[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。