【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信基站，具体涉及一种铁塔塔体状态监控预警系统。
技术介绍
1、铁塔指由金属板件固定拼接组成的塔型构件，其通常用于通信线路的建设、观光、监测、电力传输等；
2、由于铁塔的用途特殊性，铁塔一般使用年限较长，为了保证铁塔使用安全性、功能性，需要人工定期对铁塔进行巡检，但对于铁塔的结构层面而言，铁塔所需要检测的位置较多，因而对于铁塔的结构维护巡检而言，成本较高，效率较差，且需要登高作业，存在一定的安全风险。
技术实现思路
1、针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种铁塔塔体状态监控预警系统，解决了上述
技术介绍
中提出的技术问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
3、一种铁塔塔体状态监控预警系统，包括分析层、采集层、评估层及定位器；
4、铁塔的结构参数通过分析层上传，分析层同步基于内部上传的铁塔结构参数构建铁塔立体模型，基于铁塔立体模型分析铁塔表面高荷载位；
5、分析层分析到铁塔表面高荷载位时，系统端用户基于铁塔立体模型手动设定监测点位，进一步于监测点位及铁塔表面高荷载位部署定位器；
6、采集层同步接收定位器运行实时反馈位置信息，基于位置信息同步构建铁塔姿态模型，评估层同步接收铁塔姿态模型，基于铁塔姿态模型相似性评估铁塔塔体状态安全，基于铁塔姿态模型差异态势评估铁塔塔体状态风险；
7、所述采集层包括接收模块、建模模块及储存模块，接收模块用于接收分析层中监测点位
8、其中，所述定位器用于实时定位自身位置信息，构建模块在获取定位器反馈位置信息后，基于定位器反馈位置信息对应坐标相邻相近相互连接构建铁塔姿态模型，铁塔姿态模型在被储存模块接收，于储存模块中储存时，储存模块同步对各组接收的铁塔姿态模型进行接收时间戳标记。
9、更进一步地，所述分析层包括上传模块、构建模块及分析模型，上传模块用于上传铁塔结构参数，构建模块用于接收上传模块中上传的铁塔结构参数，基于铁塔结构参数构建铁塔立体模型，分析模块用于获取构建模块中构建的铁塔立体模型，应用铁塔立体模型分析铁塔表面高荷载位；
10、其中，上传模块中上传的铁塔结构参数包括：铁塔构成各金属件的规格参数、铁塔构成各金属件的放置位置信息、铁塔构成各金属件上任意三组棱角的放置角度，构建模块运行基于任一三维制图软件于三维空间中应用铁塔结构参数构建铁塔立体模型。
11、更进一步地，所述构建模块运行构建铁塔立体模型阶段，基于铁塔结构参数对铁塔构成各金属件进行立体模型的分别构建，以铁塔构成各金属件对应立体模型组合，组成铁塔立体模型，分析模块分析铁塔表面高荷载位时，以每一铁塔构成各金属件对应立体模型作为分析目标，并基于以下逻辑完成分析，逻辑公式表示为：
12、
13、式中：γ为铁塔构成金属件对应立体模型的荷载表现值；d为铁塔构成金属件对应立体模型相对铁塔立体模型顶端的距离；n为铁塔构成金属件对应立体模型相邻模型的集合；di为第i组相邻模型相对铁塔立体模型顶端的距离；η为铁塔构成金属件对应立体模型基于放置角度的水平率；λ为加权常数；
14、其中，表示对的求均，铁塔构成金属件对应立体模型基于放置角度的水平率η＝1-q，q即铁塔构成金属件对应立体模型的放置角度相对任一水平面所呈的斜率。
15、更进一步地，所述加权常数λ基于下式进行求取，公式为；
16、
17、式中：h为铁塔高度；m为铁塔质量；τ为铁塔构成金属件材质的屈服极限；n为铁塔构成金属件总量；m为铁塔构成金属件相互连接点总量。
18、更进一步地，所述分析模块运行阶段，同步接收构建模块中基于铁塔构成金属件对应立体模型的荷载表现值分析逻辑，分析到的各金属件对应立体模型的荷载表现值，进一步设定高荷载判定阈值，以各组荷载表现值与高荷载判定阈值比对，获取处于高荷载判定阈值内的荷载表现值对应金属件，在各组获取的金属件上选择任意一组点位作为铁塔表面高荷载位；
19、其中，系统端用户基于铁塔立体模型手动设定监测点位时，设定监测点位位置服从：各组设定的监测点位距离铁塔立体模型中段位置距离相等，设定监测点位数量服从：设定监测点位数量与铁塔表面高荷载位数量相加之和不少于四组，不大于八组。
20、更进一步地，所述接收模块中设定有运行周期，接收模块基于运行周期实时运行，接收定位器于每一运行周期结束节点定位到的自身位置信息，建模模块、储存模块及系统评估层基于接收模块中设定的运行周期同步运行，评估层中基于铁塔姿态模型差异态势评估铁塔塔体状态风险的操作，于评估层基于运行周期第三次运行开始阶段，跟随评估层运行同步执行。
21、更进一步地，所述评估层包括遍历模块、评估模块及反馈模块，遍历模块用于遍历采集层中储存模块储存的铁塔姿态模型，评估模块用于接收遍历模块中遍历到的铁塔姿态模型，基于铁塔姿态模型进行相似性比对，评估铁塔塔体状态安全，基于铁塔姿态模型的差异态势评估，判定铁塔塔体状态是否存在风险；反馈模块用于接收评估模块中铁塔塔体状态安全评估结果及铁塔塔体状态是否存在风险的判定结果，供用户读取；
22、其中，遍历模块在遍历铁塔姿态模型时，基于铁塔姿态模型于储存模块中储存时对应标记的时间戳时序，对铁塔姿态模型进行依次的遍历。
23、更进一步地，所述评估模块中评估铁塔塔体状态安全的操作，始终应用储存模块中基于标记时间戳，最新储存的一组铁塔姿态模型与最早储存的一组铁塔姿态模型进行相似性比对，所述铁塔塔体状态安全评估逻辑及铁塔姿态模型差异态势评估逻辑表示为：
24、
25、式中：sim(dlatest,doldest)为最新储存的一组铁塔姿态模型与最早储存的一组铁塔姿态模型的相似性；clatest为最新储存的一组铁塔姿态模型的质心；coldest为最早储存的一组铁塔姿态模型的质心；u为模型视角集合；为最新储存的一组铁塔姿态模型与最早储存的一组铁塔姿态模型上，处于相同的第v组视角下，两组模型所呈二维图像的面积比值；为最新储存的一组铁塔姿态模型与最早储存的一组铁塔姿态模型上，处于相同的第v组视角下，两组模型所呈二维图像的图像轮廓上，轮廓阳角角点相互连接所呈图像的面积比值；sim(dlatest,doldest)1、sim(dlatest,doldest)2、sim(dlatest,doldest)3、sim(dlatest,doldest)4表示基于式(1)连续四次求取的，最新储存的一组铁塔姿态模型与最早储存的一组铁塔姿态模型的相似性；
26、其中，sim(dlatest,doldest)的值越接近1，则表示最新储存的一组铁塔姿态模型与最早储存的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，包括分析层、采集层、评估层及定位器；
2.根据权利要求1所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述分析层包括上传模块、构建模块及分析模型，上传模块用于上传铁塔结构参数，构建模块用于接收上传模块中上传的铁塔结构参数，基于铁塔结构参数构建铁塔立体模型，分析模块用于获取构建模块中构建的铁塔立体模型，应用铁塔立体模型分析铁塔表面高荷载位；
3.根据权利要求2所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述构建模块运行构建铁塔立体模型阶段，基于铁塔结构参数对铁塔构成各金属件进行立体模型的分别构建，以铁塔构成各金属件对应立体模型组合，组成铁塔立体模型，分析模块分析铁塔表面高荷载位时，以每一铁塔构成各金属件对应立体模型作为分析目标，并基于以下逻辑完成分析，逻辑公式表示为：
4.根据权利要求3所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述加权常数λ基于下式进行求取，公式为；
5.根据权利要求1或3所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述分析模块运行阶段，同步接收构建模块中
6.根据权利要求1所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述接收模块中设定有运行周期，接收模块基于运行周期实时运行，接收定位器于每一运行周期结束节点定位到的自身位置信息，建模模块、储存模块及系统评估层基于接收模块中设定的运行周期同步运行，评估层中基于铁塔姿态模型差异态势评估铁塔塔体状态风险的操作，于评估层基于运行周期第三次运行开始阶段，跟随评估层运行同步执行。
7.根据权利要求1所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述评估层包括遍历模块、评估模块及反馈模块，遍历模块用于遍历采集层中储存模块储存的铁塔姿态模型，评估模块用于接收遍历模块中遍历到的铁塔姿态模型，基于铁塔姿态模型进行相似性比对，评估铁塔塔体状态安全，基于铁塔姿态模型的差异态势评估，判定铁塔塔体状态是否存在风险；反馈模块用于接收评估模块中铁塔塔体状态安全评估结果及铁塔塔体状态是否存在风险的判定结果，供用户读取；
8.根据权利要求7所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述评估模块中评估铁塔塔体状态安全的操作，始终应用储存模块中基于标记时间戳，最新储存的一组铁塔姿态模型与最早储存的一组铁塔姿态模型进行相似性比对，所述铁塔塔体状态安全评估逻辑及铁塔姿态模型差异态势评估逻辑表示为：
9.根据权利要求8所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述1≥SIM(Dlatest,Doldest)≥0.95时，则表示铁塔塔体状态安全，反之，则表示铁塔塔体状态不安全，所述铁塔姿态模型的质心通过下式进行求取，公式为：
10.根据权利要求1所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述分析层、采集层及评估层均与定位器通过无线网络交互连接，所述接收模块通过介质电性连接有建模模块及储存模块，所述储存模块通过无线网络交互连接有分析模块，所述分析模块通过介质电性连接有构建模块及上传模块，所述接收模块通过无线网络交互连接有遍历模块，所述遍历模块通过介质电性连接有评估模块及反馈模块。
...【技术特征摘要】
1.一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，包括分析层、采集层、评估层及定位器；
2.根据权利要求1所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述分析层包括上传模块、构建模块及分析模型，上传模块用于上传铁塔结构参数，构建模块用于接收上传模块中上传的铁塔结构参数，基于铁塔结构参数构建铁塔立体模型，分析模块用于获取构建模块中构建的铁塔立体模型，应用铁塔立体模型分析铁塔表面高荷载位；
3.根据权利要求2所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述构建模块运行构建铁塔立体模型阶段，基于铁塔结构参数对铁塔构成各金属件进行立体模型的分别构建，以铁塔构成各金属件对应立体模型组合，组成铁塔立体模型，分析模块分析铁塔表面高荷载位时，以每一铁塔构成各金属件对应立体模型作为分析目标，并基于以下逻辑完成分析，逻辑公式表示为：
4.根据权利要求3所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述加权常数λ基于下式进行求取，公式为；
5.根据权利要求1或3所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述分析模块运行阶段，同步接收构建模块中基于铁塔构成金属件对应立体模型的荷载表现值分析逻辑，分析到的各金属件对应立体模型的荷载表现值，进一步设定高荷载判定阈值，以各组荷载表现值与高荷载判定阈值比对，获取处于高荷载判定阈值内的荷载表现值对应金属件，在各组获取的金属件上选择任意一组点位作为铁塔表面高荷载位；
6.根据权利要求1所述的一种铁塔塔体状态监控预警系统，其特征在于，所述接收模块中设定有运行周期，接收模块基于运行周期实时运行，接收定位器于每一运行周期结束节点定位到的自身位置信息，建模模块、储存模块及系统评估层基于接收模块中设定...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓鹏，方钦伟，周佑胜，庄礼坤，谢少彬，谢德鑫，辜文钦，
申请(专利权)人：中国铁塔股份有限公司揭阳市分公司，
类型：发明
国别省市：
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