一种隧道设施全寿命安全运管平台及其实现方法技术

本发明专利技术提供一种隧道设施全寿命安全运管平台及其实现方法，包括运营管理系统，运营管理系统包括至少一个数据监测装置和监测预警系统，数据监测装置包括的数据采集模块，数据采集模块包括壳体，壳体呈矩形，其一侧内壁设置有电池组件，其另一侧内壁中部设置有隔板，隔板上表面设置有主机，隔板下表面设置有相机，相机下方壳体底部内壁设置有采集板，相机上方壳体顶部内壁设置有激光灯；壳体内靠近电池组件一侧设置有发电组件，发电组件通过导线与电池组件连接，电池组件通过导线与数据采集模块连接；发电组件一侧设置有反光板，激光灯发出的激光经反光板反射后在采集板上形成光点，监测结果相对准确，很大程度上保障了隧道的安全运营。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道设施全寿命安全运管平台及其实现方法
本专利技术属于隧道安全
，具体涉及一种隧道设施全寿命安全运管平台及其实现方法。
技术介绍
隧道的建设维护涉及到多个方面，如隧道管片生产、隧道管片运输、隧道施工、隧道运营维护等多个方面，在隧道运营维护中，为保证隧道的运营安全，必须进行长期的安全监测，以此了解隧道结构在严酷环境中的受力及内环境状况，从而及时了解隧道结构损伤位置及损伤程度，进而对结构安全状况、内环境做出评估并加以有效处理，现有的技术手段如：专利CN201811146290.5公开了一种隧道运营阶段的安全监测系统，包括有：数据监测子系统，用于实时在线采集获取隧道运营阶段隧道微小振动时的振动数据信号；数据汇集以及处理子系统，用来结合隧道的现状条件对采集到的隧道振动数据信号进行集中处理，得到处理后的振动特征量；监测预警子系统，用于接收所述振动特征量，依据所述振动特征量对隧道结构进行综合评估，并依评估结果进行监测预警。本专利技术的隧道安全监测系统可以实时的监测隧道内的振动信号，并实现了对振动数据信号的实时分析处理，依据分析处理结果对隧道结构进行健康状态评价，评价结果可以为隧道潜在的故障或结构缺陷提供支持或数据指导。专利CN201310403838.0公开了一种隧道全生命周期管理系统及方法，所述系统包括：生产管理子系统，用于在隧道管片生产时，完成管片在生产流程各个阶段的质量检测；运输管理子系统，用于在管片运输过程中获取管片的位置信息；施工管理子系统，用于在隧道施工过程中，记录的各项数据源与BIM模型相关联，通过实时的数据同步操作，能够通过BIM模型系统实现对盾构法隧道施工进程进行仿真模拟；运营管理子系统，用于获取各管片生产、施工及历史健康监测信息，并结合BIM模型分析来确定运营隧道的健康情况。本专利技术提出的隧道全生命周期管理系统及方法，可在隧道管片生产、运输、隧道施工、隧道运营各个阶段对隧道全生命周期进行监控管理，提高监控效率。但是以上技术手段仍存在一些缺陷，例如，用于隧道全寿命的运管必然涉及到长时间的监测，因此设备和装置的使用寿命必须很长，同时其能源供应必须稳定，传统采用电缆布线方式进行供电和信号传输，不仅在施工阶段浪费人力物力，同时在长时间的使用过程中，容易发生损坏等不稳定因素；采用传统的传感器检测隧道内的微小振动，其精度无法得到保证。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种隧道设施全寿命安全运管平台及其实现方法，以解决现有隧道设施全寿命安全运管技术手段中存在的不足，达到监测精度高、使用寿命长和安装使用方便的效果。本专利技术提供了如下的技术方案：一种隧道设施全寿命安全运管平台，包括运营管理系统，所述运营管理系统包括至少一个数据监测装置和监测预警系统，每个所述数据监测装置包括依次连接的数据采集模块、数据处理模块和数据通讯模块，每个所述数据监测装置通过所述数据通讯模块连接至所述监测预警系统；所述数据采集模块包括壳体，所述壳体呈矩形，其一侧内壁设置有电池组件，其另一侧内壁中部设置有隔板，所述隔板上表面设置有主机，所述主机用于配置所述数据处理模块和所述数据通讯模块，所述隔板下表面设置有相机，所述相机下方所述壳体底部内壁设置有采集板，所述相机上方所述壳体顶部内壁设置有激光灯；所述壳体内靠近所述电池组件一侧设置有发电组件，所述发电组件通过导线与所述电池组件连接，所述电池组件通过导线与所述数据采集模块连接；所述发电组件一侧设置有反光板，所述激光灯发出的激光经所述反光板反射后在所述采集板上形成光点。优选的，所述发电组件包括悬挂组件、安装板、矩形套筒和振动板，所述悬挂组件与所述壳体顶部内壁连接，所述矩形套筒与所述壳体底部内壁连接，所述安装板悬挂于所述矩形套筒中部，且所述安装板两端分别与所述悬挂组件和所述振动板连接；所述安装板两侧分别阵列设有多个压块，所述矩形套筒内壁分别对应所述压块设置有压电组件，所述压电组件通过所述压块挤压发电。优选的，所述压电组件包括绝缘槽、压电陶瓷、整流单元和稳压充电单元，所述压电陶瓷一端直接与所述绝缘槽内壁连接，所述压电陶瓷另一端通过弹簧与所述绝缘槽内壁连接；所有所述压电陶瓷并联以后与所述整流单元串联，然后通过稳压充电单元与所述电池组件连接。优选的，所述悬挂组件包括内半球壳、外半球壳和连杆，所述外半球壳底部设置有开口，所述外半球壳顶部与所述壳体内壁固定连接，所述外半球壳内壁圆周均布多个纵向磁弹力电极，所述内半球壳外壁对应所述纵向磁弹力电极设置有多个横向磁力电极，所述内半球壳底部连接所述连杆，所述连杆穿过所述开口连接至所述安装板；所述外半球壳与所述内半球壳之间通过所述横向磁力电极和所述纵向磁弹力电极实现悬浮。优选的，所述壳体顶部还设置有安装支架，所述安装支架包括第一直角板和第二直角板，所述第一直角板的一端通过紧固件与所述壳体顶部连接，所述第一直角板的另一端通过紧固件与所述第二直角板一端固定连接，所述第二直角板的另一端通过紧固件固定于安装位置。优选的，所述激光灯上还设置有调节支架，所述调节支架包括柔性悬臂，通过所述柔性悬臂可任意调节所述激光灯的入射角度。一种隧道设施全寿命安全运管的实现方法，包括以下步骤：S1、将数据监测装置按照编号分布式的安装在隧道内的不同位置，对隧道内不同位置的振动数据信号进行采集；S2、数据采集模块用于实时在线采集获取隧道运营阶段隧道微小振动时的振动数据信号并传输至数据处理模块；S3、数据处理模块用于处理振动数据信号并获得振动特征量并传输至数据通讯模块；S4、数据通讯模块获取振动特征量并发送至远程后台的监测预警模块；S5、监测预警模块用于接收振动特征量，并对隧道结构进行综合评估，并进行监测预警。优选的，所述S2中，所述数据采集模块用于实时在线采集获取隧道运营阶段隧道微小振动时的振动数据信号包括以下步骤：S11、激光灯的出射光照射在反射板，然后经由反射板反射到达采集板，并在采集板上形成光点；S12、在隧道发生振动时，带动激光灯振动，此时光点发生移动；S13、相机记录光点移动的距离，并通过提取距离的大小从而活动振动数据信号。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种隧道设施全寿命安全运管平台及其实现方法，通过安装支架将数据采集模块直接安装在隧道内部，通过发电组件进行自发电满足数据采集模块的使用，采用数据通讯模块进行无线连接；相比传统的技术手段，采用安装支架安装方便，同时自发电无需架设供电线路和通信线路，减少了物料成本和施工成本；通过相机、激光灯检测振动，可以通过光的折射将振动进行放大，以提高对微小振动的检测精度；监测结果相对准确，很大程度上保障了隧道的安全运营。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术结构主视图；图2是本专利技术截面立体图；图3是图2中A部分示意图；图4是悬挂装置结构示意图；图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道设施全寿命安全运管平台，包括运营管理系统，其特征在于，所述运营管理系统包括至少一个数据监测装置和监测预警系统，每个所述数据监测装置包括依次连接的数据采集模块、数据处理模块和数据通讯模块，每个所述数据监测装置通过所述数据通讯模块连接至所述监测预警系统；所述数据采集模块包括壳体，所述壳体呈矩形，其一侧内壁设置有电池组件，其另一侧内壁中部设置有隔板，所述隔板上表面设置有主机，所述主机用于配置所述数据处理模块和所述数据通讯模块，所述隔板下表面设置有相机，所述相机下方所述壳体底部内壁设置有采集板，所述相机上方所述壳体顶部内壁设置有激光灯；所述壳体内靠近所述电池组件一侧设置有发电组件，所述发电组件通过导线与所述电池组件连接，所述电池组件通过导线与所述数据采集模块连接；所述发电组件一侧设置有反光板，所述激光灯发出的激光经所述反光板反射后在所述采集板上形成光点。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道设施全寿命安全运管平台，包括运营管理系统，其特征在于，所述运营管理系统包括至少一个数据监测装置和监测预警系统，每个所述数据监测装置包括依次连接的数据采集模块、数据处理模块和数据通讯模块，每个所述数据监测装置通过所述数据通讯模块连接至所述监测预警系统；所述数据采集模块包括壳体，所述壳体呈矩形，其一侧内壁设置有电池组件，其另一侧内壁中部设置有隔板，所述隔板上表面设置有主机，所述主机用于配置所述数据处理模块和所述数据通讯模块，所述隔板下表面设置有相机，所述相机下方所述壳体底部内壁设置有采集板，所述相机上方所述壳体顶部内壁设置有激光灯；所述壳体内靠近所述电池组件一侧设置有发电组件，所述发电组件通过导线与所述电池组件连接，所述电池组件通过导线与所述数据采集模块连接；所述发电组件一侧设置有反光板，所述激光灯发出的激光经所述反光板反射后在所述采集板上形成光点。


2.根据权利要求1所述的一种隧道设施全寿命安全运管平台，其特征在于，所述发电组件包括悬挂组件、安装板、矩形套筒和振动板，所述悬挂组件与所述壳体顶部内壁连接，所述矩形套筒与所述壳体底部内壁连接，所述安装板悬挂于所述矩形套筒中部，且所述安装板两端分别与所述悬挂组件和所述振动板连接；所述安装板两侧分别阵列设有多个压块，所述矩形套筒内壁分别对应所述压块设置有压电组件，所述压电组件通过所述压块挤压发电。


3.根据权利要求2所述的一种隧道设施全寿命安全运管平台，其特征在于，所述压电组件包括绝缘槽、压电陶瓷、整流单元和稳压充电单元，所述压电陶瓷一端直接与所述绝缘槽内壁连接，所述压电陶瓷另一端通过弹簧与所述绝缘槽内壁连接；所有所述压电陶瓷并联以后与所述整流单元串联，然后通过稳压充电单元与所述电池组件连接。


4.根据权利要求2所述的一种隧道设施全寿命安全运管平台，其特征在于，所述悬挂组件包括内半球壳、外半球壳和连杆，所述外半球壳底部设置有开口，所述外半球壳顶部与所述壳体内壁固定连接，所述外半球壳内壁圆周均布多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈威，
申请(专利权)人：陈威，
类型：发明
国别省市：江苏;32