一种用于盾构隧道电瓶车的预警系统和装置制造方法及图纸

本申请提供了一种用于盾构隧道电瓶车的预警系统和装置，其中，预警系统包括监测传感器子系统、数据传输子系统、数据处理子系统、安全预警子系统以及辅助支持子系统；监测传感器子系统，用于解算电瓶车的实时位置、测量电瓶车的实时速度和里程、采集行驶环境的实时图像；数据处理子系统，用于基于监测传感器子系统采集的数据确定电瓶车与洞口之间的实时距离，基于实时图像识别电瓶车周围是否存在障碍物和/或行人，并控制安全预警子系统对电瓶车的行驶状态进行显示和预警。本申请能够实现对电瓶车的定位、识别电瓶车行驶环境中的障碍物和行人，提示和预警电瓶车的行驶状态，降低电瓶车超速、视觉盲区的隐患，提高隧道作业的效率和安全性。率和安全性。率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于盾构隧道电瓶车的预警系统和装置


[0001]本申请涉及交通安全预警
，尤其是涉及一种用于盾构隧道电瓶车的预警系统和装置。

技术介绍

[0002]在进行隧道作业时，通常使用盾构隧道电瓶车对建筑材料进行运输，比如，在管片拼装与渣土运送环节，使用盾构隧道电瓶车运入管片、运出渣土。
[0003]实际中，驾驶员在驾驶盾构隧道电瓶车时，由于盾构隧道电瓶车行驶的铁轨通常是蜿蜒曲折的，加之隧道内光照条件有限，容易造成驾驶员驾驶视线不开阔，且电瓶车体积、质量比较大，导致其行驶惯性较大，当电瓶车行驶前方存在行人或杂物时，电瓶车很容易出现制动距离延长或溜车现象，造成施工事故，影响施工进度。
[0004]因此，亟需一种用于盾构隧道电瓶车的预警系统，对电瓶车的行驶状态和行驶环境进行预警。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种用于盾构隧道电瓶车的预警系统和装置，通过对监测到的盾构隧道电瓶车的实时位置、实时速度、行驶环境的实时图像进行处理，实现对电瓶车的定位、对电瓶车行驶环境中障碍物和行人的识别，并对电瓶车的行驶状态进行实时提示和预警，降低盾构隧道电瓶车超速、视觉盲区的隐患，提高隧道作业的效率和安全性。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种用于盾构隧道电瓶车的预警系统，所述预警系统包括监测传感器子系统、数据传输子系统、数据处理子系统、安全预警子系统以及辅助支持子系统；所述监测传感器子系统通过所述数据传输子系统与所述数据处理子系统相连接，所述数据处理子系统通过所述数据传输子系统与所述安全预警子系统相连接，所述监测传感器子系统、所述数据传输子系统、所述数据处理子系统、所述安全预警子系统和所述辅助支持子系统均通过数据通信网络与施工中心相连接；
[0007]所述监测传感器子系统包括车载定位传感器、洞口定位传感器、速度测量传感器和监控相机；其中，所述车载定位传感器使用其壳体下方的两块强磁以车顶磁吸的方式固定在所述盾构隧道电瓶车的车头上；所述洞口定位传感器通过螺栓安装在管片上，包括安装于隧道洞口区的第一洞口定位传感器和均匀分布在隧道其他位置的第二固定洞口定位传感器，所述车载定位传感器、所述洞口定位传感器上设有uwb接收机，所述固定洞口定位传感器之间通过所述uwb接收机连接；
[0008]所述车载定位传感器，用于通过与所述洞口定位传感器通讯获取所述洞口定位传感器的定位信号，并基于所述定位信号解算所述盾构隧道电瓶车的实时位置；
[0009]所述速度测量传感器安装在所述盾构隧道电瓶车的车轮部位，用于测量所述盾构隧道电瓶车的实时速度、里程；
[0010]所述监控相机采用车顶磁吸或者车体侧吸的方式，分别安装在所述盾构隧道电瓶车车体的前后左右四个方向上，用于采集各个指定拍摄区域内的实时图像；
[0011]所述数据处理子系统用于接收所述监测传感器子系统通过所述数据传输子系统发送的所述盾构隧道电瓶车的实时位置、实时速度、里程、实时图像，以及所述洞口定位传感器的定位信号，并基于所述实时位置、所述实时速度、所述定位信号确定所述盾构隧道电瓶车与洞口之间的实时距离，并基于所述实时图像识别所述盾构隧道电瓶车周围是否存在障碍物和/或行人，将所述实时位置、所述实时速度、所述里程、所述实时图像、所述实时图像的识别结果、所述实时距离，以及所述实时速度、所述实时图像的识别结果分别对应的第一控制指令发送给所述安全预警子系统，以使所述安全预警子系统对所述盾构隧道电瓶车的行驶状态进行显示和预警。
[0012]在一种可能的实施方式中，所述安全预警子系统包括数据展示平台和预警平台，所述数据展示平台和所述预警平台均通过数据通信网络与施工中心相连接；
[0013]所述数据展示平台用于对接收到的所述实时位置、所述实时速度、所述里程、所述实时图像、所述实时图像的识别结果、所述实时距离进行显示；
[0014]所述预警平台用于基于接收到所述实时速度、所述实时图像的识别结果对应的第一控制指令，对所述盾构隧道电瓶车的行驶状态进行预警。
[0015]在一种可能的实施方式中，，所述辅助支持子系统包括车载报警装置、配电和不间断电源，所述车载报警装置、所述配电和不间断电源均安装在所述盾构隧道电瓶车上；
[0016]所述数据处理子系统还用于将所述实时速度、所述实时图像的识别结果对应的第二控制指令发送至所述车载报警装置；
[0017]所述车载报警装置用于在接收到所述第二控制指令后发出声光警报。
[0018]在一种可能的实施方式中，所述车载定位传感器、所述洞口定位传感器通过所述uwb接收机与所述数据传输子系统连接，所述uwb接收机上设有接收机天线，所述接收机天线与所述数据传输子系统相匹配；所述速度测量传感器和所述监控相机通过数据通讯线缆与所述数据传输子系统连接。
[0019]在一种可能的实施方式中，所述数据传输子系统包括电缆通讯模块和数据通讯网络模块；所述电缆通讯模块的通讯方式为同轴电缆通讯方式，所述数据通讯网络模块的通讯方式为以太网通讯方式；所述车载定位传感器、所述洞口定位传感器、所述速度测量传感器以及所述监控相机分别通过所述uwb接收机和数据通讯线缆与数据通讯网络模块相连接；所述uwb接收机通过所述数据通讯网络模块与所述数据子处理系统进行通讯；数据处理子系统通过数据通讯网络模块分别与所述安全预警子系统、盾构机驾驶室进行数据传输。
[0020]在一种可能的实施方式中，安全预警子系统包括显示屏、PC端、移动端；
[0021]安全预警子系统还用于将接收到信息存入数据库，并在接收到第一查询端发送的查询指令后，从所述数据库中查找与所述查询指令相匹配的信息，并将查询到的信息发送至所述第一查询端；和/或，在接收到第二查询端发送的导出指令后，将所述数据库中存储的信息导出至所述第二查询端。
[0022]在一种可能的实施方式中，所述数据处理子系统还用于将接收到的实时图像输入至目标检测模型，并将所述目标检测模型输出的实时图像的识别结果发送至所述安全预警子系统。
[0023]在一种可能的实施方式中，所述目标检测模型通过如下方式确定实时图像的识别结果：
[0024]步骤1：对所述实时图像进行预处理，包括：对所述实时图像的颜色空间进行转换，将所述实时图像转换为灰度图，并对所述灰度图进行缩小处理和梯度计算；
[0025]步骤2：通过加强稀疏性的卷积层对预处理后的实时图像进行运算，得到部位检测图并对障碍物和/或行人进行标记；将子采样层的结构转换为形变处理层，对障碍物和/或行人的形变进行处理，得到障碍物和/或行人的检测分数；
[0026]步骤3：将所述检测分数输入遮挡处理模型，对遮挡的障碍物和/或行人数据进行处理；
[0027]步骤4：将所述遮挡处理模型的处理结果输入标签分类层，确定所述实时图像的识别结果。
[0028]在一种可能的实施方式中，通过如下方式对所述目标检测模型进行训练：
[0029]步骤1：使用所述监控相机获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于盾构隧道电瓶车的预警系统，其特征在于，所述预警系统包括监测传感器子系统、数据传输子系统、数据处理子系统、安全预警子系统以及辅助支持子系统；所述监测传感器子系统通过所述数据传输子系统与所述数据处理子系统相连接，所述数据处理子系统通过所述数据传输子系统与所述安全预警子系统相连接，所述监测传感器子系统、所述数据传输子系统、所述数据处理子系统、所述安全预警子系统和所述辅助支持子系统均通过数据通信网络与施工中心相连接；所述监测传感器子系统包括车载定位传感器、洞口定位传感器、速度测量传感器和监控相机；其中，所述车载定位传感器使用其壳体下方的两块强磁以车顶磁吸的方式固定在所述盾构隧道电瓶车的车头上；所述洞口定位传感器通过螺栓安装在管片上，包括安装于隧道洞口区的第一洞口定位传感器和均匀分布在隧道其他位置的第二固定洞口定位传感器，所述车载定位传感器、所述洞口定位传感器上设有uwb接收机，所述固定洞口定位传感器之间通过所述uwb接收机连接；所述车载定位传感器，用于通过与所述洞口定位传感器通讯获取所述洞口定位传感器的定位信号，并基于所述定位信号解算所述盾构隧道电瓶车的实时位置；所述速度测量传感器安装在所述盾构隧道电瓶车的车轮部位，用于测量所述盾构隧道电瓶车的实时速度、里程；所述监控相机采用车顶磁吸或者车体侧吸的方式，分别安装在所述盾构隧道电瓶车车体的前后左右四个方向上，用于采集各个指定拍摄区域内的实时图像；所述数据处理子系统用于接收所述监测传感器子系统通过所述数据传输子系统发送的所述盾构隧道电瓶车的实时位置、实时速度、里程、实时图像，以及所述洞口定位传感器的定位信号，并基于所述实时位置、所述实时速度、所述定位信号确定所述盾构隧道电瓶车与洞口之间的实时距离，并基于所述实时图像识别所述盾构隧道电瓶车周围是否存在障碍物和/或行人，将所述实时位置、所述实时速度、所述里程、所述实时图像、所述实时图像的识别结果、所述实时距离，以及所述实时速度、所述实时图像的识别结果分别对应的第一控制指令发送给所述安全预警子系统，以使所述安全预警子系统对所述盾构隧道电瓶车的行驶状态进行显示和预警。2.根据权利要求1所述的用于盾构隧道电瓶车的预警系统，其特征在于，所述安全预警子系统包括数据展示平台和预警平台，所述数据展示平台和所述预警平台均通过数据通信网络与施工中心相连接；所述数据展示平台用于对接收到的所述实时位置、所述实时速度、所述里程、所述实时图像、所述实时图像的识别结果、所述实时距离进行显示；所述预警平台用于基于接收到所述实时速度、所述实时图像的识别结果对应的第一控制指令，对所述盾构隧道电瓶车的行驶状态进行预警。3.根据权利要求1所述的用于盾构隧道电瓶车的预警系统，其特征在于，所述辅助支持子系统包括车载报警装置、配电和不间断电源，所述车载报警装置、所述配电和不间断电源均安装在所述盾构隧道电瓶车上；所述数据处理子系统还用于将所述实时速度、所述实时图像的识别结果对应的第二控制指令发送至所述车载报警装置；所述车载报警装置用于在接收到所述第二控制指令后发出声光警报。
4.根据权利要求1所述的用于盾构隧道电瓶车的预警系统，其特征在于，所述车载定位传感器、所述洞口定位传感器通过所述uwb接收机与所述数据传输子系统连接，所述uwb接收机上设有接收机天线，所述接收机天线与所述数据传输子系统相匹配；所述速度测量传感器和所述监控相机通过数据通讯线缆与所述数据传输子系统连接。5.根据权利要求1所述的用于盾构隧道电瓶车的预警系统，其特征在于，所述数据传输子系统包括电缆通讯模块和数据通讯网络模块；所述电缆通讯模块的通讯方式为同轴电缆通讯方式，所述数据通讯网络模块的通讯方式为以太网通讯方式；所述车载定位传感器、所述洞口定位传感器、所述速度测量传感器以及所述监控相机分别通过所述uwb接收机和数据通讯线缆与数据通讯网络模块相连接；所述uwb接收机通过所述数据通讯网络模块与所述数据子处理系统进行通讯；数据处理子系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓日，戴璐璐，
申请(专利权)人：力信测量上海有限公司，
类型：发明
国别省市：