了對重點隱患點的監(jiān)測和監(jiān)控能力，同時也提高了對突發(fā)事件的應(yīng)對能力。

1、全方位的監(jiān)測系統(tǒng)。利用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將各種環(huán)境要素進行全面、全方位的監(jiān)測監(jiān)控，監(jiān)測監(jiān)控現(xiàn)場的數(shù)據(jù)及時地采集到后臺，大大提高了監(jiān)測監(jiān)控的實時性。

2、標準、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺。利用數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)清洗等數(shù)據(jù)處理技術(shù)，將各種不統(tǒng)一的監(jiān)測數(shù)據(jù)集中按照標準轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)中心，統(tǒng)一的、標準的數(shù)據(jù)提高了數(shù)據(jù)的利用效率。

3、直觀、形象的展示平臺。監(jiān)測、監(jiān)控數(shù)據(jù)與GIS的緊密結(jié)合，隱患區(qū)域和監(jiān)測數(shù)據(jù)可以更加直觀和形象地進行展示。同時，利用質(zhì)量預(yù)測系統(tǒng)，可形象的在GIS上進行預(yù)測演練，動態(tài)的查看影響范圍。