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一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2022-08-25
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2022-11-22
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2042-08-25
基本信息
有效性 实质审查 专利类型 发明专利
申请号 CN202211024928.4 申请日 2022-08-25
公开/公告号 CN115288798A 公开/公告日 2022-11-04
授权日 预估到期日 2042-08-25
申请年 2022年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 E21F17/18G01D21/02 主分类号 E21F17/18
是否联合申请 独立申请 文献类型号 A
独权数量 1 从权数量 9
权利要求数量 10 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 99 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 保银信科信息技术(湖北)有限公司 当前专利权人 保银信科信息技术(湖北)有限公司
发明人 刘国才 第一发明人 刘国才
地址 湖北省武汉市青山区和平大道1284号 邮编 430080
申请人数量 1 发明人数量 1
申请人所在省 湖北省 申请人所在市 湖北省武汉市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明公开一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,包括照明系统维修监测分析模块、通风系统维修监测分析模块、监控系统维修监测分析模块、隧道维修分析模块和隧道维修处理模块,本发明通过分析各隧道子区域对应的通风系统维修系数,打破了当前采用人工对隧道的采集设备进行定期清洁和除尘的局限性,提高了隧道通风系统监测分析自动化和智能化,不仅提高了隧道内部采集设备表面附着物的清洗和维护的响应效率,同时还提升了采集设备的运行准确率,在很大程度上保障了采集设备表面附着物清理的及时性,大幅度提升了设备的运行安全,在最大限度上保障了设备的测量精度和准确度。
  • 摘要附图
    一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台
  • 说明书附图:图1
    一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台
  • 说明书附图:图2
    一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-11-22 实质审查的生效 IPC(主分类): E21F 17/18 专利申请号: 202211024928.4 申请日: 2022.08.25
2 2022-11-04 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,其特征在于,包括:
照明系统维修监测分析模块,用于将目标隧道按照预设划分方式进行划分,得到各隧道子区域,并获取各隧道子区域中照明系统线路布设位置,同时对各隧道子区域对应的灯具和照明线路进行监测,由此分析各隧道子区域对应的照明系统维修系数;
通风系统维修监测分析模块,用于获取各隧道子区域中通风设备线路布设位置,并对各隧道子区域对应的环境状态、采集设备表面附着物和通风设备运行状态进行监测,由此综合分析各隧道子区域对应的通风系统维修系数,其中通风系统维修监测分析模块包括环境状态监测分析单元、通风设备运行监测分析单元和通风系统维修分析单元;
监控系统维修监测分析模块,用于对各隧道子区域中摄像头和环境监测传感器进行监测,同时获取各摄像头和各环境监测传感器的运行状态信息,进而综合分析各隧道子区域对应的监控系统维修系数;
隧道维修分析模块,用于对各隧道子区域对应的照明系统维修系数、通风系统维修系数和监控系统维修系数进行分析,得到维修区域集合,其中维修区域集合包括照明维修区域、通风维修区域和监控维修区域;
隧道维修处理模块,用于基于维修区域集合进行相应的显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,其特征在于:所述对各隧道子区域对应的灯具和照明线路进行监测,其具体监测方式为:
统计各隧道子区域中存在的灯具数量,并通过亮度传感器对各隧道子区域中各灯具对应的亮度进行监测,得到各隧道子区域中各灯具对应的亮度,记为 i表示为各隧道子区域的编号,i=1,2,......,n,j表示为各灯具的编号,j=1,2,......,m;
基于各隧道子区域中照明系统线路布设位置,通过超声波探伤仪对其线路绝缘层进行监测,得到各隧道子区域中照明系统线路对应线路绝缘层的状态,并从中提取各隧道子区域中照明系统线路对应线路绝缘层的总破损面积、总凹坑体积和平均厚度,分别记为和

3.根据权利要求2所述的一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,其特征在于:所述分析各隧道子区域对应的照明系统维修系数,其具体分析过程如下:
从各隧道子区域中各灯具对应的亮度内筛选出各隧道子区域中最大亮度对应的灯具和最小亮度对应的灯具,分别记为 和 同时对各隧道子区域中各灯具对应的亮度进行平均值计算,得到各隧道子区域对应的平均亮度,记为 进而综合分析得到各隧道子区域对应的照明状态评估指数,记为φi;
对各隧道子区域中照明系统线路对应线路绝缘层的总破损面积、总凹坑体积和平均厚度进行综合分析,得到各隧道子区域对应的绝缘层状态评估指数,记为
对各隧道子区域中各灯具对应的亮度和使用年限进行综合分析,得到各隧道子区域对应的照明灯具评估指数,记为γi;
依据公式 计算出各隧道子区域对应的照明系统维修系数,ηi
表示为第i个隧道子区域对应的照明系统维修系数c1、c2、c3分别表示为设定的照明状态评估指数、绝缘层状态评估指数、照明灯具评估指数对应的系数因子。

4.根据权利要求1所述的一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,其特征在于:所述环境状态监测分析单元用于对各隧道子区域对应的环境状态和采集设备表面附着物进行监测和分析,其具体执行过程如下:
通过一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、激光粉尘仪和氮氧化物检测仪分别对各隧道子区域对应的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、可吸入颗粒物浓度、一氧化氮浓度和二氧化氮浓度进行监测,得到各隧道子区域对应的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、可吸入颗粒物浓i i i
度、一氧化氮浓度和二氧化氮浓度,分别记为CO、 PM、NO和
依据公式 计算出各隧道子区域对应的环境
i′
影响指数, 表示为第i个隧道子区域对应的环境影响指数,e表示为自然常数,CO 、i′ i′
PM 、NO 、 分别表示为设定的第i个隧道子区域对应的参考一氧化碳浓度、参考二氧化碳浓度、参考可吸入颗粒物浓度、参考一氧化氮浓度、参考二氧化氮浓度,d1、d2、d3、d4、d5分别表示为设定的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、可吸入颗粒物浓度、一氧化氮浓度、二氧化氮浓度对应的影响因子;
统计各隧道子区域中存在采集设备的数量,并通过成分检测仪对各隧道子区域中各采集设备表面附着物进行成分检测,得到各隧道子区域中各采集设备表面附着物对应的成分种类数量和各成分种类的含量,并将各隧道子区域中各采集设备表面附着物对应的相同成分种类含量进行累加,得到各隧道子区域中采集设备表面附着物对应的成分种类总数量和i
各种类成分的含量,分别记为A和 f表示为各种类成分的编号,f=1,2,......,g;
依据公式 计算出各隧道子区域对应的采集设备表面附着物影响指数,
表示为第i个隧道子区域对应的采集设备表面附着物影响指数,A′表示为设定的允许成分种类总数量,B′f表示为设定的第f个种类成分对应的参考含量,d6、d7分别表示为设定的成分种类总数量、种类成分含量对应的影响因子;
i
依据公式 计算出各隧道子区域对应的环境状态影响指数,κ表示为
设定的第i个隧道子区域对应的环境状态影响指数,c4、c5分别表示为设定的环境影响指数、采集设备表面附着物影响指数对应的权值因子。

5.根据权利要求4所述的一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,其特征在于:所述通风设备运行监测分析单元用于对各隧道子区域对应的通风设备进行监测和分析,其具体执行过程为:
基于各隧道子区域中通风设备线路布设位置,通过超声波探伤仪对其线路绝缘层进行监测,得到各隧道子区域中通风设备对应线路绝缘层的状态,并从中提取各隧道子区域中通风设备对应线路绝缘层的总破损面积、总凹坑体积和平均厚度,分别记为 和进而综合分析各隧道子区域对应的通风设备线路影响指数,记为
统计各隧道子区域中存在的通风设备数量,并通过风速传感器对各隧道子区域中各通风设备对应的风速进行监测,得到各隧道子区域中各通风设备对应的风速,记为 p表示为各通风设备的编号,p=1,2,......,x;
通过噪声传感器对各隧道子区域中各通风设备对应的运行噪声分贝进行监测,得到各隧道子区域中各通风设备对应的运行噪声分贝,记为
依据公式 计算出各隧道子区域对应的通风设备工作状态影响
指数, 表示为第i个隧道子区域对应的通风设备工作状态影响指数,F′、Z′分别表示为设定的通风设备对应的参考风速、参考运行噪声分贝,ΔF、ΔZ分别表示为设定的参考风速差、参考运行噪声分贝差,u1、u2分别表示为设定的风速、运行噪声分贝对应的影响因子;
i
依据公式 计算出各隧道子区域对应的通风设备运行影响指数,θ表示
为第i个隧道子区域对应的通风设备运行影响指数,c6、c7分别表示为设定的通风设备线路影响指数、通风设备工作状态影响指数对应的权值因子。

6.根据权利要求5所述的一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,其特征在于:所述通风系统维修分析单元用于对各隧道子区域对应的通风系统维修系数进行计i i i i
算,其具体计算公式为σ=κ*τ1+θ*τ2,σ表示为第i个隧道子区域对应的通风系统维修系数,τ1、τ2分别表示为设定的环境状态影响指数、通风设备运行影响指数对应的系数因子。

7.根据权利要求1所述的一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,其特征在于:所述环境监测传感器包括一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、激光粉尘仪、氮氧化物检测仪和风速传感器。

8.根据权利要求1所述的一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,其特征在于:所述各摄像头的运行状态信息包括图像清晰度、帧率、色彩还原度和响应速度,各环境监测传感器的运行状态信息包括电池剩余电量和电池已用时长。

9.根据权利要求1所述的一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,其特征在于:所述综合分析各隧道子区域对应的监控系统维修系数,其具体分析过程如下:
将各隧道子区域中各摄像头对应的图像清晰度、帧率、色彩还原度和响应速度分别记为 和 h表示为各摄像头的编号,h=1,2,......,k,进而综合分析得到各隧道子区域对应的摄像头影响指数,记为
将各隧道子区域中各环境传感器对应的电池剩余电量和电池已用时长分别记为 和r表示为各环境传感器的编号,r=1,2,......,q,进而综合分析得到各隧道子区域对应的环境传感器影响指数,记为
i
依据公式 计算出各隧道子区域对应的监控系统维修系数,ξ表示为第
i个隧道子区域对应的监控系统维修系数,τ3、τ4分别表示为设定的摄像头影响指数、环境传感器影响指数对应的权值因子。

10.根据权利要求1所述的一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,其特征在于:所述对各隧道子区域对应的照明系统维修系数、通风系统维修系数和监控系统维修系数进行分析,其具体分析过程如下:
将各隧道子区域对应的照明系统维修系数与设定的照明系统维修系数阈值进行对比,若某隧道子区域对应的照明系统维修系数大于照明系统维修系数阈值,则将该隧道子区域记为照明维修区域;
将各隧道子区域对应的通风系统维修系数与设定的通风系统维修系数阈值进行对比,若某隧道子区域对应的通风系统维修系数大于通风系统维修系数阈值,则将该隧道子区域记为通风维修区域;
将各隧道子区域对应的监控系统维修系数与设定的监控系统维修系数阈值进行对比,若某隧道子区域对应的监控系统维修系数大于监控系统维修系数阈值,则将该隧道子区域记为监控维修区域。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及隧道维修监测技术领域,具体而言,涉及一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台。

背景技术

[0002] 隧道机电系统是隧道养护管理建设的重要组成部分,其主要由照明系统、通风系统、监控系统等组成,照明系统是隧道内光线的重要保障,通风系统是隧道内空气质量的重要保障,监控系统为及时发现隧道内异常情况提供了有力基础。由此可见,对隧道机电系统设备和维修维护进行监测分析十分重要。
[0003] 目前隧道养护对机电系统的关注度不足,通常是将重心放置在隧道路面维护和隧道稳定性维护方面,导致对隧道机电系统维护的滞后,降低了车辆运行的安全性,其具体体现在以下方面:
[0004] 1.照明系统一般安装在行车道的上方或隧道横洞的上方,以满足隧道内亮度需求,避免因隧道光线异常而导致交通事故的发生。当前往往通过对隧道内灯具的亮度和均匀度进行监测和分析,忽略对照明灯具的线路进行监测和分析,导致对照明系统的监测力度不强,参考性较差,分析结果缺乏可靠性,无法提高照明系统异常的响应效率,进而对隧道内部车辆行驶的安全隐患增加。
[0005] 2.通风系统可以对车辆在隧道内行驶产生的一氧化碳、二氧化碳可吸入颗粒物等进行稀释,同时向隧道内部通入新鲜空气,确保隧道内部空气质量达标。当前往往通过对隧道内部环境状态和通风设备的运行状态进行监测和分析,并且在设定周期内对隧道内部采集设备进行清洁和除尘,从一方面来说,自动化和智能化程度不高,无法提高隧道内部采集设备表面附着物的清洗和维护的响应效率,进一步降低了采集设备的运行准确率;从另一方面来说,采集设备表面附着物没有及时监测并进行清理,不仅对设备的运行安全造成严重的影响,同时还对设备的测量精度和准确度造成严重的影响,使得隧道内部采集设备的使用周期大大缩短。
[0006] 3.监控系统一般由若干摄像头和若干环境监测设备组成,为隧道内部状态监控提供了可靠的保障。当前主要依靠人工定期的对监控系统设备进行检查和维修,带有一定的主观性,且监测精准度不高,使得分析依据的代表性不强,分析结果的合理性不足。

发明内容

[0007] 为了克服背景技术中的缺点,本发明实施例提供了一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
[0008] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0009] 一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,包括:
[0010] 照明系统维修监测分析模块,用于将目标隧道按照预设划分方式进行划分,得到各隧道子区域,并获取各隧道子区域中照明系统线路布设位置,同时对各隧道子区域对应的灯具和照明线路进行监测,由此分析各隧道子区域对应的照明系统维修系数;
[0011] 通风系统维修监测分析模块,用于获取各隧道子区域中通风设备线路布设位置,并对各隧道子区域对应的环境状态、采集设备表面附着物和通风设备运行状态进行监测,由此综合分析各隧道子区域对应的通风系统维修系数,其中通风系统维修监测分析模块包括环境状态监测分析单元、通风设备运行监测分析单元和通风系统维修分析单元;
[0012] 监控系统维修监测分析模块,用于对各隧道子区域中摄像头和环境监测传感器进行监测,同时获取各摄像头和各环境监测传感器的运行状态信息,进而综合分析各隧道子区域对应的监控系统维修系数;
[0013] 隧道维修分析模块,用于对各隧道子区域对应的照明系统维修系数、通风系统维修系数和监控系统维修系数进行分析,得到维修区域集合,其中维修区域集合包括照明维修区域、通风维修区域和监控维修区域;
[0014] 隧道维修处理模块,用于基于维修区域集合进行相应的显示。
[0015] 作为本发明的进一步改进,所述对各隧道子区域对应的灯具和照明线路进行监测,其具体监测方式为:
[0016] 统计各隧道子区域中存在的灯具数量,并通过亮度传感器对各隧道子区域中各灯具对应的亮度进行监测,得到各隧道子区域中各灯具对应的亮度,记为 i表示为各隧道子区域的编号,i=1,2,......,n,j表示为各灯具的编号,j=1,2,......,m;
[0017] 基于各隧道子区域中照明系统线路布设位置,通过超声波探伤仪对其线路绝缘层进行监测,得到各隧道子区域中照明系统线路对应线路绝缘层的状态,并从中提取各隧道子区域中照明系统线路对应线路绝缘层的总破损面积、总凹坑体积和平均厚度,分别记为和
[0018] 作为本发明的进一步改进,所述分析各隧道子区域对应的照明系统维修系数,其具体分析过程如下:
[0019] 从各隧道子区域中各灯具对应的亮度内筛选出各隧道子区域中最大亮度对应的灯具和最小亮度对应的灯具,分别记为 和 同时对各隧道子区域中各灯具对应的亮度进行平均值计算,得到各隧道子区域对应的平均亮度,记为 进而综合分析得到各隧道子区域对应的照明状态评估指数,记为φi;
[0020] 对各隧道子区域中照明系统线路对应线路绝缘层的总破损面积、总凹坑体积和平均厚度进行综合分析,得到各隧道子区域对应的绝缘层状态评估指数,记为
[0021] 对各隧道子区域中各灯具对应的亮度和使用年限进行综合分析,得到各隧道子区域对应的照明灯具评估指数,记为γi;
[0022] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的照明系统维修系数,ηi表示为第i个隧道子区域对应的照明系统维修系数c1、c2、c3分别表示为设定的照明状态评估指数、绝缘层状态评估指数、照明灯具评估指数对应的系数因子。
[0023] 作为本发明的进一步改进,所述环境状态监测分析单元用于对各隧道子区域对应的环境状态和采集设备表面附着物进行监测和分析,其具体执行过程如下:
[0024] 通过一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、激光粉尘仪和氮氧化物检测仪分别对各隧道子区域对应的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、可吸入颗粒物浓度、一氧化氮浓度和二氧化氮浓度进行监测,得到各隧道子区域对应的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、可吸入颗粒物i i i浓度、一氧化氮浓度和二氧化氮浓度,分别记为CO、 PM、NO和
[0025] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的环境i′
影响指数, 表示为第i个隧道子区域对应的环境影响指数,e表示为自然常数,CO 、i′ i′
PM 、NO 、 分别表示为设定的第i个隧道子区域对应的参考一氧化碳浓度、参考二氧化碳浓度、参考可吸入颗粒物浓度、参考一氧化氮浓度、参考二氧化氮浓度,d1、d2、d3、d4、d5分别表示为设定的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、可吸入颗粒物浓度、一氧化氮浓度、二氧化氮浓度对应的影响因子;
[0026] 统计各隧道子区域中存在采集设备的数量,并通过成分检测仪对各隧道子区域中各采集设备表面附着物进行成分检测,得到各隧道子区域中各采集设备表面附着物对应的成分种类数量和各成分种类的含量,并将各隧道子区域中各采集设备表面附着物对应的相同成分种类含量进行累加,得到各隧道子区域中采集设备表面附着物对应的成分种类总数i量和各种类成分的含量,分别记为A和 f表示为各种类成分的编号,f=1,2,......,g;
[0027] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的采集设备表面附着物影响指数, 表示为第i个隧道子区域对应的采集设备表面附着物影响指数,A′表示为设定的允许成分种类总数量,B′f表示为设定的第f个种类成分对应的参考含量,d6、d7分别表示为设定的成分种类总数量、种类成分含量对应的影响因子;
i
[0028] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的环境状态影响指数,κ表示为设定的第i个隧道子区域对应的环境状态影响指数,c4、c5分别表示为设定的环境影响指数、采集设备表面附着物影响指数对应的权值因子。
[0029] 作为本发明的进一步改进,所述通风设备运行监测分析单元用于对各隧道子区域对应的通风设备进行监测和分析,其具体执行过程为:
[0030] 基于各隧道子区域中通风设备线路布设位置,通过超声波探伤仪对其线路绝缘层进行监测,得到各隧道子区域中通风设备对应线路绝缘层的状态,并从中提取各隧道子区域中通风设备对应线路绝缘层的总破损面积、总凹坑体积和平均厚度,分别记为 和进而综合分析各隧道子区域对应的通风设备线路影响指数,记为
[0031] 统计各隧道子区域中存在的通风设备数量,并通过风速传感器对各隧道子区域中各通风设备对应的风速进行监测,得到各隧道子区域中各通风设备对应的风速,记为 p表示为各通风设备的编号,p=1,2,......,x;
[0032] 通过噪声传感器对各隧道子区域中各通风设备对应的运行噪声分贝进行监测,得到各隧道子区域中各通风设备对应的运行噪声分贝,记为
[0033] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的通风设备工作状态影响指数, 表示为第i个隧道子区域对应的通风设备工作状态影响指数,F′、Z′分别表示为设定的通风设备对应的参考风速、参考运行噪声分贝,ΔF、ΔZ分别表示为设定的参考风速差、参考运行噪声分贝差,u1、u2分别表示为设定的风速、运行噪声分贝对应的影响因子;
[0034] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的通风设备运行影响指数,θi表示为第i个隧道子区域对应的通风设备运行影响指数,c6、c7分别表示为设定的通风设备线路影响指数、通风设备工作状态影响指数对应的权值因子。
[0035] 作为本发明的进一步改进,所述通风系统维修分析单元用于对各隧道子区域对应i i i i的通风系统维修系数进行计算,其具体计算公式为σ=κ*τ1+θ*τ2,σ表示为第i个隧道子区域对应的通风系统维修系数,τ1、τ2分别表示为设定的环境状态影响指数、通风设备运行影响指数对应的系数因子。
[0036] 作为本发明的进一步改进,所述环境监测传感器包括一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、激光粉尘仪、氮氧化物检测仪和风速传感器。
[0037] 作为本发明的进一步改进,所述各摄像头的运行状态信息包括图像清晰度、帧率、色彩还原度和响应速度,各环境监测传感器的运行状态信息包括电池剩余电量和电池已用时长。
[0038] 作为本发明的进一步改进,所述综合分析各隧道子区域对应的监控系统维修系数,其具体分析过程如下:
[0039] 将各隧道子区域中各摄像头对应的图像清晰度、帧率、色彩还原度和响应速度分别记为 和 h表示为各摄像头的编号,h=1,2,......,k,进而综合分析得到各隧道子区域对应的摄像头影响指数,记为
[0040] 将各隧道子区域中各环境传感器对应的电池剩余电量和电池已用时长分别记为和 r表示为各环境传感器的编号,r=1,2,......,q,进而综合分析得到各隧道子区域对应的环境传感器影响指数,记为
[0041] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的监控系统维修系数,ξi表示为第i个隧道子区域对应的监控系统维修系数,τ3、τ4分别表示为设定的摄像头影响指数、环境传感器影响指数对应的权值因子。
[0042] 作为本发明的进一步改进,所述对各隧道子区域对应的照明系统维修系数、通风系统维修系数和监控系统维修系数进行分析,其具体分析过程如下:
[0043] 将各隧道子区域对应的照明系统维修系数与设定的照明系统维修系数阈值进行对比,若某隧道子区域对应的照明系统维修系数大于照明系统维修系数阈值,则将该隧道子区域记为照明维修区域;
[0044] 将各隧道子区域对应的通风系统维修系数与设定的通风系统维修系数阈值进行对比,若某隧道子区域对应的通风系统维修系数大于通风系统维修系数阈值,则将该隧道子区域记为通风维修区域;
[0045] 将各隧道子区域对应的监控系统维修系数与设定的监控系统维修系数阈值进行对比,若某隧道子区域对应的监控系统维修系数大于监控系统维修系数阈值,则将该隧道子区域记为监控维修区域。
[0046] 相对于现有技术,本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果:
[0047] 1、本发明通过将目标隧道划分成若干隧道子区域,并对各隧道子区域对应的照明状态评估指数、绝缘层状态评估指数和照明灯具评估指数进行监测和分析,并综合分析得到各隧道子区域对应的照明系统维修系数,弥补了当前对照明系统监测力度不强的缺陷,为后续照明系统监测分析结果提供了强有力的数据支撑,使得照明系统监测分析结果的可靠性大大提升,在很大程度上提高了照明系统异常的响应效率,大大降低了隧道内部车辆行驶的安全隐患。
[0048] 2、本发明通过对各隧道子区域对应的环境影响指数、采集设备表面附着物影响指数、通风设备线路影响指数和通风设备工作状态影响指数进行监测和分析,进而综合分析各隧道子区域对应的通风系统维修系数,从一方面来说,打破了当前采用人工对隧道的采集设备进行定期清洁和除尘的局限性,提高了隧道通风系统监测分析自动化和智能化,不仅在很大程度上提高了隧道内部采集设备表面附着物的清洗和维护的响应效率,同时还进一步提升了采集设备的运行准确率;从另一方面来说,在很大程度上保障了采集设备表面附着物清理的及时性,不仅大幅度提升了设备的运行安全,同时还在最大限度上保障了设备的测量精度和准确度,大幅度延长了隧道内部采集设备的使用周期。
[0049] 3、本发明通过对各隧道子区域对应的摄像头影响指数和环境传感器影响指数进行监测和分析,并综合分析得到各隧道子区域对应的监控系统维修系数,有效避免了当前依靠人工定期对监控系统设备进行检查和维修的主观性和不确定性,大大提升了对隧道监控系统监测的精准度,不仅为后续隧道维修分析提供了强有力的数据支撑,同时还大大提升了分析依据的代表性和分析结果的合理性。

实施方案

[0053] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0054] 参照图1所示,本发明提供一种基于传感器采集分析的隧道维修智能监测平台,包括照明系统维修监测分析模块、通风系统维修监测分析模块、监控系统维修监测分析模块、隧道维修分析模块和隧道维修处理模块。
[0055] 所述隧道维修分析模块分别与照明系统维修监测分析模块、通风系统维修监测分析模块、监控系统维修监测分析模块和隧道维修处理模块连接。
[0056] 照明系统维修监测分析模块,用于将目标隧道按照预设划分方式进行划分,得到各隧道子区域,并获取各隧道子区域中照明系统线路布设位置,同时对各隧道子区域对应的灯具和照明线路进行监测,由此分析各隧道子区域对应的照明系统维修系数。
[0057] 作为本发明的进一步改进,所述对各隧道子区域对应的灯具和照明线路进行监测,其具体监测方式为:
[0058] 统计各隧道子区域中存在的灯具数量,并通过亮度传感器对各隧道子区域中各灯具对应的亮度进行监测,得到各隧道子区域中各灯具对应的亮度,记为 i表示为各隧道子区域的编号,i=1,2,......,n,j表示为各灯具的编号,j=1,2,......,m;
[0059] 基于各隧道子区域中照明系统线路布设位置,通过超声波探伤仪对其线路绝缘层进行监测,得到各隧道子区域中照明系统线路对应线路绝缘层的状态,并从中提取各隧道子区域中照明系统线路对应线路绝缘层的总破损面积、总凹坑体积和平均厚度,分别记为和
[0060] 作为本发明的进一步改进,所述分析各隧道子区域对应的照明系统维修系数,其具体分析过程如下:
[0061] 从各隧道子区域中各灯具对应的亮度内筛选出各隧道子区域中最大亮度对应的灯具和最小亮度对应的灯具,分别记为 和 同时对各隧道子区域中各灯具对应的亮度进行平均值计算,得到各隧道子区域对应的平均亮度,记为 进而综合分析得到各隧道子区域对应的照明状态评估指数,记为φi;
[0062] 需要说明的是,依据公式 计算出各隧道子区域对应的照明状态评估指数,D′i表示为设定的第i个隧道子区域对应的参考平均亮度,ΔD表示为设定的目标隧道对应的允许亮度差,a1、a2分别表示为设定的最大亮度、最小亮度对应的补偿因子,b1、b2分别表示为设定的照明均匀度、平均亮度对应的权值因子。
[0063] 对各隧道子区域中照明系统线路对应线路绝缘层的总破损面积、总凹坑体积和平均厚度进行综合分析,得到各隧道子区域对应的绝缘层状态评估指数,记为
[0064] 需要说明的是,依据公式 计算出各隧道子区域对应的绝缘层状态评估指数,S′照、V′照、H′照分别表示为设定的照明系统线路对应绝缘层的允许破损面积、允许凹坑体积、参考平均厚度,a3、a4、a5分别表示为设定的照明系统线路对应绝缘层破损面积、凹坑体积、厚度的权值因子。
[0065] 对各隧道子区域中各灯具对应的亮度和使用年限进行综合分析,得到各隧道子区域对应的照明灯具评估指数,记为γi;
[0066] 需要说明的是,依据公式 计算出各隧道子区域对应的照明灯具评估指数,D′表示为设定的灯具对应的参考亮度,ΔD′表示为设定的灯具对应的允许亮度差, 表示为设定的第i个隧道子区域中第j个灯具对应的使用年限,N′表示为设定的灯具对应的允许使用年限,a6、a7分别表示为设定的灯具亮度、灯具使用年限对应的影响因子。
[0067] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的照明系统维修系数,ηi表示为第i个隧道子区域对应的照明系统维修系数c1、c2、c3分别表示为设定的照明状态评估指数、绝缘层状态评估指数、照明灯具评估指数对应的系数因子。
[0068] 作为优选方案,本发明通过将目标隧道划分成若干隧道子区域,并对各隧道子区域对应的照明状态评估指数、绝缘层状态评估指数和照明灯具评估指数进行监测和分析,并综合分析得到各隧道子区域对应的照明系统维修系数,弥补了当前对照明系统监测力度不强的缺陷,为后续照明系统监测分析结果提供了强有力的数据支撑,使得照明系统监测分析结果的可靠性大大提升,在很大程度上提高了照明系统异常的响应效率,大大降低了隧道内部车辆行驶的安全隐患。
[0069] 参照图2所示,通风系统维修监测分析模块,用于获取各隧道子区域中通风设备线路布设位置,并对各隧道子区域对应的环境状态、采集设备表面附着物和通风设备运行状态进行监测,由此综合分析各隧道子区域对应的通风系统维修系数,其中通风系统维修监测分析模块包括环境状态监测分析单元、通风设备运行监测分析单元和通风系统维修分析单元。
[0070] 需要说明的是,采集设备包括但不限于一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、激光粉尘仪、氮氧化物检测仪、风速传感器、摄像头等隧道内部设置的参数采集设备。
[0071] 作为本发明的进一步改进,所述环境状态监测分析单元用于对各隧道子区域对应的环境状态和采集设备表面附着物进行监测和分析,其具体执行过程如下:
[0072] 通过一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、激光粉尘仪和氮氧化物检测仪分别对各隧道子区域对应的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、可吸入颗粒物浓度、一氧化氮浓度和二氧化氮浓度进行监测,得到各隧道子区域对应的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、可吸入颗粒物i i i浓度、一氧化氮浓度和二氧化氮浓度,分别记为CO、 PM、NO和
[0073] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的环境i′
影响指数, 表示为第i个隧道子区域对应的环境影响指数,e表示为自然常数,CO 、i′ i′
PM 、NO 、 分别表示为设定的第i个隧道子区域对应的参考一氧化碳浓度、参考二氧化碳浓度、参考可吸入颗粒物浓度、参考一氧化氮浓度、参考二氧化氮浓度,d1、d2、d3、d4、d5分别表示为设定的一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、可吸入颗粒物浓度、一氧化氮浓度、二氧化氮浓度对应的影响因子;
[0074] 统计各隧道子区域中存在采集设备的数量,并通过成分检测仪对各隧道子区域中各采集设备表面附着物进行成分检测,得到各隧道子区域中各采集设备表面附着物对应的成分种类数量和各成分种类的含量,并将各隧道子区域中各采集设备表面附着物对应的相同成分种类含量进行累加,得到各隧道子区域中采集设备表面附着物对应的成分种类总数i量和各种类成分的含量,分别记为A和 f表示为各种类成分的编号,f=1,2,......,g;
[0075] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的采集设备表面附着物影响指数, 表示为第i个隧道子区域对应的采集设备表面附着物影响指数,A′表示为设定的允许成分种类总数量,B′f表示为设定的第f个种类成分对应的参考含量,d6、d7分别表示为设定的成分种类总数量、种类成分含量对应的影响因子;
[0076] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的环境状态影响指数,κi表示为设定的第i个隧道子区域对应的环境状态影响指数,c4、c5分别表示为设定的环境影响指数、采集设备表面附着物影响指数对应的权值因子。
[0077] 作为本发明的进一步改进,所述通风设备运行监测分析单元用于对各隧道子区域对应的通风设备进行监测和分析,其具体执行过程为:
[0078] 基于各隧道子区域中通风设备线路布设位置,通过超声波探伤仪对其线路绝缘层进行监测,得到各隧道子区域中通风设备对应线路绝缘层的状态,并从中提取各隧道子区域中通风设备对应线路绝缘层的总破损面积、总凹坑体积和平均厚度,分别记为 和进而综合分析各隧道子区域对应的通风设备线路影响指数,记为
[0079] 需要说明的是,依据公式 计算出各隧道子区域对应的通风设备线路影响指数,S′风、V′风、H′风分别表示为设定的照明系统线路对应绝缘层的允许破损面积、允许凹坑体积、参考平均厚度,b3、b4、b5分别表示为设定的通风设备线路对应绝缘层破损面积、凹坑体积、厚度的权值因子;
[0080] 统计各隧道子区域中存在的通风设备数量,并通过风速传感器对各隧道子区域中各通风设备对应的风速进行监测,得到各隧道子区域中各通风设备对应的风速,记为 p表示为各通风设备的编号,p=1,2,......,x;
[0081] 通过噪声传感器对各隧道子区域中各通风设备对应的运行噪声分贝进行监测,得到各隧道子区域中各通风设备对应的运行噪声分贝,记为
[0082] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的通风设备工作状态影响指数, 表示为第i个隧道子区域对应的通风设备工作状态影响指数,F′、Z′分别表示为设定的通风设备对应的参考风速、参考运行噪声分贝,ΔF、ΔZ分别表示为设定的参考风速差、参考运行噪声分贝差,u1、u2分别表示为设定的风速、运行噪声分贝对应的影响因子;
i
[0083] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的通风设备运行影响指数,θ表示为第i个隧道子区域对应的通风设备运行影响指数,c6、c7分别表示为设定的通风设备线路影响指数、通风设备工作状态影响指数对应的权值因子。
[0084] 作为本发明的进一步改进,所述通风系统维修分析单元用于对各隧道子区域对应i i i i的通风系统维修系数进行计算,其具体计算公式为σ=κ*τ1+θ*τ2,σ表示为第i个隧道子区域对应的通风系统维修系数,τ1、τ2分别表示为设定的环境状态影响指数、通风设备运行影响指数对应的系数因子。
[0085] 作为优选方案,本发明通过对各隧道子区域对应的环境影响指数、采集设备表面附着物影响指数、通风设备线路影响指数和通风设备工作状态影响指数进行监测和分析,进而综合分析各隧道子区域对应的通风系统维修系数,从一方面来说,打破了当前采用人工对隧道的采集设备进行定期清洁和除尘的局限性,提高了隧道通风系统监测分析自动化和智能化,不仅在很大程度上提高了隧道内部采集设备表面附着物的清洗和维护的响应效率,同时还进一步提升了采集设备的运行准确率;从另一方面来说,在很大程度上保障了采集设备表面附着物清理的及时性,不仅大幅度提升了设备的运行安全,同时还在最大限度上保障了设备的测量精度和准确度,大幅度延长了隧道内部采集设备的使用周期。
[0086] 监控系统维修监测分析模块,用于对各隧道子区域中摄像头和环境监测传感器进行监测,同时获取各摄像头和各环境监测传感器的运行状态信息,进而综合分析各隧道子区域对应的监控系统维修系数。
[0087] 作为本发明的进一步改进,所述环境监测传感器包括一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、激光粉尘仪、氮氧化物检测仪和风速传感器。
[0088] 作为本发明的进一步改进,所述各摄像头的运行状态信息包括图像清晰度、帧率、色彩还原度和响应速度,各环境监测传感器的运行状态信息包括电池剩余电量和电池已用时长。
[0089] 作为本发明的进一步改进,所述综合分析各隧道子区域对应的监控系统维修系数,其具体分析过程如下:
[0090] 将各隧道子区域中各摄像头对应的图像清晰度、帧率、色彩还原度和响应速度分别记为 和 h表示为各摄像头的编号,h=1,2,......,k,进而综合分析得到各隧道子区域对应的摄像头影响指数,记为
[0091] 需要说明的是,依据公式 计算各隧道子区域对应的摄像头影响指数,T′、L′、Y′、G′分别表示为设定的参考图像清晰度、参考帧率、参考色彩还原度、参考响应速度,ΔT、ΔL、ΔY、ΔG分别表示为设定的允许图像清晰度差、允许帧率差、允许色彩还原度差、允许响应速度差,β1、β2、β3、β4分别表示为设定的图像清晰度、帧率、色彩还原度、响应速度对应的影响因子。
[0092] 将各隧道子区域中各环境传感器对应的电池剩余电量和电池已用时长分别记为和 r表示为各环境传感器的编号,r=1,2,......,q,进而综合分析得到各隧道子区域对应的环境传感器影响指数,记为
[0093] 需要说明的是,依据公式 计算各隧道子区域对应的环境传感器影响指数,I′、J′分别表示为设定的参考电池剩余电量、参考电池已用时长,β5、β6分别表示为设定的电池剩余电量、电池已用时长对应的影响因子。
i
[0094] 依据公式 计算出各隧道子区域对应的监控系统维修系数,ξ表示为第i个隧道子区域对应的监控系统维修系数,τ3、τ4分别表示为设定的摄像头影响指数、环境传感器影响指数对应的权值因子。
[0095] 作为优选方案,本发明通过对各隧道子区域对应的摄像头影响指数和环境传感器影响指数进行监测和分析,并综合分析得到各隧道子区域对应的监控系统维修系数,有效避免了当前依靠人工定期对监控系统设备进行检查和维修的主观性和不确定性,大大提升了对隧道监控系统监测的精准度,不仅为后续隧道维修分析提供了强有力的数据支撑,同时还大大提升了分析依据的代表性和分析结果的合理性。
[0096] 隧道维修分析模块,用于对各隧道子区域对应的照明系统维修系数、通风系统维修系数和监控系统维修系数进行分析,得到维修区域集合,其中维修区域集合包括照明维修区域、通风维修区域和监控维修区域。
[0097] 作为本发明的进一步改进,所述对各隧道子区域对应的照明系统维修系数、通风系统维修系数和监控系统维修系数进行分析,其具体分析过程如下:
[0098] 将各隧道子区域对应的照明系统维修系数与设定的照明系统维修系数阈值进行对比,若某隧道子区域对应的照明系统维修系数大于照明系统维修系数阈值,则将该隧道子区域记为照明维修区域;
[0099] 将各隧道子区域对应的通风系统维修系数与设定的通风系统维修系数阈值进行对比,若某隧道子区域对应的通风系统维修系数大于通风系统维修系数阈值,则将该隧道子区域记为通风维修区域;
[0100] 将各隧道子区域对应的监控系统维修系数与设定的监控系统维修系数阈值进行对比,若某隧道子区域对应的监控系统维修系数大于监控系统维修系数阈值,则将该隧道子区域记为监控维修区域。
[0101] 隧道维修处理模块,用于基于维修区域集合进行相应的显示。
[0102] 以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

附图说明

[0050] 利用附图对本发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0051] 图1为本发明系统模块连接示意图。
[0052] 图2为本发明通风系统维修监测分析模块连接示意图。
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