[發明專利]基于多源感知的隧道風險及災害實時監測系統及方法

有效

• 申請號: 202010925661.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN111810241B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 王列偉;朱明;陸海東;石崢映;吳國強;夏寶前;李陽;黃友群
• 申請（專利權）人: 南京派光智慧感知信息技術有限公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G01D21/02;H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 南京中盟科創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32279
• 代理人: 江冬萍

1.一種基于多源感知的隧道風險及災害實時監測方法，其特征在于，包括步驟：

步驟一、監測系統上電后，中繼終端和監測終端自動獲取IP地址，然后監測終端通過中繼終端向遠程大數據平臺廣播自身的序列號、K標和IP地址；

步驟二、遠程大數據平臺上電一段時間內記錄所收到的各個終端的序列號、K標和IP地址，在啟動計時器超時后，向每個終端發送握手信號，并根據握手信號的應答類型標記數據中心的相關終端狀態；

步驟三、遠程大數據平臺按照K標順序逐一獲取各個終端信息；

步驟四、當任意一個終端設備發生故障時，由于監測系統是環網結構，網絡自動學習并快速自動恢復，定位出故障終端設備的位置，并發出故障警報；

步驟五、當振動光纖檢測到車輛接近隧道口時，監測系統自動進入待機模式，以保證車輛運行安全，直至車輛駛離隧道；

步驟六、當振動光纖檢測到異常振動，啟動與異常振動位置之間距離最短的監測終端進行確認是否有異常發生。

2.根據權利要求1所述的監測方法，其特征在于，所述監測終端包括智能圖像終端，該智能圖像終端的攝像機具有兩個拍攝角度，其中一個角度拍攝隧道頂部，第二個角度拍攝隧道側壁，先設置攝像機第一角度和補光強度，拍攝一張照片；再設置攝像機第二角度，拍攝一張照片；然后對兩張照片的圖像進行人工智能深度學習，自動識別是否存在隧道壁裂紋、滲水、掉塊、軌道異物、形變災害，有則觸發報警，

所述智能圖像終端的攝像機在待機模式下，自動旋轉至智能圖像終端的內側，起到防塵防水作用，以減少運營維護工作量。

3.根據權利要求1所述的監測方法，其特征在于，所述監測終端包括激光智能掃描終端，該激光智能掃描終端自動獲取激光掃描儀測量的隧道截面高密度點云數據，通過智能分析識別，重構隧道空間形態，并據此判斷隧道是否發生形變，如評估隧道有結構風險將觸發相關報警；

所述激光智能掃描終端在待機模式下，自動旋轉至內側，起到防塵防水作用，以減少運營維護工作量。

4.根據權利要求1所述的監測方法，其特征在于，所述監測終端包括高精度三維感知終端，該高精度三維感知終端使用激光雷達或毫米波雷達獲取高精度點云圖像，根據歷史記錄，自動分析軌面是否有異物存在并報警。

5.一種實施如權利要求1所述的基于多源感知的隧道風險及災害實時監測方法的監測系統，其特征在于，包括：

多個監測終端，其包括不同感知類型的監測終端，用于實時監測隧道內的隧道掉塊、滲水、裂縫變化、箱體門狀態、水位、隧道結構形變、軌行區異物、隧道異常振動風險及災害；

遠程大數據平臺，用于接收所述監測終端發送的監測信息，并對監測信息進行存儲、智能分析和數據展示；

中繼終端，其設置在所述監測終端和遠程大數據平臺之間，用于將所述監測終端的監測信息轉發給所述遠程大數據平臺，

所述不同感知類型的監測終端通過次類型復合線纜連接在兩個所述中繼終端之間，構成次環網，

多個所述中繼終端通過主類型復合線纜構成主環網，并與所述遠程大數據平臺通信，

所述中繼終端內置光信號交換模塊和電信號交換模塊，

所述主類型復合線纜至少包括2根光纖，分別用于通信和振動光纖感知，

所述次類型復合線纜至少包括4芯網絡通信線纜和2芯電源線纜，分別用于所述監測終端的網絡通信和電源供電。

6.根據權利要求5所述的基于多源感知的隧道風險及災害實時監測系統，其特征在于，所述不同感知類型的監測終端至少包括智能圖像終端、激光智能掃描終端、高精度三維感知終端。