[發(fā)明專利]基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210096263.8
• 申請(qǐng)日: 2012-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN102647732A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋金博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宋金博
• 主分類號(hào): H04W24/00
• 分類號(hào): H04W24/00;H04W84/12;G08C17/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隧道建設(shè)是國(guó)家重要的基礎(chǔ)建設(shè)之一，隧道工程是關(guān)系社會(huì)和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的生命線工程。隧道建設(shè)的快速發(fā)展，巨大的資金投入，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的顯赫作用，使得人們對(duì)隧道的安全性、耐久性越來(lái)越重視。與此同時(shí)，我國(guó)的隧道面臨著與國(guó)際上眾多國(guó)家的隧道同樣的問(wèn)題，那就是有一大批隧道已進(jìn)入老齡階段，一些隧道早已出現(xiàn)各種病害，卻常年帶病運(yùn)營(yíng)，潛伏著巨大的安全隱患。不及時(shí)消除隧道建設(shè)、使用中的安全隱患，勢(shì)必造成經(jīng)濟(jì)和人員的巨大損失，而不合理的、過(guò)早的改造又是一項(xiàng)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，將耗費(fèi)大量資金，并引發(fā)交通中斷等許多社會(huì)問(wèn)題。

為提高隧道治理水平，更準(zhǔn)確判定隧道實(shí)際工作狀況，為隧道加固或大修提供依據(jù)，在隧道外觀病害檢查的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有服役隧道進(jìn)行安全監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌握隧道安全狀態(tài)數(shù)據(jù)成為保障交通安全促進(jìn)社會(huì)和諧的重大課題。

長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)于隧道的安全檢測(cè)一直以人工方法為主。人工檢測(cè)監(jiān)控不僅需要大量的人力物力，而且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不能完全滿足隧道安全監(jiān)控信息采集的需要。

隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)采用應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度、加速度等力學(xué)傳感器，以及溫度、濕度等環(huán)境傳感器構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)現(xiàn)代通信技術(shù)將采集信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)叫畔⒅行姆治龊吞幚恚瑥亩鴮?shí)現(xiàn)對(duì)隧道安全狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析、評(píng)估，以及危險(xiǎn)隧道的及時(shí)預(yù)警。

目前，國(guó)內(nèi)外大型隧道安全監(jiān)控系統(tǒng)多針對(duì)單個(gè)隧道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與檢測(cè)，由于測(cè)點(diǎn)眾多且分布分散，彼此之間相距甚遠(yuǎn)，且數(shù)據(jù)傳輸多通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)完成，不僅安裝布線麻煩、成本高，而且也難以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)大型隧道(隧道集群)安全狀況的同時(shí)監(jiān)控。

Wi-Fi是一種可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機(jī))等終端以無(wú)線方式互相連接的技術(shù)。由于Wi-Fi的頻段在世界范圍內(nèi)是無(wú)需任何電信運(yùn)營(yíng)執(zhí)照的因此WLAN無(wú)線設(shè)備提供了一個(gè)世界范圍內(nèi)可以使用的，費(fèi)用極其低廉且數(shù)據(jù)帶寬極高的無(wú)線空中接口。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為集群式隧道安全監(jiān)控提供了良好的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

本發(fā)明將Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用于隧道安全監(jiān)控系統(tǒng)中，通過(guò)軟件和硬件的自主開發(fā)，實(shí)現(xiàn)集群式隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用在被監(jiān)控的隧道上安裝隧道安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，在后臺(tái)安裝隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控中心，并采用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)隧道安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)與隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而降低了施工難度與成本，監(jiān)控點(diǎn)的布置更為靈活。

本發(fā)明目的還在于提供上述基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

設(shè)置于隧道上的隧道安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)采集隧道的安全狀態(tài)參數(shù)并生成隧道安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，采用無(wú)線方式上傳至隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控中心：

設(shè)置于后臺(tái)的隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控中心，用于接收隧道安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)上傳的隧道安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并藉此得出安全狀態(tài)評(píng)估、比較及壽命預(yù)測(cè)，以及隧道維護(hù)保養(yǎng)策略；

本基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集群式隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)包括多個(gè)隧道安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)均通過(guò)無(wú)線方式與隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以此實(shí)現(xiàn)集群式隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控。

所述隧道安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)與隧道安全實(shí)時(shí)監(jiān)控中心之間的通信方式為Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。具體采用的接入形式，可根據(jù)隧道、監(jiān)控中心所在區(qū)域的具體通信方式的信號(hào)覆蓋面積與信號(hào)強(qiáng)度選擇。

具體的實(shí)現(xiàn)方案是：

所述隧道安全狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)設(shè)置有：

隧道環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)，實(shí)時(shí)測(cè)量隧道環(huán)境參數(shù)，包括洞內(nèi)風(fēng)速、溫濕度、氣壓等；

隧道整體振動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)，測(cè)量隧道整體結(jié)構(gòu)沿縱、橫向振動(dòng)參數(shù)；

隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)控子系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)；