[用户需求分析]

城市轨道交通作为新兴的主流交通运输方式在城市公共交通越来越重要。随着地铁线路的增设与以及不断的城市建设，地铁隧道难免会与周边的施工现场有所交织，因此地铁隧道的安全监测与管理显得愈发重要。

 隧道振动监测主要目的主要是可以了解周边施工环境对隧道的影响，在确定影响因素后，及时采取措施，杜绝安全隐患。地铁隧道自动化监测系统，便于企业和安全监管部门快速掌握与工程安全密切相关的技术指标的最新动态，有利于及时掌握工程的运行状况和安全状况。CMS-ONE隧道监测系统，集合物联网技术、云计算、4G通信等技术，构建一套智能、安全、快捷、稳定的信息采集、处理、分析的自动化系统，为地铁隧道监测的智能化提供了更优的解决方案。

智能监测系统整体技术路线图

CMS-One-485是基于485通讯协议的新型智能有线传感器，它使得低成本传感器网络以及多支路通信链路的配置成为可能。组建多站网络，运用总线式拓扑结构，可以串联多个节点，现场数据可以统一监测整理以达到更有效利用的目的。传感器支持MODBUS协议，便于设备之间的数据交换传输。通过提取振动信号和安装表面温度信息，然后将数据通过485总线上传到PLC模块或上位机。485加速度传感器内置可读可写寄存器，主机可下发代码修改从机 （传感器）采集参数，控制传感器的采集策略。和传统的传感器相比较，该传感器除了可进行内置定制运算外，还可支持波形数据的上传，用来做进一步的深入分析。

硬件连接方案

[458传感器方案优势]

l 传感器使用和安装方便，只需要在现场设备上面黏贴一个安装座，即可使用螺丝紧固安装在设备外壳上，无需对设备进行破坏性处理；

l 传感器结构紧凑，体积小巧，便于携带和运输；

l 数据通运用工业RS485通讯标准,使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号；

l 支持MODBUS协议， 便于设备之间的数据交换传输；

l 传感器采购成本较传统振动信号采集设备低很多，可以极大地降低设备采购和维护费用；

l 云端数据展示界面直观易用，在跟踪参数变化的同时，可以下载原始信号数据做进一步的故障分析。

[数据采集方案]

硬件组成：

485智能传感器（包含信号汇集和调理）—采集设备运行的振动和安装表面温度信号；

485转4G通讯基站—将485通讯转换为4G或者以太网通讯，连接485传感器并供电；

本地/云端服务器—监测设备设置，采集设备设置，记录历史数据，并提供后台分析模块；

客户端—可以是连接本地网络的任意电脑或者手机*

*当使用本地网络时,手机端软件不可用

软件组成模块：

数据采集驱动：和数据采集设备进行交互的控制软件；

数据整理和存储：对上传到工作站数据进行整理，分类和数据存储管理；

云端管理模块：用于站点设备及传感器的管理和设置；

智能分析模块：针对采集数据的智能分析和结果显示。

[数据智能分析处理流程]

数据智能分析处理主要功能性模块如下图所示。首先对于采集的时间序列数据进行分析，确保采集数据的质量和实时发现采集系统的故障。 在保证采集数据的有效性后，使用FFT， Hilbert-Huang变换，相关性分析等频域，时频域，或时间域分析方法对数据进行处理，并提取相应特征值，比如奇偶次谐波比值，主频副值，谐波主频能量比，信号熵，相关系数等。在有足够多同类型设备的历史失效数据的情况下，可以利用工程学知识结合特征工程方法对特征空间进行筛选。

CMO-One云端监测平台Web端及App端

*注: 本地解决方案手机端软件不可用

[云监测平台特性*]

l 配置通道特性参数；

l 设置系统参数；

l 以图表形式实时刷新显示各个测点的监测分析特征数据；

l 根据需要查看和显示某个测点或相关测点的实时波形和频谱分析波形；

l 根据设定时间间隔自动进行历史数据记录；

l 根据设置自动启动报警和报警记录功能；

l 可记录报警时刻相关测点的实时波形数据以供后续分析用；

l 将历史数据以趋势曲线的形式显示出来，可给出特定测点参数的总体发展趋势；

l 将实时监测过程的报警记录以表格的形式显示给用户，用户利用此功能可以浏览某一段时间内的超限报警情况，对设备的运行情况有个全面地了解和认识；

*云监测平台涉及定制开发，功能需协商确定。

[传感器参数]

[使用效果]

地铁隧道通过在线健康状态监测及故障诊断系统，全天候自动采集数据，保证监测频率的紧密性和减少人工干预的低效性，从而极大地提高监测的效率，降低人工操作的风险。对隧道内关键部位的进行实时监测，便于及时开展预测性维护、减少安全隐患，确保隧道沿线安全，保障地铁安全运行。