高速公路隧道機(jī)電電纜防盜集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1電纜防盜系統(tǒng)概述

1.1隧道機(jī)電系統(tǒng)現(xiàn)狀

電纜是高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)中的重點(diǎn)設(shè)施,屬于基礎(chǔ)設(shè)施的生命線(xiàn),在高速公路機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn),甚至在社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步過(guò)程中起著極為重要的作用。在機(jī)電系統(tǒng)施工中,電力電纜大多埋于地下或穿管敷設(shè),因此電纜的故障維護(hù)工作比較困難,電力電纜被人為盜割的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,人工進(jìn)行大范圍查找費(fèi)時(shí)費(fèi)力,這給相關(guān)部門(mén)、企業(yè)和人民群眾的生活帶來(lái)了嚴(yán)重影響。

1.2電纜防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要性

高速公路隧道內(nèi)用于通風(fēng)、監(jiān)控、照明等機(jī)電設(shè)施的電纜敷設(shè)量極大,隧道與監(jiān)控分中心距離較遠(yuǎn),設(shè)施看護(hù)困難,電纜如何防盜是一個(gè)十分嚴(yán)峻的問(wèn)題。電纜被盜后,在造成直接經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí),也給后續(xù)維護(hù)、修復(fù)工作帶來(lái)極大不便,給高速公路的安全營(yíng)運(yùn)構(gòu)成威脅。鑒于此,安裝電纜防盜系統(tǒng)很有必要。當(dāng)盜竊發(fā)生時(shí),監(jiān)控中心值班室立即收到報(bào)警信號(hào),可根據(jù)設(shè)定的應(yīng)急預(yù)案行動(dòng),如切換攝像機(jī)圖像監(jiān)視并錄像,控制現(xiàn)場(chǎng)喇叭發(fā)出警笛聲驚走盜竊者,通知路政巡邏執(zhí)法人員、公安部門(mén)等現(xiàn)場(chǎng)抓獲等。

2電纜防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及結(jié)構(gòu)

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

本系統(tǒng)中,電纜防盜的基本原理是采用電力線(xiàn)纜加載特定調(diào)制檢測(cè)信號(hào)的技術(shù),在電纜的首末兩端分別設(shè)置調(diào)制與檢測(cè)裝置,首端的載波設(shè)備向未端的載波設(shè)備定時(shí)發(fā)送檢測(cè)信號(hào),末端的載波設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控電纜狀態(tài),如圖1所示。

當(dāng)電纜正常時(shí),載波通信亦處于正常狀態(tài),此時(shí)不會(huì)發(fā)生報(bào)警:當(dāng)電纜被斷開(kāi)時(shí),載波通信中斷,此時(shí)可判斷電纜發(fā)生被盜警情,立即發(fā)出電纜被盜報(bào)警信號(hào)。

2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)由三部分組成:監(jiān)控中心、監(jiān)控主機(jī)(含調(diào)制設(shè)備)、監(jiān)控終端,如圖2所示。監(jiān)控主機(jī)安裝于配電所(或箱變)內(nèi),連接待監(jiān)測(cè)電纜的首端,終端模塊安裝于配電箱(或設(shè)備箱)內(nèi),連接待監(jiān)測(cè)電纜的末端。監(jiān)控主機(jī)、電纜和終端模塊組成一個(gè)完整的電流回路,在電纜被盜割時(shí),回路斷開(kāi),監(jiān)控主機(jī)檢測(cè)到該電纜電氣參數(shù)發(fā)生突變,即可判斷該電纜被盜。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3電纜防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

本系統(tǒng)采用當(dāng)前先進(jìn)的電力載波通信技術(shù)與GSM無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈線(xiàn)路全天候、24h不間斷監(jiān)控,在路燈線(xiàn)路電纜被破壞的瞬間,系統(tǒng)即可通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送實(shí)時(shí)報(bào)警短信,同時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警信息通過(guò)GSM無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至監(jiān)控中心。

(1)可用性:系統(tǒng)具有完整清晰的結(jié)構(gòu),檢測(cè)和報(bào)警功能強(qiáng)大,同時(shí)確保報(bào)警的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性。(2)可行性:采用專(zhuān)用的電力防盜檢測(cè)技術(shù),并結(jié)合GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行報(bào)警,實(shí)現(xiàn)電纜防護(hù)的高科技管理,對(duì)電力電纜安全防護(hù)具有很強(qiáng)的可行性。(3)可靠性:報(bào)警誤報(bào)率低,真正意義上實(shí)現(xiàn)了電纜防盜的可靠報(bào)警。本系統(tǒng)采用低頻電力調(diào)制載波技術(shù),可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、抗容性負(fù)載,保證載波信號(hào)的遠(yuǎn)距離可靠傳輸,提高了系統(tǒng)的整體可靠性。(4)先進(jìn)性:采用自主研發(fā)的先進(jìn)的特定電力調(diào)制載波技術(shù)(PLPC)及中國(guó)移動(dòng)的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò),具有強(qiáng)大的報(bào)警能力和聯(lián)動(dòng)報(bào)警能力。(5)安全性:拓展了具有智能化功能的主控制器,具有強(qiáng)大的防盜功能,將電纜防盜系統(tǒng)發(fā)展到一個(gè)新的高峰,是行業(yè)發(fā)展的一個(gè)里程碑式的標(biāo)志。(6)可擴(kuò)充性:具有報(bào)警擴(kuò)展備用接口,能與各類(lèi)專(zhuān)業(yè)報(bào)警主機(jī)、監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),與用戶(hù)的其他系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫鏈接,并與其他的用戶(hù)集中監(jiān)控系統(tǒng)融為一體,提高了系統(tǒng)的整體集成度。

3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.2.1監(jiān)控中心

監(jiān)控中心運(yùn)行一套監(jiān)控平臺(tái)軟件,由安裝于監(jiān)控中心的監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控,軟件采用實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的C/S結(jié)構(gòu),具有易操作、界面美觀、性能可靠、功能訂制容易等特點(diǎn)。監(jiān)控中心軟件通過(guò)GPRS/Ethernet網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行通信,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、全天候的監(jiān)控。

監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)配置界面主要實(shí)現(xiàn)功能如下:

(1)終端名稱(chēng)設(shè)置:終端對(duì)應(yīng)回路的名稱(chēng)與實(shí)際安裝回路的名稱(chēng)一致,方便維護(hù)人員與系統(tǒng)迅速定位故障發(fā)生的地點(diǎn),并方便理解與記憶。(2)終端參數(shù)設(shè)置:設(shè)置內(nèi)置的工作參數(shù)。終端上統(tǒng)一全球唯一的1D號(hào),此號(hào)碼為監(jiān)控中心識(shí)別監(jiān)控終端的唯一的不可重復(fù)的標(biāo)志。(3)安裝備注:安裝備注用于對(duì)終端的安裝細(xì)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明,方便日后維護(hù)能夠迅速找到終端的安裝位置。同時(shí)在備注信息中標(biāo)注回路對(duì)應(yīng)的起始與結(jié)束樁號(hào),報(bào)警發(fā)生時(shí)可以迅速定位報(bào)警發(fā)生的具體地點(diǎn)。(4)返回按鈕:當(dāng)按下返回按鈕時(shí),系統(tǒng)返回到主界面。(5)啟用標(biāo)志:在實(shí)際運(yùn)行中,如果某個(gè)終端的監(jiān)控需要暫時(shí)停用,可以通過(guò)啟用按鈕進(jìn)行控制。

系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控界面用于對(duì)終端的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示,可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的指示燈了解終端的工作狀態(tài),當(dāng)電纜監(jiān)控終端有異常報(bào)警時(shí),監(jiān)控中心的實(shí)時(shí)界面對(duì)應(yīng)的指示燈閃爍報(bào)警,并配有報(bào)警音響。

3.2.2監(jiān)控主機(jī)

監(jiān)控主機(jī)安裝于變電房的電氣控制柜內(nèi),位于線(xiàn)路首端,主機(jī)集成了直流電源與調(diào)制設(shè)備,可以向各回路實(shí)時(shí)饋送電力調(diào)制信號(hào)。監(jiān)控主機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)一臺(tái)電氣控制柜下所有的回路實(shí)施監(jiān)控,調(diào)制器定時(shí)在電力線(xiàn)上發(fā)送調(diào)制信號(hào),當(dāng)信號(hào)中斷且超過(guò)設(shè)定的時(shí)間時(shí),則判斷電纜可能發(fā)生故障,終端再根據(jù)實(shí)時(shí)的供電情況發(fā)送電纜狀態(tài)異常報(bào)警信號(hào)。3.2.3監(jiān)控終端

監(jiān)控終端安裝于供電線(xiàn)路末端燈桿底部的空腔內(nèi),集成了各種檢測(cè)模塊及傳感器,監(jiān)控終端實(shí)時(shí)接收監(jiān)控主機(jī)發(fā)送的電力載波監(jiān)控信號(hào),當(dāng)載波信號(hào)丟失時(shí)間大于預(yù)設(shè)的時(shí)間時(shí),監(jiān)控終端即認(rèn)為線(xiàn)路出現(xiàn)警情,立即通過(guò)監(jiān)控終端內(nèi)置的GSM終端模塊發(fā)送報(bào)警短信,從檢測(cè)到報(bào)警信號(hào),到維護(hù)人員收到報(bào)警短信,時(shí)間不大于10I。監(jiān)控終端中內(nèi)置了目前首創(chuàng)的低頻特定電力調(diào)制檢測(cè)模塊,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、抗強(qiáng)干擾載波通信,能極大地提升監(jiān)控的可靠性,降低誤報(bào)率。監(jiān)控模塊如圖3所示。

3.3系統(tǒng)實(shí)施

電纜防盜集中監(jiān)控系統(tǒng)主要的應(yīng)用目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜的防盜集中監(jiān)控,發(fā)生警情后,能夠及時(shí)將信息上報(bào)監(jiān)控中心,通報(bào)警情發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)。每個(gè)電控柜配置一個(gè)監(jiān)控主機(jī),每個(gè)主機(jī)最多可以監(jiān)控多達(dá)4S條回路,每條回路配置一個(gè)監(jiān)控終端,在系統(tǒng)實(shí)施前,應(yīng)明確3個(gè)要素:電控柜的數(shù)量、每臺(tái)電控柜控制的回路數(shù)、每條回路的位置及路由信號(hào)。安裝時(shí),首先安裝監(jiān)控主機(jī),然后依次安裝每個(gè)回路的監(jiān)控終端,所有的主機(jī)與終端安裝完成后,即可進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)試及試運(yùn)行。

4結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)使用現(xiàn)代化智能防盜,對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行集中監(jiān)控,可及時(shí)發(fā)現(xiàn)危害高速公路隧道機(jī)電線(xiàn)路安全的盜割行為并進(jìn)行報(bào)警及阻斷,迅速制止盜取行為,利用載波通信技術(shù)進(jìn)行電纜防盜,可保障高速公路隧道機(jī)電系統(tǒng)設(shè)施的安全有效運(yùn)轉(zhuǎn),保障國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全,最大程度地降低經(jīng)濟(jì)損失。