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包括入侵检测装置的用于接入地下或地面市政工程基础设施的装置

摘要

本发明涉及一种用于接入地下或地面市政工程基础设施的装置,包括用于接入腔室的接入门(1)。该装置包括至少一个能够测量代表作用在接入门(1)上的机械作用或热作用的变量并且传输与所测量变量相对应的信号的传感器,并包括分析模块,该分析模块配置为分析该信号以基于所测量变量随时间的变化而检测所述信号中的进入到腔室中的尝试入侵的信息特征。如果检测到这种信息,则生成尝试入侵警报。接入装置包括能够发送所述尝试入侵警报的通信模块(3)。

著录项

  • 公开/公告号CN112771587A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-05-07

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 易捷艾玛公司;

    申请/专利号CN201980046252.9

  • 申请日2019-07-02

  • 分类号G08B13/08(20060101);E02D29/14(20060101);

  • 代理机构11240 北京康信知识产权代理有限责任公司;

  • 代理人王博

  • 地址 法国圣克雷潘伊布维莱尔

  • 入库时间 2023-06-19 10:52:42

说明书

本发明涉及用于接入(access,接近,进入)任何类型的地下或地上市政工程基础设施(civil engineering infrastructures)的解决方案的领域。通常经由接入门(也称为通道盖或塞)接入基础设施。

一种门,该门特别地使得能够接入地下或地上市政工程基础设施以便对其进行查看或检查。市政工程特别是指公共网络或专用网络(液压、电气、燃气、通信等),除了家庭应用(例如家庭)之外。

所涉及的基础设施是,非穷举地:

-公共基础设施网络,例如用于访问自然资源或公共能量的网络:水网(特别是饮用水的蓄水池或水塔型的储存塔、专用于雨水和废水的净化网、消防出口——也称为消防栓——以及相应的网络)、包括电柜(其可以安装在地上,或者地下、掩埋或部分掩埋)的电能网络、用于通信电缆(电话、光纤等)通过的网络;

-专用基础设施网络:水、能量、地下通信基础设施(电缆)或空中通信基础设施(例如天线网络)。

完全接入的解决方案通常包括通道盖(门或塞)、通道盖所连接的框架,该框架例如密封在地面中或密封在固定基础设施上,以及位于通道盖下面(或后面)的腔室。

重要的是确保检查由这些基础设施分配的资源(自然资源、能量或信息源)。这构成了公众和经济关注的问题。对于一些应用,重要的是能够在任何时间检查基础设施,也就是说,确保关于其信息的可用性的连续性。

根据定义,接入门构成了基础设施的接入点。尽管用于检查或维护基础设施的操作可能是经由这些接入点所必需的,然而这些接入点构成了与基础设施的安全性相关的弱点,因为其可能构成入侵点。因此,对于许多应用,能够检测对基础设施的未授权接入是重要的。

应注意,在整个本文献中,术语入侵用于表示任何未授权的接入,并且特别包括闯入接入装置。

文献US 8976038描述了一种使得可能确保接入门(特别是井盖)处于关闭位置的装置。所述装置包括传感器,该传感器定位在门下方的腔室中,并且配置为拾取在传感器的位置处发射并由门反射的声信号。当门打开时,信号不反射,因此可以确定门的打开。作为响应,图像传感器能够感测场景的图像,和/或打开门的信息可以通过无线网络传送。

然而,现有技术中的已知系统使得最多可能检测门的打开,但是其没有解决入侵基础设施的问题,因为入侵可能已经在进程中,或者门的时刻(例如打开)不对应于入侵。

本发明试图提供一种用于接入地下基础设施的接入装置,解决上述问题的一部分或全部。

因此,本发明涉及一种用于接入地下或地上市政工程基础设施的接入装置,该接入装置包括具有关闭位置和打开位置的接入门,在关闭位置中,该接入门关闭腔室,在打开位置中,该接入门提供对所述腔室的接入。该接入装置包括至少一个传感器,该传感器配置为测量量并传输与所测量的大小相对应的信号。所测量的量表示作用在门上的机械作用或热作用,并且分析模块配置为分析信号以便检测对腔室中的尝试入侵的信息特征,并且在检测到所述信息特征的情况下,产生尝试入侵警报。该接入装置包括配置为发送所述尝试入侵警报的通信模块。分析模块通过分析所测量的量随时间的变化来检测尝试入侵的信息特征。

对来自一个或多个传感器的信号的处理使得在本发明中可能检测是否在进行尝试入侵。由于通信模块,使得可能在入侵接入装置的腔室中已经实际发生之前发送警报。因此可非常快速地采取措施。在这些措施中,可以设想发送介入团队。还可以进行与所涉及的基础设施有关的各种测量。例如,对于通信网络(例如光纤网络),可能立即停止该网络上的信息交换。对于水网,水的通过可以在所涉及的接入点的上游或下游被切断。

分析模块可以特别地基于同一个信号的参数或来自不同传感器的多个信号的参数的相关性来检测尝试入侵的信息特征。

通信模块可以特别地包括有线或无线通信装置。

通信模块可以是多协议类型的。

接入装置可以包括冲击或振动传感器。

接入装置可以包括声传感器。

对尝试入侵的信息特征的检测可以至少部分地基于(由传感器检测的)冲击、振动或声音的频率。该频率可以有利地与关于冲击、振动或声音的强度的数据相关,以用于检测尝试入侵的信息特征。

接入装置可以包括用于检测热辐射的光学传感器或温度传感器。尝试入侵的信息特征的检测可以至少部分地基于温度或热辐射随时间的变化。

接入装置可以包括感测门的打开或关闭的以下传感器中的至少一个传感器:机械接触传感器、门角位置传感器、加速度计、光学传感器。

接入装置可以包括电池,该电池能够作为主电源向通信模块供电或者所述电池能够在主电源故障的情况下向通信模块供电。

本发明的其他特性和优点将在以下描述中显现。

在附图中,通过非限制性实例给出:

-图1示出了根据本发明的实施方式的接入装置;

-图2表示根据本发明的接入装置的另一实例实施方式;

-图3是能够在本发明中实现的通信模块的图形表示。

图1表示门1和与其连接的框架2,该门和框架用于关闭腔室(图1中未示出)或使得能够接入腔室。图1旨在呈现用于接入装置的物理构造的实例,但是本发明可应用许多其他构造。

门1被表示为处于打开位置,以能够经由由框架2形成的开口21接入腔室。

门1可以具有多种构造。在图1所示的实例中,门由镀锌钢形成。根据其他可能的构造,门1可以是铸铁(延性的、灰色的)的、不锈钢的、复合材料的。因此,门可以由单一材料构成,或者可以组合不同的构成材料。因此,塞的表面的一部分可以由第一材料制成,并且互补表面可以由另一种材料制成。特别地,塞可以将镀锌钢与包括特定涂层的部件组合,或者例如塞可以是具有另一种材料的插入件的铸铁。

这可以特别地有助于使得电磁波能够传输通过门1,如下面详细描述的。

在图1的实例中,门包括例如镀锌钢的刚性外蒙皮11。当门1处于关闭位置时,该外蒙皮对应于门1的可见部分。外蒙皮11覆盖框架2或提供与框架2的表面连续性,当然,门1可以相对于框架2略微凸出,和/或具有相对于框架2完全或部分凸出的非平面表面。

在外蒙皮11下方,肋12形成隔室13、13’。肋12基本上与外蒙皮11成直角。

框架2也可以由钢形成。可以替代地使用其他上述构成材料。框架2可以特别地与门1具有相同的材料。

密封构件21用于通过在腔室(图1中未示出)的开口处密封而使其进行最终紧固。例如,对于要提供安全性的基础设施,该腔室可以由钢筋混凝土或具有纤维填料的砂浆形成。该腔室可以是复合材料的或市政工程领域中使用的任何其他材料的。

门1具有座,也就是说,处于关闭位置的接触区域,该座可以简单地放置在框架2上或保持在框架2中。

门1连接到框架,以便能够处于打开位置和关闭位置,例如,门1可以通过枢轴15相对于框架2枢转地安装。门1可以具有简单的打开,也就是说,门1可以使用简单的提升钥匙打开,或者其可以具有更高或更低复杂性的锁定系统(例如,仅允许使用特定钥匙打开门1)。锁定系统16可以包括两个锁定闩,该锁定闩可以转动以支承在框架2下方,从而防止门1的打开。

在本发明中,门1配备有通信模块3。

通信模块3可以特别地包括电子单元31,该电子单元配备有至少一个天线32,使得能够通过无线网络发射信号。替代地或另外地,通信模块3可以允许有线通信。

通信模块3可以设置在由肋12形成在外蒙皮11下面的隔室13中。容纳通信模块3的隔室13由内蒙皮14封闭。内蒙皮14是刚性的。内蒙皮14可以是无机或有机材料的(例如是塑料材料的、是复合材料的),其可以被加强以承受机械的(例如使用切割工具)或热(例如使用喷灯)的侵蚀。其可以是金属的,例如是热镀锌钢的,或者是不锈钢的。

其为通信模块3提供保护。由肋12形成的一个、多个或所有的隔室13、13’可以由刚性内蒙皮14封闭。

通信模块3的天线32可以与通信模块3的其余部分定位在同一隔室中。或者,天线可以定位在另一隔室中。为了使得能够从板1传输波,天线的定位是重要的。天线32(或者通信模块的一个或多个天线)可以设置在与电子单元31的隔室不同的隔室中。

将天线的位置有利地优化,以便具有通过门1的电磁波的最佳可能传输。然而,在某些应用中,可以考虑保护天线不受外部作用(例如,尝试通过门闯入)的约束。天线的配置和位置可以特别考虑肋12的配置,以及门1上存在的电磁波的较小阻尼区域:比门1的其余部分厚度小的区域,或者由与门的其余部分不同的材料构成,使得能够使波更好地通过,在门中存在钥匙孔等。

当通信模块配置为使得能够无线通信时,所述通信模块以固定或可调节的方式集成(定位),以提供信号的最佳传输性能,并且作为必然结果,提供最小可能的能量消耗。

图2表示根据本发明的接入装置的另一实例实施方式。图2特别示出了本发明适用的接入装置物理构造的另一实例。图2表示接入门1,与图1的装置的门相反,其基本上是圆形的。

框架2基本上是圆形的以匹配。其提供了到腔室4的通路。

在这里表示的实例中,塞或门2通常由铸铁(例如球墨铸铁)制成。框架2由相同的材料形成。门1通过枢轴15铰接到框架2。锁定装置16使得门1能够保持在关闭位置。

肋12在门1的上蒙皮11下面形成隔室13、13’。隔室是打开的,也就是说,没有内蒙皮将隔室封闭。在一个隔室中,安装通信模块,紧固到门1的上蒙皮11的内表面。通信模块3的紧固可以通过传统的机械紧固件来实现,例如使用螺钉紧固件。可以使用其他紧固装置,例如通过磁体。

更具体地,通信模块的电子单元31和天线32紧固到同一隔室13中。

图3中图示地示出了可以在本发明中使用的通信模块3的实例。

所示的通信模块包括电子单元31和天线32。单元32包括微处理器33,其配置为接收来自至少一个传感器34的信号,在此情况下,在所示的实施方式实例中使用两个传感器34。

传感器34可以结合到电子单元31中,或者如在所示的实例中通过传感器端口35连接到所述电子单元。电子单元31可以有利地是防水的,并且可能是气密的。其可以包括塑料材料的或钢的外壳。电子单元31的端口,无论其是传感器35的端口,还是如下所述的用于连接电源的端口,或者例如用于连接天线的端口,可以有利地是流体密封的。未使用的端口可以由流体密封的塞覆盖。

可以分析由每个传感器34发送的表示测量的量的信号,以确定是否已经发生尝试入侵接入装置的腔室中。特别地,分析模块分析由传感器34传输的信号以在其中识别尝试入侵到腔室中的信息特征。此特征信息可以来自信号的参数,或者来自相同信号的参数的相关性或来自不同传感器的信号的相关性。

在这里所示的实例中,分析模块由电子单元31的微处理器33形成。特别地,分析模块根据指令执行计算机程序,该指令使得能够为了确定尝试入侵的信息特征的目的,分析该信号(或多个信号)。

因此,根据所设想的实施方式,分析模块可以集成到通信模块中,或者与后者不同。

传感器34可以是各种类型的,以测量各种量,对该各种量的值和/或变化的分析使得可能确定尝试入侵的信息特征。

传感器34可以特别地测量表示门1上的机械作用或热作用的量。

在所示的实例中,第一传感器34是冲击或振动传感器。第二传感器34是温度传感器。

冲击或振动传感器可以例如基于加速度计。其使得可能检测施加到门1上的振动型或剧烈的机械作用。然后可以基于检测到的冲击或振动的频率来检测尝试入侵的信息特征。一个或多个检测到的冲击的强度或功率可以用作与频率相关的主要或附加参数。这使得例如可能检测由于门或其紧邻环境上的重复冲击而闯入的尝试,以及由于猛烈的机械攻击(例如由于爆炸性填料的爆炸)而闯入的尝试。

基于相同的规定,此检测功能可以替代地或另外地由音频传感器提供。

温度传感器设置成测量门1的内表面的位置处或接入装置的腔室3的给定点处的温度。传感器可以包括各种已知的技术,需要与测量温度的区域接触或者是无接触的(例如激光传感器)。其还可以是配置为检测热辐射的光学传感器,例如红外摄像机。温度的快速上升可能是尝试通过机械切割或热切割(例如使用割炬(cutting torch))门1或其与接入装置的框架2的连接而入侵的迹象。

传感器34还可以包括门的打开或关闭位置的传感器,例如机械接触传感器、门的角位置的传感器、加速度计或光学传感器。这种传感器使得可能检测门的完全或部分打开。如果在检测到尝试入侵的信息特征之外进一步检测到打开,则这使得能够经由被认为是确认的接入装置入侵基础设施。

当检测到尝试入侵的信息特征时,分析模块发送尝试入侵警报。然后,通信模块通过一个或多个无线网络和/或通过有线通信发送入侵警报。通信模块可以包括用于对所传输的数据进行加密的装置。

图3所示的实例是无线通信模块。此通信模块3包括至少一个能够根据至少一个无线通信协议发射的射频模块37。值得注意的是,通信模块也可以是多协议类型的,也就是说,配置为根据至少两个词语和/或无线通信协议(同时地或替代地,例如根据网络的可用性)进行发射。

所使用的协议可以例如特别地从物联网的协议中选择。

可以在本发明中实施的协议可以分类如下。

所使用的协议可以包括一个或多个有线通信协议。例如,这些有线通信协议可以配置为通过光纤或电缆进行通信。

所使用的协议包括至少一个无线通信协议。无线通信协议可以是短程通信协议,和/或中程或远程通信协议。

有线网络和短程通信网络因此主要是不操作的,也就是说,独立于由运营商部署的天线网络。

特别地,短程无线通信协议可以选自:NFC、RFID、蓝牙,特别是蓝牙低功耗技术、Lifi和Zigbee(注册商标)。可以设想使用已知的或将来的这种类型的替代协议。

中程或远程通信协议可以选自:4G、5G、LoRa、Sigfox、NB-IoT、LTE-M、GPRS、GSM(注册商标)。可以设想使用已知的或将来的这种类型的替代协议。

中程或远程通信网络可以是操作或非操作类型的。目前,无论地理位置如何,同时提供非常长的范围、便携性和最佳覆盖的大多数网络都在运行。其引起操作者的关注。

通常,低消耗、长距离传输技术是优选的。其特别地可以使用868Mhz-914Mhz频带。在某些使用情况下,可以使用短距离或中距离传输技术。这些技术可以使用例如433Mhz频带。然后提供中继器以在长距离网络上传输数据,从而使得能够从远程平台控制接入装置。

关于蜂窝通信协议(GSM、GPRS、EDGE、UMTS/HSPA、LTE),这些具有良好网络可用性的优点。

通信模块包括电源。此电源可以是电池36、和/或到供电网络(例如国家配电网络)和/或本地源(水力发电涡轮机、风力涡轮机、太阳能电池板等)的连接。电池36可以是不同类型的,特别是锂离子型的。这使得可能确保通信模块3的足够自主性,例如在正常使用条件下两年。

电池36可以集成到电子单元31中,或者如图3所示的实例中那样在该单元外部。可以使用补充的或替代的其他能量源:光伏电池、连接到电网等。

所开发的本发明可以包括在用于管理一组装置的系统内,这组装置用于接入如上所述的一个或多个地下或地上市政工程基础设施。

该系统包括用于接入至少一个地下或地上市政工程基础设施的接入装置,其具有集中管理。

尝试入侵警报以及可选地由用于检测门位置的传感器提供的对入侵的确认,由通信模块发送到服务器。将此警报警告给负责采取适当措施的操作者,或者该警报由采取适当措施的自动系统处理。

当然,为了采取适当的措施,可能必须识别相关的接入装置。为此,例如,系统的每个接入装置可以与标识符相关联。当接入装置与服务器通信时,接入装置发送其标识符以启用该接入装置的标识。以本身已知的方式,可以在接入装置与服务器之间通信时使用识别算法,以便使得相应的认证能够为通信提供安全性。

接入装置的标识使得可能访问与其相关的信息。特别地,例如通过在接入装置安装时加载与所述接入装置相关联的位置信息,可以对接入装置进行地理定位。此位置信息(例如,接入装置的纬度和经度的坐标)可以在安装接入装置时被记录在计算机存储器中。此存储器可以被包括在服务器S的位置处或者与其远离。

或者,可以将位置信息记录在位于接入装置处(例如在通信模块3中)的存储器中,将此位置信息与由接入装置发送的数据一起附加。

由此开发的本发明提供了一种用于接入地下或地上市政工程基础设施的接入装置,提供了使得可能检测到接入装置中的尝试入侵的方式,例如特别是闯入尝试。根据所实施的传感器以及所执行的来自传感器的一个或多个信号的处理,该装置可以考虑不同形式的入侵。对尝试入侵的信息特征的检测,可能辅以对入侵的确认,使得可能尽快采取适合于该情况的措施。

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