CN108983265A - 一种通信基站安全运营自动化监测与预警*** - Google Patents

一种通信基站安全运营自动化监测与预警*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，包括北斗定位子***、气象监测站、力学监测站、数据中心服务器和高铁安全运行中心服务器，所述北斗定位子***包括进行双向数据通讯的北斗基准站和北斗监测站；所述北斗监测站、气象监测站和力学监测站均通过TCP/IP协议与数据中心服务器进行数据通讯，所述数据中心服务器通过TCP/IP协议与高铁安全运行中心服务器进行数据通讯。本发明提供的一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，实现自动化监测与预警，为通信基站的安全提供数据支持与保障。

Description

一种通信基站安全运营自动化监测与预警***
技术领域
本发明涉及一种自动化监测与预警***，特别是涉及一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，属于智能监测与预警技术领域。
背景技术
高铁通信网络是一个庞大而复杂的***，就单独在列车的调度方面就起到了至关重要的作用。它作为高铁的神经***，是高铁重要的关键技术，是高铁发展的重要推动力。为此必须要在高铁沿线建立一定数量的通信基站，即铁塔，才能满足高铁通信网络***的正常使用。通信基站是通信网络的基础载体，其自身的稳定性备受铁路部门关注。一旦基站倒塌，不仅会对周边居民造成无法挽回的损失，还会导致高铁***的瘫痪，甚至影响社会秩序与经济发展。
因此，需要对高铁通信基站的使用状态进行实时地自动化监测，获取通信基站在各类气象环境下的变形数据，为日常维护与高铁安全提供数据支持与保障。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，实现自动化监测与预警，为通信基站的安全提供数据支持与保障。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，包括北斗定位子***、气象监测站、力学监测站、数据中心服务器和高铁安全运行中心服务器，所述北斗定位子***包括进行双向数据通讯的北斗基准站和北斗监测站；
所述北斗监测站、气象监测站和力学监测站均通过TCP/IP协议与数据中心服务器进行数据通讯，所述数据中心服务器通过TCP/IP协议与高铁安全运行中心服务器进行数据通讯；
所述北斗基准站，用于使用NTRIP Caster协议在局域网内播发资源安装点，连续运行播发GNSS差分数据；
所述北斗监测站，用于使用NTRIP Client协议在局域网内获取到北斗基准站播发的资源安装点，通过资源安装点与北斗基准站进行握手连接，并连续接收北斗基准站所播发的GNSS差分数据，对GNSS差分数据进行自主差分定位得到精准定位后的国际通用标准的NMEA格式的GGA数据，以及将GGA数据传输至数据中心服务器；
所述气象监测站，用于获取通信基站所在区域的气象监测数据，并将气象监测数据传输至数据中心服务器；
所述力学监测站，用于获取通信基站本身的力学监测数据，并将力学监测数据传输至数据中心服务器；
所述数据中心服务器，用于接收GGA数据、气象监测数据和力学监测数据共三类监测数据，并对三类监测数据进行数据解析与存储，以及对三类监测数据进行阈值分析得到预警信息，而将预警信息传输至高铁安全运行中心服务器；
所述高铁安全运行中心服务器，用于接收数据中心服务器传输的数据和预警信息并将预警信息显示出来。
本发明进一步设置为：所述气象监测站包括用于采集气象监测数据的气象传感器，所述气象传感器包括用于对应采集温度、湿度、雨量、气压、风力、风向和能见度的温度仪、湿度仪、雨量计、气压计、风力仪、风向仪和能见度传感器。
本发明进一步设置为：所述力学监测站包括用于采集力学监测数据的力学传感器，所述力学传感器包括用于对应采集应力、振动力和倾斜角度的应力计、振动仪和倾斜仪。
本发明进一步设置为：所述北斗监测站包括设置于通信基站顶端的北斗定位天线。
本发明进一步设置为：所述自主差分定位包括通信基站倾斜角度的计算和位移方位角的确定。
本发明进一步设置为：所述通信基站倾斜角度的计算，具体为，
获取通信基站顶端的北斗定位数据测量的初值坐标为(x0,y0,H0)，每次晃动后的实时测量的坐标为(xn,yn,Hn)，则通信基站顶部实时位移为
设通信基站上安装的北斗定位天线到通信基站底部距离为H，则通信基站倾斜角度为
本发明进一步设置为：所述位移方位角的确定，具体为，
获取通信基站顶端的北斗定位数据测量的初值坐标为(x0,y0,H0)，每次晃动后的实时测量的坐标为(xn,yn,Hn)，则x方向变化量为Δx＝xn-x0，y方向变化量为Δy＝yn-y0；以x方向为横坐标，y方向为纵坐标，构建位移方位角坐标；
(1)当Δx＞0且Δy＞0时，说明水平方向位移的方位角在第一象限内，则位移方位角Az为，
(2)当Δx＞0且Δy＜0时，说明水平方向位移的方位角在第二象限内，则位移方位角Az为，
(3)当Δx＜0且Δy＜0时，说明水平方向位移的方位角在第三象限内，则位移方位角Az为，
(4)当Δx＜0且Δy＞0时，说明水平方向位移的方位角在第四象限内，则位移方位角Az为，
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1、通过北斗定位子***、气象监测站、力学监测站、数据中心服务器和高铁安全运行中心服务器的设置，其中北斗定位子***包括北斗基准站和北斗监测站，集成了北斗监测站、气象监测站和力学监测站所监测的数据，实现高铁沿线通信基站的自动化监测，克服现有通信基站还处在人工手动监测水平，大幅提高监测的自动化程度。
2、北斗定位子***实现了自主差分定位技术，无需第三方软件进行数据转发处理，与传统差分技术不同，可有效解决数据因为网络延迟而出现的掉包，大幅提高定位精度与效果。
3、通过对所采集的监测数据进行综合处理分析，确定移动变形参数，包括通信基站倾斜角度和位移方位角，为通信基站的安全运营提供依据，能有效降低铁塔的倒塌风险，减少财产的损失。
上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明一种通信基站安全运营自动化监测与预警***的结构框图；
图2为本发明一种通信基站安全运营自动化监测与预警***的倾斜角度计算示意图；
图3为本发明一种通信基站安全运营自动化监测与预警***的位移方位角计算示意图；
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1所示的一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，包括北斗定位子***、气象监测站、力学监测站、数据中心服务器和高铁安全运行中心服务器，所述北斗定位子***包括进行双向数据通讯的北斗基准站和北斗监测站；所述北斗监测站、气象监测站和力学监测站均通过TCP/IP协议与数据中心服务器进行数据通讯，所述数据中心服务器通过TCP/IP协议与高铁安全运行中心服务器进行数据通讯。
所述北斗基准站，用于使用NTRIP Caster协议在局域网内播发资源安装点，连续运行播发GNSS差分数据。
所述北斗监测站，用于使用NTRIP Client协议在局域网内获取到北斗基准站播发的资源安装点，通过资源安装点与北斗基准站进行握手连接，并连续接收北斗基准站所播发的GNSS差分数据，对GNSS差分数据进行自主差分定位得到精准定位后的国际通用标准的NMEA格式的GGA数据，以及将GGA数据传输至数据中心服务器；
所述气象监测站，用于获取通信基站所在区域的气象监测数据，并将气象监测数据传输至数据中心服务器；气象监测站包括用于采集气象监测数据的气象传感器，所述气象传感器包括用于对应采集温度、湿度、雨量、气压、风力、风向和能见度的温度仪、湿度仪、雨量计、气压计、风力仪、风向仪和能见度传感器。
所述力学监测站，用于获取通信基站本身的力学监测数据，并将力学监测数据传输至数据中心服务器；力学监测站包括用于采集力学监测数据的力学传感器，所述力学传感器包括用于对应采集应力、振动力和倾斜角度的应力计、振动仪和倾斜仪。
所述数据中心服务器，用于接收GGA数据、气象监测数据和力学监测数据共三类监测数据，并对三类监测数据进行数据解析与存储，以及对三类监测数据进行阈值分析得到预警信息，而将预警信息传输至高铁安全运行中心服务器。
所述高铁安全运行中心服务器，用于接收数据中心服务器传输的数据和预警信息并将预警信息显示出来。
所述北斗监测站包括设置于通信基站顶端的北斗定位天线，北斗监测站进行的自主差分定位包括通信基站倾斜角度的计算和位移方位角的确定。
所述通信基站倾斜角度的计算，具体为，如图2所示，
获取通信基站顶端的北斗定位数据测量的初值坐标为(x0,y0,H0)，每次晃动后的实时测量的坐标为(xn,yn,Hn)，则通信基站顶部实时位移为
设通信基站上安装的北斗定位天线到通信基站底部距离为H，则通信基站倾斜角度为
所述位移方位角的确定，具体为，如图3所示，
获取通信基站顶端的北斗定位数据测量的初值坐标为(x0,y0,H0)，每次晃动后的实时测量的坐标为(xn,yn,Hn)，则x方向变化量为Δx＝xn-x0，y方向变化量为Δy＝yn-y0；以x方向为横坐标，y方向为纵坐标，构建位移方位角坐标；
(1)当Δx＞0且Δy＞0时，说明水平方向位移的方位角在第一象限内，则位移方位角Az为，
(2)当Δx＞0且Δy＜0时，说明水平方向位移的方位角在第二象限内，则位移方位角Az为，
(3)当Δx＜0且Δy＜0时，说明水平方向位移的方位角在第三象限内，则位移方位角Az为，
(4)当Δx＜0且Δy＞0时，说明水平方向位移的方位角在第四象限内，则位移方位角Az为，
本发明的创新点在于，集成了北斗监测站、气象监测站和力学监测站所监测的数据，实现高铁沿线通信基站的自动化监测；并实现了自主差分定位技术，无需第三方软件进行数据转发处理，大幅提高定位精度与效果；以及实现通信基站移动变形参数的确定，从而为通信基站的安全运营提供依据。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，其特征在于：包括北斗定位子***、气象监测站、力学监测站、数据中心服务器和高铁安全运行中心服务器，所述北斗定位子***包括进行双向数据通讯的北斗基准站和北斗监测站；
所述北斗监测站、气象监测站和力学监测站均通过TCP/IP协议与数据中心服务器进行数据通讯，所述数据中心服务器通过TCP/IP协议与高铁安全运行中心服务器进行数据通讯；
所述北斗基准站，用于使用NTRIP Caster协议在局域网内播发资源安装点，连续运行播发GNSS差分数据；
所述北斗监测站，用于使用NTRIP Client协议在局域网内获取到北斗基准站播发的资源安装点，通过资源安装点与北斗基准站进行握手连接，并连续接收北斗基准站所播发的GNSS差分数据，对GNSS差分数据进行自主差分定位得到精准定位后的国际通用标准的NMEA格式的GGA数据，以及将GGA数据传输至数据中心服务器；
所述气象监测站，用于获取通信基站所在区域的气象监测数据，并将气象监测数据传输至数据中心服务器；
所述力学监测站，用于获取通信基站本身的力学监测数据，并将力学监测数据传输至数据中心服务器；
所述数据中心服务器，用于接收GGA数据、气象监测数据和力学监测数据共三类监测数据，并对三类监测数据进行数据解析与存储，以及对三类监测数据进行阈值分析得到预警信息，而将预警信息传输至高铁安全运行中心服务器；
所述高铁安全运行中心服务器，用于接收数据中心服务器传输的数据和预警信息并将预警信息显示出来。
2.根据权利要求1所述的一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，其特征在于：所述气象监测站包括用于采集气象监测数据的气象传感器，所述气象传感器包括用于对应采集温度、湿度、雨量、气压、风力、风向和能见度的温度仪、湿度仪、雨量计、气压计、风力仪、风向仪和能见度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，其特征在于：所述力学监测站包括用于采集力学监测数据的力学传感器，所述力学传感器包括用于对应采集应力、振动力和倾斜角度的应力计、振动仪和倾斜仪。
4.根据权利要求1所述的一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，其特征在于：所述北斗监测站包括设置于通信基站顶端的北斗定位天线。
5.根据权利要求1所述的一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，其特征在于：所述自主差分定位包括通信基站倾斜角度的计算和位移方位角的确定。
6.根据权利要求5所述的一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，其特征在于：所述通信基站倾斜角度的计算，具体为，
获取通信基站顶端的北斗定位数据测量的初值坐标为(x0,y0,H0)，每次晃动后的实时测量的坐标为(xn,yn,Hn)，则通信基站顶部实时位移为
设通信基站上安装的北斗定位天线到通信基站底部距离为H，则通信基站倾斜角度为
。
7.根据权利要求5所述的一种通信基站安全运营自动化监测与预警***，其特征在于：所述位移方位角的确定，具体为，
获取通信基站顶端的北斗定位数据测量的初值坐标为(x0,y0,H0)，每次晃动后的实时测量的坐标为(xn,yn,Hn)，则x方向变化量为Δx＝xn-x0，y方向变化量为Δy＝yn-y0；以x方向为横坐标，y方向为纵坐标，构建位移方位角坐标；
(1)当Δx＞0且Δy＞0时，说明水平方向位移的方位角在第一象限内，则位移方位角Az为，
(2)当Δx＞0且Δy＜0时，说明水平方向位移的方位角在第二象限内，则位移方位角Az为，
(3)当Δx＜0且Δy＜0时，说明水平方向位移的方位角在第三象限内，则位移方位角Az为，
(4)当Δx＜0且Δy＞0时，说明水平方向位移的方位角在第四象限内，则位移方位角Az为，
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