地下管網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)和預(yù)警裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地下管網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)和預(yù)警裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]本文中，地下管網(wǎng)是指電力電纜、信號電纜、通信光纜，以及自來水管道、燃?xì)夤艿赖蠕佋O(shè)在地下若干深度的線路或管道。
[0003]地下管網(wǎng)在鋪設(shè)完成之后的使用過程中會遇到由于施工、人為破壞等人為外力影響或者其他突發(fā)情況，如地震、爆炸、地面塌陷等非人為外力影響而導(dǎo)致的破壞，輕則破壞管網(wǎng)的正常工作，重則導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。因此需要設(shè)計行之有效、施工簡便、低成本的預(yù)警裝置，防止地下管網(wǎng)遭受外力破壞。
[0004]預(yù)警裝置需要實現(xiàn)如下幾個功能:
[0005]籲遇到施工導(dǎo)致的外力時能提前預(yù)警，為制止破壞管網(wǎng)的行為提供有效的處置時間。
[0006]?可以對外力所發(fā)生的位置進(jìn)行定位。
[0007]?不影響管網(wǎng)已有系統(tǒng)的工作。
[0008]?裝置發(fā)生故障時，不影響其他系統(tǒng)的工作。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中，有針對特殊管線的預(yù)警裝置，如在燃?xì)夤艿郎习惭b的預(yù)警裝置，一般配置有氣體傳感器，用于檢測是否發(fā)生氣體泄漏，還設(shè)有GPS、GPRS通信模塊，用于定位以及與主控系統(tǒng)的通信。然而，這種方式采用的無線通信技術(shù)在地下的應(yīng)用中效果不佳。而且這種方式是針對氣體、液體泄漏等，并沒有針對外力破壞而提出的具體方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種地下管網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警裝置，用以解決外力破壞而導(dǎo)致地下管網(wǎng)受損的預(yù)警問題。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:
[0012]—種地下管網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)，包括控制中心，控制中心連接有至少一條預(yù)警線路；預(yù)警線路用于鋪設(shè)在高于地下管網(wǎng)所在深度的土層中；預(yù)警線路包括從首節(jié)點到尾節(jié)點依次串聯(lián)的若干通信節(jié)點，首節(jié)點連接用于發(fā)出報警信號的控制中心；相鄰的通信節(jié)點之間設(shè)有連接電纜，連接電纜通過電連接器連接對應(yīng)的通信節(jié)點，連接電纜至少用于各通信節(jié)點與控制中心的通信；電連接器用于在外力影響下切斷其所在位置的連接電纜與對應(yīng)通信節(jié)點之間的連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述預(yù)警線路沿對應(yīng)的地下管網(wǎng)鋪設(shè)，各通信節(jié)點等距設(shè)置。
[0014]進(jìn)一步的，所述電連接器為摩擦式電連接器、磁性電連接器或者彈性電連接器。
[0015]進(jìn)一步的，所述連接電纜為用于供電和載波通信的電源線，或者連接電纜包括電源線與通信線。
[0016]進(jìn)一步的，控制中心通過所述連接電纜向各通信節(jié)點單向供電。
[0017]進(jìn)一步的，所述地下管網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)還設(shè)有用于連接中繼電源的轉(zhuǎn)接設(shè)備，所述轉(zhuǎn)接設(shè)備連接在連接電纜的電源線上。
[0018]本發(fā)明還提供了一種地下管網(wǎng)預(yù)警裝置，包括通信節(jié)點、連接電纜和電連接器。
[0019]進(jìn)一步的，所述通信節(jié)點、連接電纜和電連接器之間的連接關(guān)系是下面三種方式的一種:第一種方式:通信節(jié)點與連接電纜分體設(shè)置，節(jié)點與連接電纜上分別設(shè)置對應(yīng)適配的電連接器；第二種方式:通信節(jié)點與一條連接電纜一體設(shè)置，連接電纜端頭與通信節(jié)點上分別設(shè)置對應(yīng)適配的電連接器；第三種方式:通信節(jié)點與兩條連接電纜一體設(shè)置，兩條連接電纜端頭分別設(shè)置電連接器。
[0020]進(jìn)一步的，所述電連接器為摩擦式電連接器、磁性電連接器或者彈性電連接器。
[0021]本發(fā)明的預(yù)警系統(tǒng)方案，“外力影響”是指:在人為或非人為的外力作用下，影響預(yù)警線路所在土層，或者直接接觸到預(yù)警線路的情況，這些情況都會導(dǎo)致對應(yīng)位置的電連接器松脫，對應(yīng)的節(jié)點及其之后節(jié)點都無法與控制中心通信。控制中心對收到的信號進(jìn)行分析，可以對受外力破壞處進(jìn)行定位，通知工作人員進(jìn)行處理。本發(fā)明的方案，能夠很好的解決地下管網(wǎng)的保護；采用有線方式實現(xiàn)通信和供電，能夠有效、準(zhǔn)確進(jìn)行定位；整個系統(tǒng)由多個相同的預(yù)警裝置組裝而成，現(xiàn)場裝配方便快捷。
[0022]各通信節(jié)點等距設(shè)置，非常方便進(jìn)行定位。
【附圖說明】
[0023]圖1是預(yù)警系統(tǒng)實施例1的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0024]圖2是預(yù)警系統(tǒng)實施例2的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0025]圖3是土層應(yīng)力分析示意圖；
[0026]圖4是預(yù)警線路鋪設(shè)示意圖；
[0027]圖5、6是兩種連接電纜實施方式示意圖；
[0028]圖7是通信節(jié)點結(jié)構(gòu)原理圖；
[0029]圖8、圖9、圖10分別是通信節(jié)點、連接電纜和電連接器之間的具體連接關(guān)系的三種實施方式示意圖；
[0030]圖11是摩擦式電連接器示意圖；
[0031]圖12是磁力式電連接器示意圖；
[0032]圖13、14是兩種彈性式電連接器示意圖；
[0033]圖15、16、圖17分別是三種中繼供電方式示意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0035]預(yù)警系統(tǒng)實施例1
[0036]一種用于自來水管道的地下管網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)，包括控制中心，控制中心連接有兩條預(yù)警線路。預(yù)警線路用于鋪設(shè)在高于地下管網(wǎng)所在深度的土層中；預(yù)警線路包括從首節(jié)點到尾節(jié)點依次串聯(lián)的若干通信節(jié)點，首節(jié)點連接用于發(fā)出報警信號的控制中心；相鄰的通信節(jié)點之間設(shè)有連接電纜，連接電纜通過電連接器連接對應(yīng)的通信節(jié)點，連接電纜用于各通信節(jié)點與控制中心的通信，以及由首節(jié)點到尾節(jié)點方向的單向供電；電連接器用于在外力影響下切斷其所在位置的連接電纜與對應(yīng)通信節(jié)點之間的連接。
[0037]上述通信節(jié)點為簡單通信節(jié)點，具有基本通信功能，按照設(shè)定的協(xié)議與主控中心進(jìn)行通信，以下簡稱節(jié)點。如圖7所示為一種節(jié)點的實施方式，包括電路模塊和對應(yīng)的通信線、供電線，其通信線和供電線與節(jié)點之間的連接電纜對應(yīng)連接，從而實現(xiàn)從前一級節(jié)點取電，以及通信。其電路模塊可以采用多種結(jié)構(gòu)形式。關(guān)于通信方式、電路具體結(jié)構(gòu)等均屬于現(xiàn)有技術(shù)，且與本發(fā)明的主要構(gòu)思無關(guān)，因此在此不進(jìn)行過多敘述。
[0038]本發(fā)明的基本原理是:
[0039]節(jié)點和控制中心進(jìn)行通信，控制中心接收到所有節(jié)點的信號則整個預(yù)警線路正常，表明預(yù)警線路所在土層沒有受到影響，控制中心認(rèn)為預(yù)警線路下方對應(yīng)的管網(wǎng)正常。外力在破壞預(yù)警線路時，預(yù)警線路所在土層時必然受到外力影響，或者預(yù)警線路直接受到影響(如被直接接觸)，將導(dǎo)致對應(yīng)位置的電連接器松脫(電連接器上的應(yīng)力必須達(dá)到一定閾值才會松脫，可以通過實驗確定該閾值，避免自然環(huán)境變化產(chǎn)生誤報警)，對應(yīng)的節(jié)點就會從系統(tǒng)中脫離。此時，稱該節(jié)點為故障點，故障點及其之后(遠(yuǎn)離控制中心的)節(jié)點都無法獲得供電，也無法與控制中心通信，而故障點之前的節(jié)點不受影響?？刂浦行膶κ盏降男盘栠M(jìn)行分析，可以對故障點進(jìn)行精確的定位，從而對受外力破壞處進(jìn)行定位。
[0040]下面進(jìn)行具體說明。
[0041]設(shè)地下管網(wǎng)埋設(shè)在X毫米深度處，在地上施工導(dǎo)致破壞管網(wǎng)時，會經(jīng)過預(yù)警線路所在土層(即圖3中虛線之間的土層)；在其他外力，如下方發(fā)生爆炸，也會影響該土層。該土層受到影響時，或者是預(yù)警線路被直接接觸時，都將導(dǎo)致節(jié)點松脫。
[0042]因此，預(yù)警線路選擇在距離地面y毫米，0<y<x深度處鋪設(shè)。在一般情況下，位于該深度的土層不會產(chǎn)生變化，系統(tǒng)不會產(chǎn)生報警信號。在施工時，挖掘到該深度的土層后，系統(tǒng)產(chǎn)生報警信號，此時還需要一段時間才能挖掘到X毫米深度處的管網(wǎng)，從而提供了有效的處置時間。
[0043]本實施例中，各節(jié)點等距設(shè)置，間距為η米。在s米處出現(xiàn)破壞，則會導(dǎo)致第Hs/η除的結(jié)果向下取整)個節(jié)點及后續(xù)節(jié)點通信中斷，控制中心根據(jù)檢測到的節(jié)點信號(第i個節(jié)點之前的節(jié)點)和應(yīng)該檢測但是檢測不到的節(jié)點信號(第i個節(jié)點及后續(xù)節(jié)點通信中斷)，可以判斷出具體的破壞外置，并報警提示。
[0044]作為其他實施方式，各節(jié)點也不可以不等距設(shè)置，此時控制中心需要記錄各節(jié)點間距離以便于計算。
[0045]對于一條預(yù)警線路來說，應(yīng)當(dāng)沿其對應(yīng)的地下管線/管道鋪設(shè)，最好鋪設(shè)為直線，也可以沿管線形狀鋪設(shè)為折線。如果鋪設(shè)為折線，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個節(jié)點及其后續(xù)節(jié)點無信號時，在計算施加外力的位置時，還應(yīng)考慮到實際鋪設(shè)時的彎折情況。如圖4(a)、(b)所示的那樣，如果同樣是5號節(jié)點及其后接口無信號，那么考慮彎折時的計算結(jié)果與直線時是不同的，具體計算過程十分簡單，在此不進(jìn)行過多敘述。
[0046]實際上，控制中心可以連接多條預(yù)警線路，每條預(yù)警線路可以向任意方向鋪設(shè)，比如:向前后左右四個方向鋪設(shè)預(yù)警線路。還可以在同一方向上鋪設(shè)多條，比如:在同一方向上鋪設(shè)兩條以上預(yù)警線路，各預(yù)警線路之間留有一定間距，這樣能夠?qū)Ω蠓秶膮^(qū)域提供預(yù)警保護。
[0047]本實施例中的控制中心，具有報警和顯示功能，還可以在控制中心上增加網(wǎng)絡(luò)接口，與遠(yuǎn)程終端或網(wǎng)絡(luò)的通信，實現(xiàn)信息共享。控制中心可以采用嵌入式處理器或者PC等實現(xiàn)，用嵌入式處理器或者PC等實現(xiàn)報警顯示屬于常規(guī)技術(shù)手段，在此不做贅述。
[0048]施工時:在y毫米深度每隔η米布設(shè)一個通信節(jié)點。所有節(jié)點間用連接電纜連接。連接電纜連接節(jié)點時保持緊繃狀態(tài)。然后用土覆蓋裝置。報警后，連接電纜斷開或者連接電纜從節(jié)點