[實用新型]一種隧道安全性監測系統

有效

• 申請號: 201120248736.2
• 申請日: 2011-07-15
• 公開（公告）號: CN202157833U
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 何建宇;吳偉林;王維軍;王小玲;黃亮;宋慧;何戎遼
• 申請（專利權）人: 成都林海電子有限責任公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏;吳彥峰

技術領域

本實用新型屬于監測技術領域，尤其涉及一種隧道安全性監測系統。

背景技術

我國經濟建設的規模在不斷擴大，城際列車、高速鐵路、高速公路等項目正在進行大規模建設。這些項目要求線路直線化，因此大量的隧道在開鑿建設，并投入使用。目前使用中的隧道受地質災害的影響，時有發生坍塌，造成非常嚴重的后果，給人民的生命財產造成重大的損失。

我國對隧道的管理只考慮以下方面：火災、交通安全事故、進水、擁堵、通風、照明等，并沒有專門的技術進行隧道發生坍塌前的位移監測和管理。對于其他建筑物產生位移的監測設備均由國外進口，采用GPS為傳感器，價格昂貴，傳輸方式有限，對于電網所不能達到的地方無法實現監測，隧道的監測基本屬于空白階段。

實用新型內容

本實用新型的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種隧道安全性監測系統，其特征在于該系統由控制中心、監測中心、監測設備系統、太陽能供電系統、北斗定位和授時系統及北斗衛星通信子系統組成；所述監測設備系統由位移傳感器組成，每個隧道監測點采用三個傳感器，設置安裝在隧道的水平方向面上和垂直方向面上。該系統的所述北斗衛星通信子系統由控制中心主站、北斗衛星和1到k個遠端隧道監測點三部分組成，采用星形網絡結構。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

提供一種結構合理、使用方便、成本低廉、覆蓋范圍廣、定位準確、寬帶寬的監測設備和信息傳輸鏈路。

附圖說明

圖1隧道安全性監測系統原理框圖。

圖2?監測設備系統原理圖。

圖3北斗衛星定位原理圖。

圖4?北斗衛星通信子系統原理框圖。

圖5太陽能供電系統原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

首先太陽能供電裝置啟動，為系統設備提供電源，控制中心利用北斗衛星定位和授時系統將全國各個隧道監測點的收發子系統都全部精確定位并接到北斗衛星時鐘源上。利用衛星鏈路發出信號通知整個系統開始工作。當整個系統開始工作時，每個監測點的監測設備中的位移傳感器對隧道進行水平和垂直三維空間的監測。當有隧道有裂紋或者震動發生時，監測點的傳感器會產生位移，同時報警，并通過安裝在監測點的衛星傳輸系統將信息傳回控制中心。

震動波是以弧形方式向外擴撒，接近弧形中心的先產生位移和報警，控制中心根據震動點的位置通知其他監測中心，做好預防和撤離準備。

本實用新型專利中每個子系統設計如下：

1、監測設備系統

監測設備系統由位移傳感器組成，每個隧道監測點采用三個傳感器，安裝在隧道的水平方向和垂直方向，水平方向分為X軸和Y軸兩個方向，垂直方向為Z軸，分別獲得水平裂紋和垂直裂紋的信號。其原理圖如圖2所示，當有裂紋發生時，傳感器采集到來水平X軸、水平Y軸和垂直方向Z軸的信號，傳感器將輸出的信號通過1KHz的低通濾波器，濾除參雜在信號中的高頻干擾；然后將濾波后的信號傳送給放大器，放大器將輸入的信號放大到1V_pp，送到ARM板進行轉換，由于采集到的信號為模擬信號，此時，ARM上的AD轉換功能，將模型信號轉換成數字信號，并傳送給數據處理中心，同時，安裝在ARM板上的LED燈光報警裝置和蜂鳴器聲音報警裝置同時工作，產生報警功能。

2、定位和授時系統

北斗衛星系統致力于向全球用戶提供高質量的定位、導航和授時服務，包括開放服務和授權服務兩種方式。開放服務是向全球免費提供定位、測速和授時服務，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。授權服務是為有高精度、高可靠衛星導航需求的用戶，提供定位、測速、授時和通信服務以及系統完好性信息。

北斗衛星定位原理：