[發(fā)明專利]隧道圍巖穩(wěn)定與測點防撞損毀報警系統(tǒng)及其實現方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811310097.0
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109238127A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 胡學兵;王玉文;郭鴻雁;須民健;李科;王超;朱炯
• 申請（專利權）人: 招商局重慶交通科研設計院有限公司;廣東省路橋建設發(fā)展有限公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G01S15/08;G01S15/93
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發(fā)明涉及一種隧道圍巖穩(wěn)定與測點防撞損毀報警系統(tǒng)及其實現方法，屬于隧道監(jiān)測領域。該系統(tǒng)包括現場報警輸出模塊、MCU、數據解析模塊、超聲雷達傳感器和監(jiān)測儀器接口；超聲雷達傳感器與數據解析模塊相連，數據解析模塊相連再與MCU相連；監(jiān)測儀器接口與MCU相連，MCU再與現場報警輸出模塊相連；MCU還設有5～24VDC電源接口；現場報警輸出模塊包括頻閃燈和90db音頻輸出模塊。通過監(jiān)測儀器接口實時采集現場監(jiān)測儀器的輸出數據，對數據進行預處理、解析后與預設閥值比較，超出預設閥值時輸出聲光報警；所述輸出數據包括隧道圍巖穩(wěn)定性預警指標，當其中一個預警指標達到預警閾值，即認為隧道圍巖穩(wěn)定性達到預警狀態(tài)。

技術領域

本發(fā)明屬于隧道監(jiān)測領域，涉及隧道圍巖穩(wěn)定與測點防撞損毀報警系統(tǒng)及其實現方法。

背景技術

目前，隨著我國隧道交通的，各種隧道監(jiān)測也逐漸增多，但由于技術、地理位置以及成本等原因，隧道施工階段會存在障礙物或者圍巖不穩(wěn)定等問題，現階段，還沒有一個完善的裝置能夠實現圍巖的穩(wěn)定性監(jiān)測和防撞毀預警。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種隧道圍巖穩(wěn)定與測點防撞損毀報警系統(tǒng)及其實現方法，針對已安裝監(jiān)測儀器的監(jiān)控量測點，開發(fā)具有監(jiān)測數據閥值自動報警、監(jiān)測儀器防撞損毀警示功能的設備。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

隧道圍巖穩(wěn)定與測點防撞損毀報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括現場報警輸出模塊、MCU(Micro controller Unit,微控制單元)、數據解析模塊、超聲雷達傳感器和監(jiān)測儀器接口；

所述超聲雷達傳感器與數據解析模塊相連，數據解析模塊相連再與MCU相連；

所述監(jiān)測儀器接口與MCU相連，MCU再與現場報警輸出模塊相連；

所述MCU還設有5～24VDC電源接口；

所述現場報警輸出模塊包括頻閃燈和90db音頻輸出模塊。

進一步，所述系統(tǒng)設有外殼，外殼上設置有粘性部位，用于粘貼固定。

基于所述系統(tǒng)的實現方法，該方法為：

通過監(jiān)測儀器接口實時采集現場監(jiān)測儀器的輸出數據，對數據進行預處理、解析后與預設閥值比較，超出預設閥值時輸出聲光報警；

所述輸出數據包括隧道圍巖穩(wěn)定性預警指標，即圍巖變形速率υ和變形累計值s，當其中一個預警指標達到預警閾值，即認為隧道圍巖穩(wěn)定性達到預警狀態(tài)；

就隧道工程而言，圍巖失穩(wěn)時的臨界狀態(tài)，圍巖穩(wěn)定性安全系數為1.0，就實際工程而言，為提前預警，本系統(tǒng)的預警閾值通過數值極限分析，計算獲取圍巖穩(wěn)定性安全系數控制在1.2時每一開挖圍巖的變形速率υ_n和圍巖變形累計值S_n，n＝1,2,3…，作為閾值輸入預警系統(tǒng)；

同時，超聲雷達傳感器發(fā)射出超聲波，接收經物體反射回的超聲波，設超聲雷達傳感器到物體距離為D，時間為T，音速為C，公式為D＝(C*T)/2；當防撞損毀系統(tǒng)附近有障礙物時，超聲波遇障礙物信號被反射，通過上述公式計算出防撞損毀系統(tǒng)與障礙物的距離，若小于1.5米則觸發(fā)報警裝置，輸出頻閃燈和90db報警聲。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明針對已安裝監(jiān)測儀器的監(jiān)控量測點，開發(fā)具有監(jiān)測數據閥值自動報警、監(jiān)測儀器防撞損毀警示功能的設備。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明：

圖1為本發(fā)明結構示意圖；

圖2為本發(fā)明中MCU電路結構示意圖。

具體實施方式