高速公路隧道機電電纜防盜集中監(jiān)控系統(tǒng)設計

1電纜防盜系統(tǒng)概述

1.1隧道機電系統(tǒng)現(xiàn)狀

電纜是高速公路隧道機電系統(tǒng)中的重點設施,屬于基礎設施的生命線,在高速公路機電系統(tǒng)運轉,甚至在社會的發(fā)展和進步過程中起著極為重要的作用。在機電系統(tǒng)施工中,電力電纜大多埋于地下或穿管敷設,因此電纜的故障維護工作比較困難,電力電纜被人為盜割的現(xiàn)象時有發(fā)生,人工進行大范圍查找費時費力,這給相關部門、企業(yè)和人民群眾的生活帶來了嚴重影響。

1.2電纜防盜系統(tǒng)設計的必要性

高速公路隧道內(nèi)用于通風、監(jiān)控、照明等機電設施的電纜敷設量極大,隧道與監(jiān)控分中心距離較遠,設施看護困難,電纜如何防盜是一個十分嚴峻的問題。電纜被盜后,在造成直接經(jīng)濟損失的同時,也給后續(xù)維護、修復工作帶來極大不便,給高速公路的安全營運構成威脅。鑒于此,安裝電纜防盜系統(tǒng)很有必要。當盜竊發(fā)生時,監(jiān)控中心值班室立即收到報警信號,可根據(jù)設定的應急預案行動,如切換攝像機圖像監(jiān)視并錄像,控制現(xiàn)場喇叭發(fā)出警笛聲驚走盜竊者,通知路政巡邏執(zhí)法人員、公安部門等現(xiàn)場抓獲等。

2電纜防盜系統(tǒng)設計原理及結構

2.1系統(tǒng)設計原理

本系統(tǒng)中,電纜防盜的基本原理是采用電力線纜加載特定調制檢測信號的技術,在電纜的首末兩端分別設置調制與檢測裝置,首端的載波設備向未端的載波設備定時發(fā)送檢測信號,末端的載波設備實時監(jiān)控電纜狀態(tài),如圖1所示。

當電纜正常時,載波通信亦處于正常狀態(tài),此時不會發(fā)生報警:當電纜被斷開時,載波通信中斷,此時可判斷電纜發(fā)生被盜警情,立即發(fā)出電纜被盜報警信號。

2.2系統(tǒng)結構

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

圖2 系統(tǒng)結構圖

3電纜防盜系統(tǒng)設計與實施

3.1系統(tǒng)設計特點

本系統(tǒng)采用當前先進的電力載波通信技術與GSM無線通信網(wǎng)絡,實現(xiàn)對路燈線路全天候、24h不間斷監(jiān)控,在路燈線路電纜被破壞的瞬間,系統(tǒng)即可通過GSM網(wǎng)絡發(fā)送實時報警短信,同時將現(xiàn)場報警信息通過GSM無線網(wǎng)絡發(fā)送至監(jiān)控中心。

(1)可用性:系統(tǒng)具有完整清晰的結構,檢測和報警功能強大,同時確保報警的實時性、準確性、完整性。(2)可行性:采用專用的電力防盜檢測技術,并結合GPRS/GSM網(wǎng)絡進行報警,實現(xiàn)電纜防護的高科技管理,對電力電纜安全防護具有很強的可行性。(3)可靠性:報警誤報率低,真正意義上實現(xiàn)了電纜防盜的可靠報警。本系統(tǒng)采用低頻電力調制載波技術,可實現(xiàn)遠距離、抗容性負載,保證載波信號的遠距離可靠傳輸,提高了系統(tǒng)的整體可靠性。(4)先進性:采用自主研發(fā)的先進的特定電力調制載波技術(PLPC)及中國移動的GPRS/GSM網(wǎng)絡,具有強大的報警能力和聯(lián)動報警能力。(5)安全性:拓展了具有智能化功能的主控制器,具有強大的防盜功能,將電纜防盜系統(tǒng)發(fā)展到一個新的高峰,是行業(yè)發(fā)展的一個里程碑式的標志。(6)可擴充性:具有報警擴展備用接口,能與各類專業(yè)報警主機、監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動,與用戶的其他系統(tǒng)進行無縫鏈接,并與其他的用戶集中監(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)設計

3.2.1監(jiān)控中心

監(jiān)控中心運行一套監(jiān)控平臺軟件,由安裝于監(jiān)控中心的監(jiān)控軟件實現(xiàn)監(jiān)控,軟件采用實時性較強的C/S結構,具有易操作、界面美觀、性能可靠、功能訂制容易等特點。監(jiān)控中心軟件通過GPRS/Ethernet網(wǎng)絡與監(jiān)控主機進行通信,可以實現(xiàn)遠距離、全天候的監(jiān)控。

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

(1)終端名稱設置:終端對應回路的名稱與實際安裝回路的名稱一致,方便維護人員與系統(tǒng)迅速定位故障發(fā)生的地點,并方便理解與記憶。(2)終端參數(shù)設置:設置內(nèi)置的工作參數(shù)。終端上統(tǒng)一全球唯一的1D號,此號碼為監(jiān)控中心識別監(jiān)控終端的唯一的不可重復的標志。(3)安裝備注:安裝備注用于對終端的安裝細節(jié)進行進一步說明,方便日后維護能夠迅速找到終端的安裝位置。同時在備注信息中標注回路對應的起始與結束樁號,報警發(fā)生時可以迅速定位報警發(fā)生的具體地點。(4)返回按鈕:當按下返回按鈕時,系統(tǒng)返回到主界面。(5)啟用標志:在實際運行中,如果某個終端的監(jiān)控需要暫時停用,可以通過啟用按鈕進行控制。

系統(tǒng)實時監(jiān)控界面用于對終端的實際工作狀態(tài)進行實時顯示,可以通過對應的指示燈了解終端的工作狀態(tài),當電纜監(jiān)控終端有異常報警時,監(jiān)控中心的實時界面對應的指示燈閃爍報警,并配有報警音響。

3.2.2監(jiān)控主機

監(jiān)控主機安裝于變電房的電氣控制柜內(nèi),位于線路首端,主機集成了直流電源與調制設備,可以向各回路實時饋送電力調制信號。監(jiān)控主機負責對一臺電氣控制柜下所有的回路實施監(jiān)控,調制器定時在電力線上發(fā)送調制信號,當信號中斷且超過設定的時間時,則判斷電纜可能發(fā)生故障,終端再根據(jù)實時的供電情況發(fā)送電纜狀態(tài)異常報警信號。3.2.3監(jiān)控終端

監(jiān)控終端安裝于供電線路末端燈桿底部的空腔內(nèi),集成了各種檢測模塊及傳感器,監(jiān)控終端實時接收監(jiān)控主機發(fā)送的電力載波監(jiān)控信號,當載波信號丟失時間大于預設的時間時,監(jiān)控終端即認為線路出現(xiàn)警情,立即通過監(jiān)控終端內(nèi)置的GSM終端模塊發(fā)送報警短信,從檢測到報警信號,到維護人員收到報警短信,時間不大于10I。監(jiān)控終端中內(nèi)置了目前首創(chuàng)的低頻特定電力調制檢測模塊,可以實現(xiàn)遠距離、抗強干擾載波通信,能極大地提升監(jiān)控的可靠性,降低誤報率。監(jiān)控模塊如圖3所示。

3.3系統(tǒng)實施

電纜防盜集中監(jiān)控系統(tǒng)主要的應用目的是實現(xiàn)對電纜的防盜集中監(jiān)控,發(fā)生警情后,能夠及時將信息上報監(jiān)控中心,通報警情發(fā)生的時間、地點。每個電控柜配置一個監(jiān)控主機,每個主機最多可以監(jiān)控多達4S條回路,每條回路配置一個監(jiān)控終端,在系統(tǒng)實施前,應明確3個要素:電控柜的數(shù)量、每臺電控柜控制的回路數(shù)、每條回路的位置及路由信號。安裝時,首先安裝監(jiān)控主機,然后依次安裝每個回路的監(jiān)控終端,所有的主機與終端安裝完成后,即可進入系統(tǒng)調試及試運行。

4結語

本系統(tǒng)使用現(xiàn)代化智能防盜,對線路進行集中監(jiān)控,可及時發(fā)現(xiàn)危害高速公路隧道機電線路安全的盜割行為并進行報警及阻斷,迅速制止盜取行為,利用載波通信技術進行電纜防盜,可保障高速公路隧道機電系統(tǒng)設施的安全有效運轉,保障國家財產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)安全,最大程度地降低經(jīng)濟損失。