本發(fā)明屬于輸電設(shè)備，特別涉及一種基于多通道交互的輸電鐵塔松動(dòng)螺栓定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、輸電鐵塔是由塔材通過螺栓連接而成的，在長期的自然環(huán)境下，輸電線路鐵塔會(huì)產(chǎn)生螺栓松動(dòng)的現(xiàn)象，如不及時(shí)處理，可能會(huì)造成倒塔斷線事故。因螺栓數(shù)量多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于強(qiáng)風(fēng)和大溫差將引起鐵塔螺栓連接的松動(dòng)失效，當(dāng)鐵塔發(fā)生螺栓松動(dòng)，在適當(dāng)風(fēng)載作用下有時(shí)會(huì)引起塔頂振動(dòng)異?；蚬舱?，導(dǎo)致鐵塔頂端的晃動(dòng)和翹曲變形、鐵塔構(gòu)件疲勞破壞、塔身結(jié)構(gòu)失穩(wěn)以及倒塌，嚴(yán)重危及通信和輸電網(wǎng)絡(luò)的安全，因此早期鐵塔螺栓松動(dòng)診斷就顯得特別重要。

2、目前重點(diǎn)的監(jiān)測方向是采用傳感器等部件對螺栓的壓力以及振動(dòng)等來判斷是否松動(dòng)，而由于螺栓松動(dòng)是必然的過程，由于桿塔上螺栓數(shù)量眾多，不可能對每個(gè)螺栓進(jìn)行監(jiān)測，而且松動(dòng)過程又是不同步的，有的螺栓很快松動(dòng)，有的不松動(dòng)，這就導(dǎo)致了螺栓松動(dòng)的定位問題難以解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于多通道交互的輸電鐵塔松動(dòng)螺栓定位方法及系統(tǒng)，以提高對松動(dòng)螺栓的定位，進(jìn)一步提高輸電鐵塔的維護(hù)效率。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于多通道交互的輸電鐵塔松動(dòng)螺栓定位方法，其中，該方法包括：

3、根據(jù)輸電塔位置區(qū)域?qū)⒄w區(qū)域分為第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)，其中，所述第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)分別與所述輸電塔位置區(qū)域的塔底區(qū)域、塔身區(qū)域以及塔尖區(qū)域?qū)?yīng)；

4、獲取輸電塔整體區(qū)域的第一參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)第一閾值區(qū)間確定輸電塔整體區(qū)域的參數(shù)區(qū)間，所述參數(shù)區(qū)間包括異常區(qū)間和正常區(qū)間；

5、輸出異常區(qū)間時(shí)，根據(jù)振動(dòng)信號分別確定第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)對應(yīng)的振動(dòng)參數(shù)；

6、基于所述振動(dòng)參數(shù)以及預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)參數(shù)確定異常區(qū)域，所述異常區(qū)域包括第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)中至少之一；

7、獲取異常區(qū)域的偏差范圍，根據(jù)預(yù)設(shè)第二閾值區(qū)間確定異常區(qū)域的監(jiān)測等級，根據(jù)監(jiān)測等級確定各監(jiān)測點(diǎn)的采集頻率，其中監(jiān)測等級最高時(shí)立即觸發(fā)報(bào)警，并調(diào)用異常區(qū)域內(nèi)所有監(jiān)測點(diǎn)以最大頻率進(jìn)行采樣。

8、該方法具體的實(shí)施方案中，還包括監(jiān)測等級的調(diào)整過程，具體包括：

9、獲取監(jiān)測時(shí)段，并在監(jiān)測時(shí)段內(nèi)獲取異常區(qū)域內(nèi)的異常情況，其中，所述監(jiān)測時(shí)段的構(gòu)建是以從異常區(qū)域第一次出現(xiàn)異常情況時(shí)作為開始，監(jiān)測時(shí)段結(jié)束點(diǎn)為預(yù)設(shè)時(shí)間；

10、若監(jiān)測時(shí)段內(nèi)未出現(xiàn)異常情況，則以結(jié)束點(diǎn)作為開始，重新構(gòu)建監(jiān)測時(shí)段，當(dāng)連續(xù)n個(gè)監(jiān)測時(shí)段內(nèi)均未出現(xiàn)異常，則使監(jiān)測等級降低至下一級；

11、若監(jiān)測時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)異常情況，則立即使監(jiān)測等級升級至下一級，并立即以該異常情況出現(xiàn)點(diǎn)重新構(gòu)建監(jiān)測時(shí)段，其中，當(dāng)兩次出現(xiàn)異常情況的時(shí)長低于第三閾值時(shí)，立即觸發(fā)報(bào)警。

12、該方法具體的實(shí)施方案中，所述根據(jù)輸電塔位置區(qū)域?qū)⒄w區(qū)域分為第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)，包括：

13、構(gòu)建輸電塔整體區(qū)域相匹配的模型，根據(jù)輸電塔的整體構(gòu)造，將輸電塔的塔腿的高度區(qū)間為第一監(jiān)測區(qū)；

14、以塔腿的最高點(diǎn)為起點(diǎn)，均勻向上延伸至最高點(diǎn)的高度區(qū)間作為第二監(jiān)測區(qū)；

15、以塔架截面急劇變化處以上部分為塔頭，若無截面急劇變化，則以下橫擔(dān)的下弦以上部分為塔頭，即為第三監(jiān)測區(qū)。

16、該方法具體的實(shí)施方案中，所述獲取輸電塔整體區(qū)域的第一參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)第一閾值區(qū)間確定輸電塔整體區(qū)域的參數(shù)區(qū)間，包括：

17、獲取輸電塔整體區(qū)域晃動(dòng)的三軸振動(dòng)加速度；

18、根據(jù)水平x和y軸以及垂直于地面的z軸數(shù)據(jù)的變化，確定輸電塔整體的傾斜程度、方向，并根據(jù)數(shù)據(jù)變化率確定變化趨勢；

19、將傾斜程度、方向與預(yù)設(shè)的第一閾值區(qū)間進(jìn)行比較，若位于第一閾值區(qū)間內(nèi)，則輸電塔整體區(qū)域?yàn)檎^(qū)間，若超出第一閾值區(qū)間，則輸電塔整體為異常區(qū)間；

20、且當(dāng)傾斜程度、方向位于第一閾值，且變化趨勢超過預(yù)設(shè)的范圍時(shí)，則輸電塔整體區(qū)域也為異常區(qū)域。

21、該方法具體的實(shí)施方案中，所述輸出異常區(qū)間時(shí)，根據(jù)振動(dòng)信號分別確定第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)對應(yīng)的振動(dòng)參數(shù)，包括：

22、輸出異常區(qū)間時(shí)，使對應(yīng)監(jiān)測區(qū)的各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)產(chǎn)生彈性波，所述監(jiān)測點(diǎn)為通過螺栓相連接的塔材處；

23、獲取激振點(diǎn)所在的塔材以及通過螺栓相連接的塔材的振動(dòng)信號；

24、根據(jù)自相關(guān)變分模態(tài)分解方法對振動(dòng)信號進(jìn)行分析，輸出為振動(dòng)參數(shù)。

25、該方法具體的實(shí)施方案中，所述基于所述振動(dòng)參數(shù)以及預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)參數(shù)確定異常區(qū)域，包括：

26、獲取預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)參數(shù)，并將其與振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行比較；

27、若振動(dòng)參數(shù)存在超出標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)參數(shù)的情況，則根據(jù)振動(dòng)參數(shù)異常的部位所處的監(jiān)測點(diǎn)位置確定所處的監(jiān)測區(qū)，該監(jiān)測區(qū)為異常區(qū)域；

28、其中，所述異常部位產(chǎn)生的監(jiān)測點(diǎn)為異常子區(qū)域，且異常子區(qū)域至少有一個(gè)。

29、該方法具體的實(shí)施方案中，確定異常子區(qū)域后，還包括：

30、獲取異常子區(qū)域的圖像信息；

31、根據(jù)預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)圖像與獲取的圖像信息進(jìn)行比較；

32、根據(jù)圖像比對結(jié)果顯示異常點(diǎn)來確定具體的螺栓松動(dòng)位置；

33、若比對結(jié)果未顯示異常點(diǎn)，則進(jìn)行人工核實(shí)。

34、該方法具體的實(shí)施方案中，獲取異常情況出現(xiàn)的第一頻次，以及對應(yīng)第一頻次下的圖像比對結(jié)果；

35、根據(jù)圖像未顯示異常點(diǎn)，且人工核實(shí)后不存在松動(dòng)的第二頻次；

36、根據(jù)第二頻次與第一頻次的比值，若該比值超過預(yù)設(shè)的第四閾值，則輸出校驗(yàn)信號；

37、根據(jù)所述校驗(yàn)信號，對異常子區(qū)域的偏差范圍進(jìn)行調(diào)整。

38、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了基于多通道交互的輸電鐵塔松動(dòng)螺栓定位系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)包括：

39、區(qū)域劃分模塊，用于根據(jù)輸電塔位置區(qū)域?qū)⒄w區(qū)域分為第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)，其中，所述第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)分別與所述輸電塔位置區(qū)域的塔底區(qū)域、塔身區(qū)域以及塔尖區(qū)域；

40、異常獲取模塊，所述異常確定模塊用于獲取輸電塔整體區(qū)域的第一參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)第一閾值區(qū)間確定輸電塔整體區(qū)域的參數(shù)區(qū)間，所述參數(shù)區(qū)間包括異常區(qū)間和正常區(qū)間；

41、異常確認(rèn)模塊，所述異常確認(rèn)模塊用于根據(jù)振動(dòng)信號分別確定第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)對應(yīng)的振動(dòng)參數(shù)，基于所述振動(dòng)參數(shù)以及預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)參數(shù)確定異常區(qū)域，所述異常區(qū)域包括第一監(jiān)測區(qū)、第二監(jiān)測區(qū)以及第三監(jiān)測區(qū)中至少之一；

42、異常監(jiān)測模塊，所述異常等級調(diào)整模塊用于獲取異常區(qū)域的偏差范圍，根據(jù)預(yù)設(shè)第二閾值區(qū)間確定異常區(qū)域的監(jiān)測等級，根據(jù)監(jiān)測等級確定各監(jiān)測點(diǎn)的采集頻率，其中監(jiān)測等級最高時(shí)立即觸發(fā)報(bào)警，并調(diào)用異常區(qū)域內(nèi)所有監(jiān)測點(diǎn)以最大頻率進(jìn)行采樣。

43、該系統(tǒng)的具體的實(shí)施方案中，還包括等級調(diào)整模塊，所述等級調(diào)整模塊用于根據(jù)異常情況對異常區(qū)域的監(jiān)測等級進(jìn)行調(diào)整。

44、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種基于多通道交互的輸電鐵塔松動(dòng)螺栓定位終端，該終端包括：

45、至少一個(gè)處理器；

46、以及與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器；

47、其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行所述的基于多通道交互的輸電鐵塔松動(dòng)螺栓定位方法。

48、與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：

49、1.采用獲取塔體的三軸振動(dòng)加速度的方式，能夠快速的確定輸電鐵塔整體是否存在螺栓松動(dòng)，能夠在螺栓早期松動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)異常，且不需要針對每個(gè)螺栓進(jìn)行監(jiān)測，降低了針對每個(gè)螺栓進(jìn)行采樣的成本。

50、2.在整體出現(xiàn)異常的前提下，能夠根據(jù)激振點(diǎn)的振動(dòng)參數(shù)確定異常點(diǎn)的位置，同時(shí)根據(jù)異常情況的偏差范圍確定監(jiān)測等級，根據(jù)不同的監(jiān)測等級確定監(jiān)測頻率，從而能夠合理利用采集設(shè)備，且根據(jù)后續(xù)的情況會(huì)靈活對監(jiān)測等級進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)資源最大化的利用，避免監(jiān)測設(shè)備長時(shí)間高頻率的運(yùn)行。