一种电缆隧道智能检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电缆隧道智能检测系统，包括轨道总成、供电总成、通信总成、智能检测机器人、监控中心平台，可实现不间断地对隧道进行反复巡检，并实现对隧道状态的连续、动态采集，确保第一时间发现隧道内的突发情况。智能巡检机器人不仅可以进入环境复杂的电缆隧道事故现场，把现场的视频、图像、空气中有害气体的含量、温度/湿度报警等数据发送回指挥中心，同时，也可以执行灭火、应急对讲指挥等相关的处置措施，从而在第一时间阻止灾情蔓延，起到更好的防灾减灾效果。本发明专利技术可以与原有的在线监测项目实现充分联动，充分发挥软件平台的各种联动功能，具备日常巡检(自动)、异常点定位复检(自动)、手动控制复检、手动灾害处理等功能。

An intelligent detection system for cable tunnels

The invention relates to an intelligent detection system for cable tunnels, which comprises a rail assembly, a power supply assembly, a communication assembly, an intelligent detection robot, and a monitoring center platform. The system can continuously inspect a tunnel and realize continuous and dynamic acquisition of the tunnel state to ensure that the unexpected situation in the tunnel is discovered in the first time. The situation. Intelligent inspection robot can not only enter the scene of cable tunnel accident with complicated environment, but also send the scene video, image, harmful gas content in the air, temperature/humidity alarm data back to the command center. At the same time, it can also carry out fire extinguishing, emergency intercom command and other related disposal measures, thus preventing the accident in the first time. The spread of disaster will play a better role in disaster prevention and mitigation. The invention can realize full linkage with the existing on-line monitoring items, give full play to the various linkage functions of the software platform, and has the functions of routine patrol inspection (automatic), abnormal point positioning re-inspection (automatic), manual control re-inspection and manual disaster handling.

【技术实现步骤摘要】
一种电缆隧道智能检测系统
本专利技术涉及智能巡检领域，更具体地说，涉及一种电缆隧道智能检测系统。
技术介绍
随着城市的快速发展，国内电力隧道的长度每年增长上千公里。近年来通过采用各种先进的技术手段，在电力隧道建设中陆续建设了照明、通风、防渗漏、电缆光纤测温、视频监控、电缆金属护层接地电流监测、有害气体含量监测、渗水水位监测、应急对讲等系统，通过这些系统的实施，基本实现了对电力隧道的智能监控，为电缆网的安全运行打下了基础。这些智能监控系统安装在隧道内的固定位置，是一种固定、离散的监测系统，该系统有覆盖面大、运行稳定可靠、经济性佳的特点，但也存在着不能实现对隧道内情况的完全覆盖，当发生紧急情况时无法将现场情况第一时间内最清晰地采集到监控中心，无法在必要时对隧道或电缆的特定部位采取有效处理措施等缺点；目前各供电公司对隧道的巡检方式依然以人工巡视为主，巡视人员定期进行地面和隧道协同的巡视工作，巡视人员在隧道内主要关注电缆的蠕动变形情况、电缆和隧道外观、电力隧道金属构件锈蚀情况以及隧道积水情况，巡视工作内容逐渐单一，隧道内人员巡视工作效率低，工作量大，而且数据的采集简单浅显，较难达到立马可进行识别与分析之用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动巡检、现场灾害处置、智能化管理的电缆隧道智能检测系统。本专利技术的技术方案如下：一种电缆隧道智能检测系统，包括轨道总成、供电总成、通信总成、智能检测机器人、监控中心平台；轨道总成沿隧道铺设，智能检测机器人利用轨道总成在隧道内行走，供电总成在隧道内对智能检测机器人进行充电，智能检测机器人通过通信总成实现与监控中心平台的数据通信与交互控制，智能检测机器人对隧道及隧道内电缆进行巡检与现场处置；智能检测机器人与监控中心平台采用B/S和C/S相结合的模式，实现智能巡检机器人的自动执行和远程手动控制，以及数据接入、存储、图形化界面展示、GIS定位以及立体展示；其中，监控中心平台的数据可通过WEB服务器对外接口共享向外共享；通过专用客户端软件对智能巡检机器人进行遥控、任务配置、视频访问、数据访问；轨道总成包括倒“T”型的轨道、挂臂、吊挂底板，吊挂底板采用化学膨胀栓吸顶式安装固定，轨道通过挂臂悬吊在吊挂底板上；供电总成通过分布式充电站对智能检测机器人进行自动充电，充电站包括由定点充电柜、在轨充电接口、电池管理系统，智能巡检机器人的充电电池与充电站采用接触充电方式进行充电；充电站对应位置的轨道设置有一定长度的滑触线，形成充电轨段，智能巡检机器人到达充电轨段，经电池管理系统检测确认后开始对智能巡检机器人充电；定点充电柜非充电时保持断开；通信总成采用TCP/IP综合数据网络+工业级光纤自愈环网+WiFi无线信号网络相结合一体化网络通讯系统，数据传输率不低于20Mbps且在跨区之间切换低于30ms；在电缆隧道内沿线每段防火区间设置1个WiFi无线基站设备，WiFi无线基站设备接入现场控制箱；现场控制箱之间敷设室外铝带纵包层绞式重铠直埋光缆熔接后，形成互为备份双链路工业级光纤自愈环网，单链路光纤断裂或单个通信管理单元接入节点故障不影响正常通信；在每个现场控制箱接入节点上安装双模WiFi无线基站设备，在电缆隧道内沿线使用板状天线作为无线天线，实现与监控中心平台的实时通信；主干传输网络采用光纤环网冗余架构，环网式光纤交换机采用光以太网技术，实现环形、链形网组网方式，避免不同节点地电位差别和强电场和强磁场引起的干扰；智能巡检机器人的主要部件包括：车体、驱动步进电机、控制箱、定位模块、雷达超声探头、搭载可见光相机和红外热成像相机的360连续旋转云台、LED照明灯具、有害气体探头、温度/湿度探头、应急对讲扬声麦克、车载减震器及灭火装置；智能巡检机器人按照设定的作业顺序及巡检内容进行逐一巡查，采集到的数据进行预判并通过冗余光纤网络高速上传到监控中心平台进行分析识别；智能巡检机器人还实现运输车功能，用于调度智能巡检机器人为工作人员搬运设备或工具。作为优选，当对指定设备的状态进行锁定与监测时，则将智能巡检机器人切换至远程手动控制，远程手动控制具有最高的操作优先级，当进入远程手动控制后，智能巡检机器人将中止正在执行的其他任务，按远程手动控制指令实现智能巡检机器人速度、方向控制，获取环境的状态数据与可视图像。作为优选，智能巡检机器人设置有前后大灯，为可见光相机、人员手动操控提供照明；所述的可见光相机采用ICR日夜型一体化网络高清摄像机，采用红外滤光、背光补偿、一体化光学防抖，对5-15Hz范围内的振动进行过滤；红外热成像相机对电缆隧道内监控场景实时进行框测温或点测温，对于电缆隧道内的交叉接地箱、电缆接头、接地线，通过智能巡检机器人进行测温与监控，并对其温度变化进行记录，自动生成温度变化曲线；在一台工作站的显示器上实时同时显示红外以及可见光图像，并且不改变图像的原始分辨率；或者通过同一台工作站，在两台显示器上对多台红外热像位与可见光摄像机的全分辨率图像进行实时显示、操作与温度数据分析，其中，在一台显示器上显示上述监控画面，同时在另一台显示器上分析指定的图像与温度数据，并与现有的变电站视频监控系统融合，集中存储记录。作为优选，智能巡检机器人监测电缆隧道中的环境数据包括O2、H2S、CO、CH4、温度、湿度、烟雾，实时将采集的环境数据传输到监控中心平台。作为优选，在智能巡检机器人运行一定周期后，根据项目历史数据积累，实现建立3D模拟场景。作为优选，智能巡检机器人搭载灭火系统，当电缆隧道内有火灾发生时，智能巡检机器人通过灭火装置对现场进行智能灭火处置；智能巡检机器人的现场智能灭火处置设有预警模式、灭火模式，预警模式为当电缆隧道内发生火灾预警后，必须得到人工确认后才允许使用灭火装置进行灭火；灭火模式为当电缆隧道内发生火灾预警后，智能巡检机器人有权自动使用灭火装置进行灭火。作为优选，智能巡检机器人采用人体红外探测、激光雷达探测，对电缆隧道内工作人员和障碍物进行探测，并实现测距；当探测到的障碍物或人员在减速区内时，智能巡检机器人自动降速并发出声光警示信号；当探测到的障碍物或人员出现在刹车区内时，智能巡检机器人自动刹车并发出声光警示信号；当探测到的障碍物或人员消失后，如果智能巡检机器人还有未完成的任务，则继续进行任务；当智能巡检机器人监测到有障碍物或人员时，智能巡检机器人的视觉系统自动对准障碍物，进行视频分析。作为优选，智能巡检机器人将电缆隧道内固定安装的电缆温度监测设备、环境监测设备、水位监测设备作为监测源，当电缆温度出现异常时，自动控制该段电缆隧道内的智能巡检机器人移动到相应异常位置，并根据电缆不同监测点的温度变化，对该电缆进行跟踪扫描，同时实时上传状态信息、图像信息到监控中心平台，监控中心平台根据上传的信息进行处理；并且，根据电缆隧道内环境监测、水位监测的变化，进行相应的跟踪处理。作为优选，电缆隧道每隔一定距离划分防火区段，并设置防火墙和防火门；防火门包括下防火门、上防火窗，轨道设置在上防火窗的范围内，上防火窗通过自动闭门器控制打开与关闭；轨道采用在上防火窗上开孔的方式穿过，并用挠性耐高温防火材料将轨道和上防火窗之间的缝隙填满，防止火势从上防火窗和轨道间缝隙中通过；正常情况时，下防火门打开，上防火本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆隧道智能检测系统，其特征在于，包括轨道总成、供电总成、通信总成、智能检测机器人、监控中心平台；轨道总成沿隧道铺设，智能检测机器人利用轨道总成在隧道内行走，供电总成在隧道内对智能检测机器人进行充电，智能检测机器人通过通信总成实现与监控中心平台的数据通信与交互控制，智能检测机器人对隧道及隧道内电缆进行巡检与现场处置；智能检测机器人与监控中心平台采用B/S和C/S相结合的模式，实现智能巡检机器人的自动执行和远程手动控制，以及数据接入、存储、图形化界面展示、GIS定位以及立体展示；其中，监控中心平台的数据可通过WEB服务器对外接口共享向外共享；通过专用客户端软件对智能巡检机器人进行遥控、任务配置、视频访问、数据访问；轨道总成包括倒“T”型的轨道、挂臂、吊挂底板，吊挂底板采用化学膨胀栓吸顶式安装固定，轨道通过挂臂悬吊在吊挂底板上；供电总成通过分布式充电站对智能检测机器人进行自动充电，充电站包括由定点充电柜、在轨充电接口、电池管理系统，智能巡检机器人的充电电池与充电站采用接触充电方式进行充电；充电站对应位置的轨道设置有一定长度的滑触线，形成充电轨段，智能巡检机器人到达充电轨段，经电池管理系统检测确认后开始对智能巡检机器人充电；定点充电柜非充电时保持断开；通信总成采用TCP/IP综合数据网络+工业级光纤自愈环网+WiFi无线信号网络相结合一体化网络通讯系统，数据传输率不低于20Mbps且在跨区之间切换低于30ms；在电缆隧道内沿线每段防火区间设置1个WiFi无线基站设备，WiFi无线基站设备接入现场控制箱；现场控制箱之间敷设室外铝带纵包层绞式重铠直埋光缆熔接后，形成互为备份双链路工业级光纤自愈环网，单链路光纤断裂或单个通信管理单元接入节点故障不影响正常通信；在每个现场控制箱接入节点上安装双模WiFi无线基站设备，在电缆隧道内沿线使用板状天线作为无线天线，实现与监控中心平台的实时通信；主干传输网络采用光纤环网冗余架构，环网式光纤交换机采用光以太网技术，实现环形、链形网组网方式，避免不同节点地电位差别和强电场和强磁场引起的干扰；智能巡检机器人的主要部件包括：车体、驱动步进电机、控制箱、定位模块、雷达超声探头、搭载可见光相机和红外热成像相机的360连续旋转云台、LED照明灯具、有害气体探头、温度/湿度探头、应急对讲扬声麦克、车载减震器及灭火装置；智能巡检机器人按照设定的作业顺序及巡检内容进行逐一巡查，采集到的数据进行预判并通过冗余光纤网络高速上传到监控中心平台进行分析识别；智能巡检机器人还实现运输车功能，用于调度智能巡检机器人为工作人员搬运设备或工具。...

【技术特征摘要】
1.一种电缆隧道智能检测系统，其特征在于，包括轨道总成、供电总成、通信总成、智能检测机器人、监控中心平台；轨道总成沿隧道铺设，智能检测机器人利用轨道总成在隧道内行走，供电总成在隧道内对智能检测机器人进行充电，智能检测机器人通过通信总成实现与监控中心平台的数据通信与交互控制，智能检测机器人对隧道及隧道内电缆进行巡检与现场处置；智能检测机器人与监控中心平台采用B/S和C/S相结合的模式，实现智能巡检机器人的自动执行和远程手动控制，以及数据接入、存储、图形化界面展示、GIS定位以及立体展示；其中，监控中心平台的数据可通过WEB服务器对外接口共享向外共享；通过专用客户端软件对智能巡检机器人进行遥控、任务配置、视频访问、数据访问；轨道总成包括倒“T”型的轨道、挂臂、吊挂底板，吊挂底板采用化学膨胀栓吸顶式安装固定，轨道通过挂臂悬吊在吊挂底板上；供电总成通过分布式充电站对智能检测机器人进行自动充电，充电站包括由定点充电柜、在轨充电接口、电池管理系统，智能巡检机器人的充电电池与充电站采用接触充电方式进行充电；充电站对应位置的轨道设置有一定长度的滑触线，形成充电轨段，智能巡检机器人到达充电轨段，经电池管理系统检测确认后开始对智能巡检机器人充电；定点充电柜非充电时保持断开；通信总成采用TCP/IP综合数据网络+工业级光纤自愈环网+WiFi无线信号网络相结合一体化网络通讯系统，数据传输率不低于20Mbps且在跨区之间切换低于30ms；在电缆隧道内沿线每段防火区间设置1个WiFi无线基站设备，WiFi无线基站设备接入现场控制箱；现场控制箱之间敷设室外铝带纵包层绞式重铠直埋光缆熔接后，形成互为备份双链路工业级光纤自愈环网，单链路光纤断裂或单个通信管理单元接入节点故障不影响正常通信；在每个现场控制箱接入节点上安装双模WiFi无线基站设备，在电缆隧道内沿线使用板状天线作为无线天线，实现与监控中心平台的实时通信；主干传输网络采用光纤环网冗余架构，环网式光纤交换机采用光以太网技术，实现环形、链形网组网方式，避免不同节点地电位差别和强电场和强磁场引起的干扰；智能巡检机器人的主要部件包括：车体、驱动步进电机、控制箱、定位模块、雷达超声探头、搭载可见光相机和红外热成像相机的360连续旋转云台、LED照明灯具、有害气体探头、温度/湿度探头、应急对讲扬声麦克、车载减震器及灭火装置；智能巡检机器人按照设定的作业顺序及巡检内容进行逐一巡查，采集到的数据进行预判并通过冗余光纤网络高速上传到监控中心平台进行分析识别；智能巡检机器人还实现运输车功能，用于调度智能巡检机器人为工作人员搬运设备或工具。2.根据权利要求1所述的电缆隧道智能检测系统，其特征在于，当对指定设备的状态进行锁定与监测时，则将智能巡检机器人切换至远程手动控制，远程手动控制具有最高的操作优先级，当进入远程手动控制后，智能巡检机器人将中止正在执行的其他任务，按远程手动控制指令实现智能巡检机器人速度、方向控制，获取环境的状态数据与可视图像。3.根据权利要求1所述的电缆隧道智能检测系统，其特征在于，智能巡检机器人设置有前后大灯，为可见光相机、人员手动操控提供照明；所述的可见光相机采用ICR日夜型一体化网络高清摄像机，采用红外滤光、背光补偿、一体化光学防抖，对5-15Hz范围内的振动进行过滤；红外热成像相机对电缆隧道内监控场景实时进行框测温或点测温，对于电缆隧道内的交叉接地箱、电缆接头、接地线，通过智能巡检机器人进行测温与监控，并对其温度变化进行记录，自动生成温度变化曲线；在一台工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：严有祥，尤毅峰，陈朝晖，杨毓庆，林智雄，陈日坤，谢维，林宇舟，洪志超，洪志忠，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司厦门供电公司，国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35