Page 52 - 电力与能源2022年第五期

第 43 卷第 5 期
电力与能源
4 1 4 2022 年 10 月

DOI : 10.11973 / dl y n y 202205011

施工区域地下热力管网无线振动监测系统

杨亚龙 , 张翼鹏 , 范文强 , 徐飞杭 , 何 青 2
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( 1. 天津市城安热电有限公司, 天津 300204 ; 2. 华北电力大学 能源动力与机械工程学院, 北京 102206 )
摘 要: 大型重载机械的施工作业会使地层产生明显的振动, 通过对地层振动的监测可以及时监测到热力管
线附近的施工作业情况, 从而及时采取应对措施, 确保地下热力管网的安全。提出了一种基于无线网络技术
的施工区域地下热力管网无线振动监测系统方案。该系统由地层振动采集节点、 无线网络通信和云端数据
管理与监控软件等组成。设计了振动采集节点的硬件及软件, 编写了无线网络通信程序, 开发了云端数据管
理与监控软件。现场试验表明: 振动采集节点可以有效地捕捉大型重载机械施工作业产生的振动, 并上传到
云端数据库, 云端监控软件通过特性提取和分析, 及时准确地报告施工区域大型重载机械的施工作业情况,
有效地保护施工区域地下热力管网的安全。
关键词: 施工区域; 热力管网; 振动; 监测系统; 无线通信
作者简介: 杨亚龙( 1985 —), 男, 硕士, 高级工程师, 从事清洁高效供热工作。
中图分类号: TN929.5 ; TP391.44 文献标志码: A 文章编号: 2095-1256 ( 2022 ) 05-0414-05
WirelessVibrationMonitorin g S y stemofUnder g roundHeatPi p eNetworkinConstructionArea

1 , 1 , 1 , 2 2
YANG Yalon g ZHANG Yi p en g FAN Wen q ian g XUFeihan g , HEQin g
( 1.Tian j inChen g anThermalPowerCo. , Ltd. , Tian j in300204 , China ;
2.SchoolofEner gy , Power& MechanicalEn g ineerin g , NorthChinaElectricPowerUniversit y , Bei j in g102206 , China )

Abstract : Becausetheo p erationoflar g eheav y machiner ycausesobviousvibrationinthestratum , thecon-
structionworknearthethermal p i p elinecanbedetectedintimeb ymonitorin g thestratumvibration , andthe
countermeasurescanbetakenintimetoensurethesafet y oftheunder g roundthermal p i p enetwork.Awireless
vibrationmonitorin gs y stemisp ro p osedforunder g roundthermal p i p enetworkinconstructionareabasedon
wirelessnetworktechnolo gy .Thes y stemconsistsofstratavibrationac q uisitionnode , wirelessnetworkcom-
municationandclouddatamana g ementandmonitorin gsoftware.Thehardwareandsoftwareofthevibration
ac q uisitionnodearedesi g ned , thewirelessnetworkcommunicationp ro g ramiscom p iled , andtheclouddata
mana g ementandmonitorin gsoftwareisdevelo p ed.Fieldtestshowsthatvibrationac q uisitionnodecaneffec-
tivel yca p turethelar g eheav ymachiner y ofvibrationoftheconstructionofthedatabaseandu p loadthemtothe
clouds , andthecloudsmonitorin gsoftwareb yfeatureextractionandanal y sis , timel yandaccuratel yre p orts
theconstructionareaconstructionsituationoflar g eheav ymachiner y , effectivel yp rotectin g thesecurit yofthe
constructionareaoftheunder g roundheat p i p enetwork.
Ke ywords : constructionarea , heat p i p enetwork , vibration , monitorin gs y stem , wirelesscommunication

随着城市管网体系的不断发展, 城市基础建 发现异常振动时提前发出警报, 防止施工等外力
设也在不断扩大和升级, 由此带来的频繁施工给 对管网造成破坏, 从而保障管网安全。目前存在
城市各类管网设备的安全带来新的挑战 [ 1 ] 。传统 的管网监测应用当中, 振动监测多被用于管道泄
的管网安全运行监管手段多以人工巡检为主, 随 漏监测 [ 5 ] , 并且多为有线线缆方式的连接。关于
着管网容量的增加, 以及其他的一些原因 [ 1 ] , 管网 无线振动监测技术在施工区域地下管网监测中的
的安全变得难以保证。 研究则相对较少, 目前已知的有: 文献[ 6-7 ] 对输
振动监测是设备监测应用中的常见手段, 通 气管道第三方破坏事件类型进行了划分和特征收
过振动监测的方式可以有效地感知外部环境的变 集, 应 用 LABVIEW 和 光 纤 振 动 传 感 器 进 行 研
化 [ 4 ] 。将振动监测应用到管网监测当中, 可以在 究 [ 8 ] , 提出了一种输气管道光纤振动监测方案, 并