Upload
sergey-igumenov
View
280
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Автоматизированная система мониторинга антенно-мачтовых
сооружений (АСМ АМС)Контроль параметров и технического состояния
мачтовых и башенных сооружений связи
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 1
Игуменов С.А.Директор по специальным проектам
НПК «Мониторинг-Центр»
Антенно-мачтовые сооружения связиК сооружениям, используемым в качестве антенных опор, или, по другому, к антенно-мачтовым сооружениям (АМС), относят мачты и башни связи, имеющие металлические конструкции с элементами крепления к ним антенно-фидерных устройств (АФУ) - тип, количество, высотное и азимутальное положение которых, определяются в соответствии с техническим заданием на этапе проектирования и строительства.
Хотя большинство мачт и башенных опор, несущих оборудование связи, имеет срок службы 50 лет, оператору, который их использует, в целях предотвращения аварий приходится заниматься контролем их технического состояния, а также предупреждать несанкционированное воздействие техногенного характера.
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 2
Контроль колебаний АМС
Функциональное назначение мачт и башенныхопор связи заключается в обеспечении надежнойработы АФУ, и именно с этой целью операторыконтролируют техническое состояние опор.
Дело в том, что антенны различных систем связи,в том числе мобильной сотовой связи, имеютфокусировку, и их отклонение от заданногоположения может вызвать существенноеухудшение качества предоставляемых услугсвязи.
Чаще всего, отклонения антенн обусловленыколебаниями конструкции АМС, поэтомуамплитуду колебаний мачт и башенных опорсвязи необходимо контролировать.
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 3
Причины колебанийВ качестве внешней причины изменения амплитуды колебаний объекта чаще всего выступает ветер. В зимнее время на амплитуду колебаний может существенно влиять обледенение конструкции.
Не меньше, чем внешние причины на амплитуду колебаний влияет изменение собственных свойств мачт и башенных опор. Эти изменения происходят в процессе эксплуатации конструкций из-за длительного воздействия указанных ранее факторов, а также перепадов температуры, влажности, коррозии и других. В результате подобных воздействий происходит ослабление разъемных соединений и швов неразъемных соединений, снижение прочности конструктивных элементов, связанное с усталостью металла и другими причинами. По отдельности величины указанных изменений могут быть незначительны, но в сумме их влияние может оказаться достаточным, чтобы амплитуда колебаний объекта превысила допустимые нормы.
В соответствии с действующими правилами предельно допустимым для АМС с АФУ считается отклонение от вертикали на 1/100 от высоты подвеса антенн или на 0,57 градуса в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 4
Контроль технического состояния АМСДля контроля технического состояния конструкций АМС широко применяются различные геодезические приборы и технологии неразрушающего контроля, требующие дорогостоящего оборудования и участия высококвалифицированных специалистов. Частое использование подобных средств влечет большие затраты, а при редких обследованиях можно «проглядеть» проблему. В отличие от таких способов, предлагаемые средства мониторинга не требуют участия человека, работают полностью автоматически и могут своевременно известить о необходимости детального обследования объекта.
В ряде случаев мониторинг колебаний АМС может дополняться другими параметрами, например, температурой, силой и направлением ветра, деформацией, которые помогают обнаружить дефект конструкции на ранней стадии.
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 5
Обслуживание по состояниюВывод о необходимости обслуживания мачты или башни может быть сделан исходя из результатов анализа данных мониторинга текущего состояния опоры и прогноза изменения состояния с помощью статистических методов.
Ключевым показателем технического состояния мачты или башни, имеющим комплексный характер, является отклонение оси ствола опоры от вертикали.
Мониторинг вертикальности ствола опоры, включая анализ и прогноз изменения состояния опоры, может быть выполнен с помощью комплекса средств измерений и связи, а также удаленного доступа по IP под управлением программы мониторинга состояния мачтовых и башенных сооружений.
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 6
Назначение системы мониторинга
Система мониторинга осуществляет автоматизированный сбор, хранение и обработку информации полученной с помощью измерителей угла наклона (инклинометров), датчиков температуры и ветра в процессе измерения угловых перемещений оси ствола антенной опоры в результате внешнего воздействия.
Система предназначена для сбора данных и хранения результатов измерений с их последующим анализом и прогнозом отклонения ствола опоры от вертикали в целях технического обслуживания и предупреждения аварий.
Система контролирует отклонение оси ствола мачты или башни относительно вертикали и превышение допустимого отклонения при ветровой и гололёдной нагрузке.
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 7
Схема АСМ АМС
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 8
К
БП
Ш
Internet/Intranet
ДВ датчик силы инаправления ветра
И измеритель угла наклонас датчиком температуры
К контроллерБП блок питанияШ шлюзС серверБД база данных
Сайт
Ш С
Техническая площадкаИДВ
БД
Хранение и обработка данныхХранение данных осуществляется в базе данных (БД).
Типы хранимых данных в БД: исходные данные, которые хранятся в неизменном виде и формате;
данные предварительной обработки;
данные вычислительной обработки, анализа и прогноза величин наблюдения.
Предварительная обработка данных производится методами линейной интерполяции и экстраполяции.
Данные, полученные в результате вычислительной обработки, хранятся в виде временных рядов данных.
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 9
Анализ данных и формирование сигналов предупрежденияДля анализа временных рядов данных, сглаживания краткосрочныхколебаний и выделения основных тенденций используется методматематической свертки с помощью скользящего среднего.
Вычисленные средние значения используются для расчета относительнойчастоты события, определяемого как превышение предельно допустимогоотклонения (ПДО) опоры при ветровой и гололедной нагрузке.
Относительная частота превышения ПДО используется для формированияв квазиреальном времени сигналов предупреждения разных степеней(уровней) угрозы аварии, отображаемых в программе в виде цветныхиндикаторов:
Уровни угрозы
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 10
Прогноз отклоненияРасчет осуществляется в Microsoft Excel путём экспорта данных из БД:
1
k = b = q =
0,2 0,3 0,1
№ Дата Время α" -
отклонение
от
вертикальнос
ти
Lt -
экспоненциал
ьно
сглаженный
ряд
Tt - значение
тренда
St-s -
коэффициент
сезонности
предыдущего
периода
p - номер
периода для
прогноза
Прогноз по
методу
Хольта Ŷt+p =
Lt + p *Tt
Проноз для
оценки
модели
Ошибка
модели
Отклонение
ошибки
модели от
прогнозной
модели
Точность
прогноза
1 07.12.2014 1:59 121 121 1,00 121 0 - 0,99
43 13:59 94 97 -0,44 1,00 98 -4 0,00
44 15:59 93 96 -0,66 1,00 97 -4 0,00
45 17:59 96 95 -0,64 1,01 96 0 0,00
46 19:59 99 95 -0,44 1,01 95 3 0,00
47 21:59 97 95 -0,28 1,00 95 3 0,00
48 23:59 99 96 -0,10 1,01 95 3 0,00
49 11.12.2014 1:59 104 97 0,41 1,01 96 8 0,01
50 3:59 92 96 -0,04 1,01 100 -8 0,01
51 5:59 1 96 96
52 7:59 2 94 94
53 9:59 3 96 96
54 11:59 4 96 96
55 13:59 5 96 96
56 15:59 6 96 96
57 17:59 7 97 97
58 19:59 8 97 97
59 21:59 9 96 96
60 23:59 10 96 96
Коэффициент сезонности
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 11
Методы прогнозирования: Метод Хольта; Модель Хольта-Винтерса; Модель Тейла-Вейджа.
Опытная эксплуатацияВ рамках пилотного проекта НПК «Мониторинг-Центр» и одного из владельцев антенно-мачтовых сооружений опытная система мониторинга АМС была развернута в Подмосковье в ноябре 2014 года.
В состав системы вошли: Прецизионные инклинометры; Контроллер доступа; Программа управления (сервер).
Особенностью системы является использование двух 2-х осевых инклинометров, один из которых установлен вблизи фундамента, что позволяет дополнить параметры мониторинга (отклонение вершины опоры, температура, направление и сила ветра) наблюдением за деформацией опоры.
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 12
Спасибо за внимание!http://mocent.ru
НПК "МОНИТОРИНГ-ЦЕНТР" 13