隧道内掉落物监测报警系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了隧道内掉落物监测报警系统和方法，属于电子监测领域，包括：雷达监测单元、视频监测单元和系统控制单元；雷达监测单元，用于探测隧道内的掉落物，当隧道内出现掉落物时，将隧道内掉落物的坐标信息发送给系统控制单元；视频监测单元，用于根据系统控制单元提供的坐标信息，获取隧道内坐标信息的视频数据；系统控制单元，用于接收雷达监测单元和视频监测单元的实时监测数据，并对监测数据进行分析和处理。与现有技术需要人工对隧道进行巡视以便发现掉落物进行清理相比，该检测系统能够实时的监测隧道内的环境，能够及时准确的发现掉落物，并反馈给工作人员进行及时的处理，保证列车的运行安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道内监测系统领域，具体而言，涉及隧道内掉落物监测报警系统和方法。
技术介绍
目前，高铁建设迅猛发展，高铁线路遍布大江南北，随之也进行了大量的隧道建设，隧道内墙体的掉落物引起异物侵限的现象时有发生，轻则造成列车延误，重则致使人身伤害，因此，为了保证列车的正常运行，对隧道内掉落物的监控与处理受到了人们的广泛重视。相关技术中，监测隧道内的掉落物通常需要工作人员进行巡视，及时的发现掉落下来的墙体，然后进行清理，以保证列车的正常运行，避免危险的发生。在实际操作过程中，由于隧道墙体脱落的发生具有突发性、无规律性和不可预测性等特点，加之工作人员有限，不可能实时对隧道内掉落物情况进行监测，这就有可能忽略部分隧道内墙体掉落物，从而影响了列车的安全运行。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种隧道内掉落物监测报警系统和方法，以提高对隧道内掉落物的精确监测，更好的监测隧道内的环境，使工作人员可以根据监测结果及时对隧道内的掉落物进行清理与维护，保证列车的运行安全。第一方面，本专利技术实施例提供了隧道内掉落物监测报警系统，包括：雷达监测单元、视频监测单元和系统控制单元；所述系统控制单元分别与所述视频监测单元和所述雷达监测单元连接；所述雷达监测单元，用于探测隧道内的掉落物，当隧道内出现掉落物时，将所述隧道内掉落物的坐标信息发送给所述系统控制单元；所述视频监测单元，用于根据所述系统控制单元提供的坐标信息，获取隧道内所述坐标信息的视频数据；所述系统控制单元，用于接收所述雷达监测单元和所述视频监测单元的实时监测数据，并对所述监测数据进行分析和处理。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述雷达监测单元包括：激光雷达、交换机和安全策略模块；所述交换机分别与所述激光雷达和所述安全策略模块连接；所述激光雷达，用于探测隧道内的掉落物，当隧道内出现掉落物时，计算出隧道内掉落物的坐标信息，并将所述隧道内掉落物的坐标信息发送给所述系统控制单元；所述安全策略模块，用于监测所述激光雷达的状态信息，并当所述状态信息达到预设阈值时发出报警信息，其中，所述状态信息包括所述激光雷达内部的温度数据、压强数据和角度数据；所述交换机，用于对所述激光雷达和所述安全策略模块与所述系统控制单元之间进行数据交互。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述系统还包括：雷达支架，所述雷达支架用于对所述雷达监测单元进行固定和防护；所述雷达支架包括：化学锚栓、支撑底板、支撑销轴、第一调节板、偏转调螺母、第二调节板、俯仰调节螺母、压紧螺母和雷达罩；多个所述化学锚栓，分别安装在所述支撑底板的底部，用于将所述雷达监测单元固定在隧道内；所述支撑底板的两侧分别设置有第一凸耳，通过穿过所述第一凸耳的所述支撑销轴与所述第二调节板两侧设置的第二凸耳固定，使得所述雷达监测单元在所述支撑轴销的旋转方向上进行俯仰调节；所述第二调节板两侧分别设置的所述第二凸耳上分别开设有俯仰调节凹槽，所述俯仰调节凹槽中设置有俯仰调节螺母，所述俯仰调节螺母用于对俯仰调节后的所述雷达监测单元进行固定；所述第一调节板通过所述压紧螺母固定在所述第二调节板上，所述第一调节板的两侧分别开设有偏转调节凹槽，所述偏转调节凹槽中设置有偏转调节螺母，所述偏转调节螺母用于对偏转调节后的所述雷达监测单元进行固定；所述雷达罩固定在所述第一调节板上，所述雷达监测单元设置在所述雷达罩内部，所述雷达罩用于对所述雷达监测单元进行保护；安全策略模块，设置在所述雷达罩的顶部。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述安全策略模块包括：单片机、温度传感器、角速度传感器、压强传感器、继电器组和蜂鸣器；所述单片机分别与所述温度传感器、所述角度传感器、所述压强传感器和所述继电器组连接；所述继电器组还与所述蜂鸣器连接；所述单片机用于接收所述温度传感器、所述角速度传感器、所述加速度传感器、所述角度传感器和所述压强传感器测量的所述激光雷达的状态信息，并对所述状态信息进行处理，从而控制继电器组的闭合状态；所述蜂鸣器，用于当所述继电器组闭合时，发出报警信息；所述温度传感器，用于测量所述激光雷达内部的温度数据；所述角度传感器，用于测量所述激光雷达内部的角度数据；所述压强传感器，用于测量所述激光雷达内部的压强数据。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述视频监测单元包括：网络摄像机和网络硬盘录像机；所述网络摄像机分别与所述网络硬盘录像机和所述系统控制单元连接；所述网络摄像机，用于获取所述系统控制单元发送隧道内掉落物的坐标信息，并根据所述坐标信息进行旋转，拍摄所述坐标信息对应的隧道内的视频数据；所述网络硬盘录像机，用于接收所述网络摄像机传输的视频数据，并对接收到的所述视频数据进行存储和管理。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述系统还包括：系统供电单元，所述系统供电单元分别与所述雷达监测单元、所述视频监测单元和所述系统控制单元连接；所述系统供电单元，用于为所述雷达监测单元、所述视频监测单元和所述系统控制单元供电；所述系统供电单元包括：开关电源、电池组和不间断电源；所述不间断电源分别与所述电池组和所述开关电源连接；所述开关电源，用于控制开关管开通和断开的时间比率，维持稳定输出的电压，分别为所述雷达监测单元、所述系统控制单元和所述视频监测单元供电；所述电池组，用于当所述开关电源电压不稳定或突然断电时，分别为所述雷达监测单元、所述系统控制单元和所述视频监测单元供电；所述不间断电源，用于将直流电转换成市电，并将转化后的市电进行稳压处理，分别为所述雷达监测单元、所述系统控制单元和所述视频监测单元提供稳压处理后的电能。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述系统还包括：报警单元；所述报警单元与所述系统控制单元连接；所述报警单元，用于接收所述系统控制单元发送的报警指令，执行报警操作。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述系统控制单元包括：可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)和工业控制计算机；所述PLC分别与所述工业控制计算机和所述报警单元连接；所述工业控制计算机，用于接收所述雷达监测单元和所述视频监测单元发送的实时监测数据并完成逻辑处理；所述PLC，用于向所述报警单元发送报警指令。第二方面，本专利技术实施例提供了一种利用上述隧道内掉落物监测报警系统的隧道内掉落物监测报警方法，包括：当隧道内出现掉落物时，获取隧道内掉落物的坐标信息；对获取到的所述隧道内掉落物的坐标信息进行处理，并根据得到的处理结果获取隧道内掉落物现场的视频数据；将获取到的隧道内掉落物现场的视频数据显示给用户。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，当隧道内出现掉落物时，获取隧道内掉落物的坐标信息，包括：当隧道内出现掉落物时，获取所述掉落物反射回来的光脉冲信号；根据获取到的光脉冲信号，计算隧道内掉落物的坐标信息。本专利技术实施例提供的隧道内掉落物监测报警系统和方法，通过设置的雷达监测单元探测隧道本文档来自技高网...

【技术保护点】
隧道内掉落物监测报警系统，其特征在于，包括：雷达监测单元、视频监测单元和系统控制单元；所述系统控制单元分别与所述视频监测单元和所述雷达监测单元连接；所述雷达监测单元，用于探测隧道内的掉落物，当隧道内出现掉落物时，将所述隧道内掉落物的坐标信息发送给所述系统控制单元；所述视频监测单元，用于根据所述系统控制单元提供的坐标信息，获取隧道内所述坐标信息的视频数据；所述系统控制单元，用于接收所述雷达监测单元和所述视频监测单元的实时监测数据，并对所述监测数据进行分析和处理。

【技术特征摘要】
1.隧道内掉落物监测报警系统，其特征在于，包括：雷达监测单元、视频监测单元和系统控制单元；所述系统控制单元分别与所述视频监测单元和所述雷达监测单元连接；所述雷达监测单元，用于探测隧道内的掉落物，当隧道内出现掉落物时，将所述隧道内掉落物的坐标信息发送给所述系统控制单元；所述视频监测单元，用于根据所述系统控制单元提供的坐标信息，获取隧道内所述坐标信息的视频数据；所述系统控制单元，用于接收所述雷达监测单元和所述视频监测单元的实时监测数据，并对所述监测数据进行分析和处理。2.根据权利要求1所述的隧道内掉落物监测报警系统，其特征在于，所述雷达监测单元包括：激光雷达、交换机和安全策略模块；所述交换机分别与所述激光雷达和所述安全策略模块连接；所述激光雷达，用于探测隧道内的掉落物，当隧道内出现掉落物时，计算出隧道内掉落物的坐标信息，并将所述隧道内掉落物的坐标信息发送给所述系统控制单元；所述安全策略模块，用于监测所述激光雷达的状态信息，并当所述状态信息达到预设阈值时发出报警信息，其中，所述状态信息包括所述激光雷达内部的温度数据、压强数据和角度数据；所述交换机，用于对所述激光雷达和所述安全策略模块与所述系统控制单元之间进行数据交互。3.根据权利要求2所述的隧道内掉落物监测报警系统，其特征在于，所述系统还包括：雷达支架，所述雷达支架用于对所述雷达监测单元进行固定和防护；所述雷达支架包括：化学锚栓、支撑底板、支撑销轴、第一调节板、偏转调螺母、第二调节板、俯仰调节螺母、压紧螺母和雷达罩；多个所述化学锚栓，分别安装在所述支撑底板的底部，用于将所述雷达监测单元固定在隧道内；所述支撑底板的两侧分别设置有第一凸耳，通过穿过所述第一凸耳的所述支撑销轴与所述第二调节板两侧设置的第二凸耳固定，使得所述雷达监测单元在所述支撑轴销的旋转方向上进行俯仰调节；所述第二调节板两侧分别设置的所述第二凸耳上分别开设有俯仰调节凹槽，所述俯仰调节凹槽中设置有俯仰调节螺母，所述俯仰调节螺母用于对俯仰调节后的所述雷达监测单元进行固定；所述第一调节板通过所述压紧螺母固定在所述第二调节板上，所述第一调节板的两侧分别开设有偏转调节凹槽，所述偏转调节凹槽中设置有偏转调节螺母，所述偏转调节螺母用于对偏转调节后的所述雷达监测单元进行固定；所述雷达罩固定在所述第一调节板上，所述雷达监测单元设置在所述雷达罩内部，所述雷达罩用于对所述雷达监测单元进行保护；安全策略模块，设置在所述雷达罩的顶部。4.根据权利要求2所述的隧道内掉落物监测报警系统，其特征在于，所述安全策略模块包括：单片机、温度传感器、角速度传感器、压强传感器、继电器组和蜂鸣器；所述单片机分别与所述温度传感器、所述角度传感器、所述压强传感器和所述继电器组连接；所述继电器组还与所述蜂鸣器连接；所述单片机用于接收所述温度传感器、所述角速度传感器、所述加速度传感器、所述角度传感器和所述压强传感器测量的所述激光雷达的状态信息，并对所述状态信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪，秦悦虹，张景利，孙亚新，李洋景，杜启鑫，贺鑫，余克农，
申请(专利权)人：北京铁路局北京科学技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11