铁路通信铁塔在线监测系统

一、概述

　　近年来，随着铁路无线通信技术的飞速发展，作为保障高速铁路安全运营的重要基础设施——GSM-R通信铁塔，越来越多地被部署和应用。然而，由于一些极端自然现象(如地壳运动、恶劣气候)、人为破坏及铁塔自身老化、氧化等原因，造成铁塔倾斜情况时有发生，严重时甚至导致铁塔倒塌。铁塔的倾斜和倒塌不仅会造成通信网络中断，甚至会引发其他铁路事故，这对通信网正常工作和安全行车带来安全隐患。

二、系统介绍

　　1、系统组成

　　本系统按照模块设计思想，分为三层：现场采集层、数据传输层、应用层。现场采集层对铁塔安全信息进行监测，包括铁塔倾斜、天线倾斜、铁塔振动、铁塔微气象(风速风向、覆冰等);数据传输层主要是将现场采集到的监测数据经过转换通过GSM-R通信光缆传输到通信服务器;应用层包括通信服务器、数据库服务器、备份服务器、软件界面等。如图1所示。

　　1.1现场采集层

　　现场采集层通过多种传感器采集铁塔通信安全监测数据，包括：铁塔倾斜角度、通信天线倾斜角度、铁塔振动频率、风速风向、覆冰等信息。通过对采集到的实时数据进行初步分析和预处理得出铁塔及天线的实时状态，实现铁塔及天线运行状态的实时监测。如下图

　　1.2数据传输层

　　数据传输层将现场采集层采集到的铁塔运行状态信息打包压缩，经过交换机转换将铁塔状态信息通过铁路以太专网传输到系统通信服务器。

　　1.3应用层

　　应用层包括通信服务器、数据库服务器、备份服务器、监控主站软件界面。通过通信服务器可以将各个站点现场采集到的铁塔状态信息实时解析、存储到数据库服务器。数据库服务器与上位机软件、备份服务器、web服务器进行实时数据交换，实时更新、保存数据。备份服务器将数据库的数据进行备份，并且对系统操作定时记录形成日志。上位机软件将现场采集到的铁塔运行状态信息转化成图像、表格、曲线等人机交互形式，对铁塔进行实时监测。

　　2、系统功能

　　系统功能包括监测功能和使用功能。

　　2.1监测功能

　　监测功能有铁塔倾斜、天线倾斜监测、铁塔振动监测、铁塔微气象监测。

　　2.2使用功能

　　监控中心的通信服务器可将铁塔现场采集到的数据实时传输给数据库;

　　铁塔安全状态参数报警显示，平时GUI图标以黑白色，界面严肃;警告或报警分别对应的黄色和红色，并支持在红色报警时的声光同步报警;

　　报警详细信息，采用日志报告的方式生成，并支持打印;

　　每个铁塔历史数据保留，必要时能从日志服务器提取单个铁塔数据，并能绘制(年月日时分)曲线，方便事后分析;

　　每个铁塔历史数据保留，必要时能从日志服务器提取单个铁塔数据，并能绘制(年月日时分)曲线，方便事后分析;

　　3、系统特点

　　可监测铁塔倾斜安全和通信天线倾斜情况;

　　监测设备12VDC供电，集成多通道组合传感器;

　　数据电缆通信和供电共用，数据传输采用RS-485总线;

　　铁塔安全监控设备安装铁塔顶部，安装紧固，方便施工作业;

　　在专网中将实时状态数据(倾斜，振动等)指示传回到核心网服务器;

　　系统容量支持65536个铁塔监控点的规模与网络容量;

　　系统各个部分设计为模块化结构，便于现场替换;

　　室外设备支持-40℃～+80℃应用，在宽温度范围内可正常工作;

　　室外设备防尘、防潮、防蚀、防水等功能满足IP66国家标准;

　　系统EMC设计符合铁道部技术标准。