隧道內掉落物監測報警系統和方法

隧道內掉落物監測報警系統和方法
【專利摘要】本發明提供了隧道內掉落物監測報警系統和方法，屬于電子監測領域，包括：雷達監測單元、視頻監測單元和系統控制單元；雷達監測單元，用于探測隧道內的掉落物，當隧道內出現掉落物時，將隧道內掉落物的坐標信息發送給系統控制單元；視頻監測單元，用于根據系統控制單元提供的坐標信息，獲取隧道內坐標信息的視頻數據；系統控制單元，用于接收雷達監測單元和視頻監測單元的實時監測數據，并對監測數據進行分析和處理。與現有技術需要人工對隧道進行巡視以便發現掉落物進行清理相比，該檢測系統能夠實時的監測隧道內的環境，能夠及時準確的發現掉落物，并反饋給工作人員進行及時的處理，保證列車的運行安全。
【專利說明】
隧道內掉落物監測報警系統和方法
技術領域
[0001]本發明涉及隧道內監測系統領域，具體而言，涉及隧道內掉落物監測報警系統和方法。
【背景技術】
[0002]目前，高鐵建設迅猛發展，高鐵線路遍布大江南北，隨之也進行了大量的隧道建設，隧道內墻體的掉落物引起異物侵限的現象時有發生，輕則造成列車延誤，重則致使人身傷害，因此，為了保證列車的正常運行，對隧道內掉落物的監控與處理受到了人們的廣泛重視。
[0003]相關技術中，監測隧道內的掉落物通常需要工作人員進行巡視，及時的發現掉落下來的墻體，然后進行清理，以保證列車的正常運行，避免危險的發生。
[0004]在實際操作過程中，由于隧道墻體脫落的發生具有突發性、無規律性和不可預測性等特點，加之工作人員有限，不可能實時對隧道內掉落物情況進行監測，這就有可能忽略部分隧道內墻體掉落物，從而影響了列車的安全運行。

【發明內容】

[0005]有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種隧道內掉落物監測報警系統和方法，以提高對隧道內掉落物的精確監測，更好的監測隧道內的環境，使工作人員可以根據監測結果及時對隧道內的掉落物進行清理與維護，保證列車的運行安全。
[0006]第一方面，本發明實施例提供了隧道內掉落物監測報警系統，包括:雷達監測單元、視頻監測單元和系統控制單元；
[0007]所述系統控制單元分別與所述視頻監測單元和所述雷達監測單元連接；
[0008]所述雷達監測單元，用于探測隧道內的掉落物，當隧道內出現掉落物時，將所述隧道內掉落物的坐標信息發送給所述系統控制單元；
[0009]所述視頻監測單元，用于根據所述系統控制單元提供的坐標信息，獲取隧道內所述坐標信息的視頻數據；
[0010]所述系統控制單元，用于接收所述雷達監測單元和所述視頻監測單元的實時監測數據，并對所述監測數據進行分析和處理。
[0011]結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述雷達監測單元包括:激光雷達、交換機和安全策略模塊；
[0012]所述交換機分別與所述激光雷達和所述安全策略模塊連接；
[0013]所述激光雷達，用于探測隧道內的掉落物，當隧道內出現掉落物時，計算出隧道內掉落物的坐標信息，并將所述隧道內掉落物的坐標信息發送給所述系統控制單元；
[0014]所述安全策略模塊，用于監測所述激光雷達的狀態信息，并當所述狀態信息達到預設閾值時發出報警信息，其中，所述狀態信息包括所述激光雷達內部的溫度數據、壓強數據和角度數據；
[0015]所述交換機，用于對所述激光雷達和所述安全策略模塊與所述系統控制單元之間進行數據交互。
[0016]結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述系統還包括:雷達支架，所述雷達支架用于對所述雷達監測單元進行固定和防護；
[0017]所述雷達支架包括:化學錨栓、支撐底板、支撐銷軸、第一調節板、偏轉調螺母、第二調節板、俯仰調節螺母、壓緊螺母和雷達罩；
[0018]多個所述化學錨栓，分別安裝在所述支撐底板的底部，用于將所述雷達監測單元固定在隧道內；
[0019]所述支撐底板的兩側分別設置有第一凸耳，通過穿過所述第一凸耳的所述支撐銷軸與所述第二調節板兩側設置的第二凸耳固定，使得所述雷達監測單元在所述支撐軸銷的旋轉方向上進行俯仰調節；
[0020]所述第二調節板兩側分別設置的所述第二凸耳上分別開設有俯仰調節凹槽，所述俯仰調節凹槽中設置有俯仰調節螺母，所述俯仰調節螺母用于對俯仰調節后的所述雷達監測單元進行固定；
[0021]所述第一調節板通過所述壓緊螺母固定在所述第二調節板上，所述第一調節板的兩側分別開設有偏轉調節凹槽，所述偏轉調節凹槽中設置有偏轉調節螺母，所述偏轉調節螺母用于對偏轉調節后的所述雷達監測單元進行固定；
[0022]所述雷達罩固定在所述第一調節板上，所述雷達監測單元設置在所述雷達罩內部，所述雷達罩用于對所述雷達監測單元進行保護；
[0023]安全策略模塊，設置在所述雷達罩的頂部。
[0024]結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述安全策略模塊包括:單片機、溫度傳感器、角速度傳感器、壓強傳感器、繼電器組和蜂鳴器；
[0025]所述單片機分別與所述溫度傳感器、所述角度傳感器、所述壓強傳感器和所述繼電器組連接；
[0026]所述繼電器組還與所述蜂鳴器連接；
[0027]所述單片機用于接收所述溫度傳感器、所述角速度傳感器、所述加速度傳感器、所述角度傳感器和所述壓強傳感器測量的所述激光雷達的狀態信息，并對所述狀態信息進行處理，從而控制繼電器組的閉合狀態；
[0028]所述蜂鳴器，用于當所述繼電器組閉合時，發出報警信息；
[0029]所述溫度傳感器，用于測量所述激光雷達內部的溫度數據；
[0030]所述角度傳感器，用于測量所述激光雷達內部的角度數據；
[0031]所述壓強傳感器，用于測量所述激光雷達內部的壓強數據。
[0032]結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所述視頻監測單元包括:網絡攝像機和網絡硬盤錄像機；
[0033]所述網絡攝像機分別與所述網絡硬盤錄像機和所述系統控制單元連接；
[0034]所述網絡攝像機，用于獲取所述系統控制單元發送隧道內掉落物的坐標信息，并根據所述坐標信息進行旋轉，拍攝所述坐標信息對應的隧道內的視頻數據；
[0035]所述網絡硬盤錄像機，用于接收所述網絡攝像機傳輸的視頻數據，并對接收到的所述視頻數據進行存儲和管理。
[0036]結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，所述系統還包括:系統供電單元，所述系統供電單元分別與所述雷達監測單元、所述視頻監測單元和所述系統控制單元連接；
[0037]所述系統供電單元，用于為所述雷達監測單元、所述視頻監測單元和所述系統控制單元供電；
[0038]所述系統供電單元包括:開關電源、電池組和不間斷電源；
[0039]所述不間斷電源分別與所述電池組和所述開關電源連接；
[0040]所述開關電源，用于控制開關管開通和斷開的時間比率，維持穩定輸出的電壓，分別為所述雷達監測單元、所述系統控制單元和所述視頻監測單元供電；
[0041]所述電池組，用于當所述開關電源電壓不穩定或突然斷電時，分別為所述雷達監測單元、所述系統控制單元和所述視頻監測單元供電；
[0042]所述不間斷電源，用于將直流電轉換成市電，并將轉化后的市電進行穩壓處理，分別為所述雷達監測單元、所述系統控制單元和所述視頻監測單元提供穩壓處理后的電能。
[0043]結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，所述系統還包括:報警單元；
[0044]所述報警單元與所述系統控制單元連接；
[0045]所述報警單元，用于接收所述系統控制單元發送的報警指令，執行報警操作。
[0046]結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中，所述系統控制單元包括:可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)和工業控制計算機；
[0047]所述PLC分別與所述工業控制計算機和所述報警單元連接；
[0048]所述工業控制計算機，用于接收所述雷達監測單元和所述視頻監測單元發送的實時監測數據并完成邏輯處理；
[0049 ]所述PLC，用于向所述報警單元發送報警指令。
[0050]第二方面，本發明實施例提供了一種利用上述隧道內掉落物監測報警系統的隧道內掉落物監測報警方法，包括:
[0051 ]當隧道內出現掉落物時，獲取隧道內掉落物的坐標信息；
[0052]對獲取到的所述隧道內掉落物的坐標信息進行處理，并根據得到的處理結果獲取隧道內掉落物現場的視頻數據；
[0053]將獲取到的隧道內掉落物現場的視頻數據顯示給用戶。
[0054]結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，當隧道內出現掉落物時，獲取隧道內掉落物的坐標信息，包括:
[0055]當隧道內出現掉落物時，獲取所述掉落物反射回來的光脈沖信號；
[0056]根據獲取到的光脈沖信號，計算隧道內掉落物的坐標信息。
[0057]本發明實施例提供的隧道內掉落物監測報警系統和方法，通過設置的雷達監測單元探測隧道內的掉落物，當有掉落物出現時，雷達監測單元監測到掉落物的坐標信息，并將該掉落物的坐標信息傳輸給系統控制單元，系統控制單元根據獲取到的掉落物的坐標信息進行分析和處理，從而得出掉落物的位置和大小信息，視頻監測單元根據系統控制單元的控制獲取掉落物的坐標信息的視頻數據，并將獲取到的視頻數據顯示給工作人員，便于工作人員及時的對隧道內掉落物進行處理，與現有技術需要人工對隧道進行巡視以便發現掉落物并進行清理相比，該檢測系統能夠實時的監測隧道內的環境并及時準確的發現掉落物，然后將掉落物的情況反饋給工作人員進行及時處理，從而保證了列車的運行安全。
【附圖說明】
[0058]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
[0059]圖1示出了本發明實施例所提供的隧道內掉落物監測報警系統的結構示意圖；
[0060]圖2示出了本發明實施例所提供的隧道內掉落物監測報警系統的雷達支架的結構示意圖；
[0061 ]圖3示出了本發明實施例所提供的隧道內掉落物監測報警方法的流程圖。
[0062]附圖1中，各標號所代表的部件列表如下:
[0063]20:系統供電單元，201:電池組，
[0064]202:不間斷電源，30:雷達監測單元，
[0065]301:激光雷達，302:安全策略模塊，
[0066]303:交換機，40:系統控制單元，
[0067]401:工業控制計算機，402: PLC，
[0068]50:視頻監測單元，501:網絡攝像機，
[0069]502:網絡硬盤錄像機，60:報警單元。
[0070]附圖2中，各標號所代表的部件列表如下:
[0071]1:化學錨栓，2:支撐底板，
[0072]3:支撐銷軸，4:第一調節板，
[0073]5:偏轉調節螺母，6:第二調節板，
[0074]7:俯仰調節螺母，8:壓緊螺母，
[0075]9:雷達罩，10:第一凸耳，
[0076]11:第二凸耳。
【具體實施方式】
[0077]下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0078]考慮到相關技術中，監測隧道內的掉落物通常需要工作人員進行巡視，及時的發現掉落下來的墻體，然后進行清理，以保證列車的正常運行，避免危險的發生;在實際操作過程中，由于隧道墻體脫落的發生具有突發性、無規律性和不可預測性等特點，加之工作人員有限，不可能實時對隧道內掉落物情況進行監測，這就有可能忽略部分隧道內墻體掉落物，從而影響了列車的安全運行。基于此，本發明實施例提供了隧道內掉落物監測報警系統和方法，下面通過實施例進行描述。
[0079]實施例1
[0080]為了能夠實現對隧道內的掉落物實時監測，并將發生隧道內墻體掉落的情況反饋給工作人員，使工作人員能夠根據監測結果進行及時的處理，防止危險的發生，保證列車的運行安全。參見圖1，本實施例提供隧道內掉落物監測報警系統，包括:雷達監測單元30、視頻監測單元50和系統控制單元40 ；
[0081]系統控制單元40分別與視頻監測單元50和雷達監測單元30連接；
[0082]雷達監測單元30，用于探測隧道內的掉落物，當隧道內出現掉落物時，將隧道內掉落物的坐標信息發送給系統控制單元40;
[0083]視頻監測單元50，用于根據系統控制單元40提供的坐標信息，獲取隧道內坐標信息的視頻數據；
[0084]系統控制單元40，用于接收雷達監測單元30和視頻監測單元50的實時監測數據，并對監測數據進行分析和處理。
[0085]其中，系統控制單元40接收雷達監測單元30監測的隧道內掉落物的坐標信息等，并對該信息進行分析處理得出隧道內掉落物的位置和大小，便于進一步的對隧道內掉落物情況進行了解。
[0086]為了能夠實現對隧道內掉落物發生的情況進行實時的監測，并將監測到的隧道內掉落物的信息發送給系統控制單元40。本實施例提供隧道內掉落物監測報警系統，雷達監測單元30包括:激光雷達301、交換機303和安全策略模塊302;
[0087]交換機303分別與激光雷達301和安全策略模塊302連接；
[0088]激光雷達301，用于探測隧道內的掉落物，當隧道內出現掉落物時，計算出隧道內掉落物的坐標信息，并將隧道內掉落物的坐標信息發送給系統控制單元40;
[0089]安全策略模塊302，用于監測激光雷達301的狀態信息，并當狀態信息達到預設閾值時發出報警信息，其中，狀態信息包括激光雷達301內部的溫度數據、壓強數據和角度數據；
[0090]交換機303，用于對激光雷達301和安全策略模塊302與系統控制單元40之間進行數據交互。
[0091]通過以上實施例可以看出，激光雷達301是一套激光測量光電系統，激光發射器發射很短的光脈沖，光脈沖被隧道內掉落物反射回后，接收器收到反射回來的光束。由于傳感器和物體之間有一定的距離，反射回來的光線會有延遲，處理器會計算延遲時間，根據光的傳播速度30萬千米/秒，處理器會把延遲時間轉換成相應的距離。由于激光傳感器內的旋轉反射鏡會把光束反射成不同的角度，使得激光傳感器能夠掃描一個預先設置的掃描平面，當一束激光入射在隧道內掉落物時，就確定了該物體以距離和方向為形式的坐標信息。同時還可以根據其檢測參數缺頂隧道內掉落物的大小等信息。本系統中激光雷達301架設在距隧道兩側頂端約3.5米處，為防止激光雷達301間對射產生干擾，兩側的激光雷達301采取上下錯位安裝的方式，形成兩層光幕。當隧道內有異物掉落通過光幕時，雷達發射的激光被遮擋，同時會把障礙物位置等信息發送到終端，系統根據事前設定的判斷邏輯，執行相應策略。安全策略模塊302主要功能是監測激光雷達301內部的溫度、壓強和角度，并將監測數據傳輸給系統控制單元40，觸發報警邏輯，是工作人員能夠及時的了解隧道內的情況，并及時的做出處理，防止危險的發生，保障列車的安全行駛。
[0092]為了有效的對雷達監測單元30進行固定和防護，保證雷達監測單元30的穩定的對隧道內掉落物進行實時的監測。參見圖2，本實施例提供隧道內掉落物監測報警系統，系統還包括:雷達支架，雷達支架用于對雷達監測單元30進行固定和防護；
[0093]雷達支架包括:化學錨栓1、支撐底板2、支撐銷軸3、第一調節板4、偏轉調螺母、第二調節板6、俯仰調節螺母7、壓緊螺母8和雷達罩9;
[0094]多個化學錨栓I，分別安裝在支撐底板2的底部，用于將雷達監測單元30固定在隧道內；
[0095]支撐底板2的兩側分別設置有第一凸耳10，通過穿過第一凸耳10的支撐銷軸3與第二調節板6兩側設置的第二凸耳11固定，使得雷達監測單元30在支撐軸銷的旋轉方向上進行俯仰調節；
[0096]第二調節板6兩側分別設置的第二凸耳11上分別開設有俯仰調節凹槽，俯仰調節凹槽中設置有俯仰調節螺母7，俯仰調節螺母7用于對俯仰調節后的雷達監測單元30進行固定；
[0097]第一調節板4通過壓緊螺母8固定在第二調節板6上，第一調節板4的兩側分別開設有偏轉調節凹槽，偏轉調節凹槽中設置有偏轉調節螺母5，偏轉調節螺母5用于對偏轉調節后的雷達監測單元30進行固定；
[0098]雷達罩9固定在第一調節板4上，雷達監測單元30設置在雷達罩9內部，雷達罩9用于對雷達監測單元30進行保護；
[0099]安全策略模塊302，設置在所述雷達罩9的頂部。
[0100]通過以上實施例可以看出，雷達支架結構設計巧妙，安裝牢固可靠，抗風壓，通過調整調節螺母即可實現雷達俯仰±15°、偏轉±15°等姿態調節來適應洞壁情況;為了保證設備在長期運行過程中的系統穩定性，避免因零部件老化造成的支架掉落事故發生，雷達支架采用了多重緊固方式，即每一所需固定點均采用兩種及以上固定方式，在一種方式失效的情況下另外一種亦能保證雷達支架穩固于墻體且不發生姿態變化。另外，在雷達罩9的頂部部安裝了安全策略模塊302，可在雷達支架發生偏離既定位置時觸發報警策略來通知維護人員進行設備調整。
[0101]其中，優選地，雷達架設在距隧道兩側頂端約3.5米處，為防止激光雷達間對射產生干擾，兩側的激光雷達采取上下錯位安裝的方式，形成兩層光幕。
[0102]為了對激光雷達301內的工作狀態進行監測，保證激光雷達301處于正常的工作狀態。本實施例提供隧道內掉落物監測報警系統，安全策略模塊302包括:單片機、溫度傳感器、角速度傳感器、壓強傳感器、繼電器組和蜂鳴器；
[0103]單片機分別與溫度傳感器、角度傳感器、壓強傳感器和繼電器組連接；
[0104]繼電器組還與蜂鳴器連接；
[0105]單片機用于接收溫度傳感器、角速度傳感器、加速度傳感器、角度傳感器和壓強傳感器測量的激光雷達301的狀態信息，并對狀態信息進行處理，從而控制繼電器組的閉合狀態；
[0106]蜂鳴器，用于當繼電器組閉合時，發出報警信息；
[0107]溫度傳感器，用于測量激光雷達301內部的溫度數據；
[0108]角度傳感器，用于測量激光雷達301內部的角度數據；
[0109]壓強傳感器，用于測量激光雷達301內部的壓強數據。
[0110]通過以上實施例可以看出，安全策略模塊302實時監測激光雷達301的內部的溫度、壓強和角度等信息通過RS485總線實時將監測數據傳輸給系統控制單元40，當安全策略模塊302內部監測到的參數達到預設的參數值時，使系統控制單元40觸發報警邏輯，實現報警，使工作人員能夠及時的進行維護，保證整個系統的正常運行，進而保證列車的安全行駛。
[0111]為了在隧道內出現掉落物時，能夠將掉落物將發生掉落物周圍的環境顯示給工作人員，使工作人員能夠及時的了解現場的情況，并做出調整和維護，保證列車的正常運行。
[0112]本實施例提供隧道內掉落物監測報警系統中，視頻監測單元50包括:網絡攝像機501和網絡硬盤錄像機502;
[0113]網絡攝像機501分別與網絡硬盤錄像機502和系統控制單元40連接；
[0114]網絡攝像機501，用于獲取系統控制單元40發送隧道內掉落物的坐標信息，并根據坐標信息進行旋轉，拍攝坐標信息對應的隧道內的視頻數據；
[0115]網絡硬盤錄像機502，用于接收網絡攝像機501傳輸的視頻數據，并對接收到的視頻數據進行存儲和管理。
[0116]通過以上實施例可以看出，系統控制單元40將隧道內掉落物的坐標信息發送給視頻監測單元50，網絡攝像機501根據掉落物的坐標信息調整攝像頭的位置，拍攝隧道內的情況，并通過網絡信號將拍攝的視頻發送給網絡硬盤錄像機502，網絡硬盤錄像機502對該視頻進行存儲、顯示和管理，使得工作人員能夠通過視頻數據及時的了解隧道內的請況。
[0117]為了給雷達監測單元30、視頻監測單元50和系統控制單元40提供動力，保證系統正常工作。本實施例提供隧道內掉落物監測報警系統，還包括:系統供電單元20，系統供電單元20分別與雷達監測單元30、視頻監測單元50和系統控制單元40連接；
[0118]系統供電單元20，用于為雷達監測單元30、視頻監測單元50和系統控制單元40供電；
[0119]系統供電單元20包括:開關電源203、電池組201和不間斷電源202;
[0120]不間斷電源202分別與電池組201和開關電源203連接；
[0121]開關電源203，用于控制開關管開通和斷開的時間比率，維持穩定輸出的電壓，分別為雷達監測單元30、系統控制單元40和視頻監測單元50供電；
[0122]電池組201，用于當開關電源203電壓不穩定或突然斷電時，分別為雷達監測單元30、系統控制單元40和視頻監測單元50供電；
[0123]不間斷電源202，用于將直流電轉換成市電，并將轉化后的市電進行穩壓處理，分別為雷達監測單元30、系統控制單元40和視頻監測單元50提供穩壓處理后的電能。
[0124]通過以上實施例可以看出，開關電源203是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，用于將220V交流電轉化為24V直流電，從而提供電能。
[0125]不間斷電源202，是通過逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統設備，提供穩定、不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，不間斷電源202將市電穩壓后供應給負載使用，此時的不間斷電源就是一臺交流市電穩壓器，同時它還向電池充電；當市電中斷時，不間斷電源202立即將電池的直流電能，通過逆變零切換轉換的方法向負載繼續供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。
[0126]為了在隧道內出現掉落物時或者激光雷達301的溫度和角度等參數偏離設定值時，發出報警信號，警示人們列車運行存在安全隱患。本實施例提供隧道內掉落物監測報警系統，系統還包括:報警單元60;
[0127]報警單元60與系統控制單元40連接；
[0128]報警單元60，用于接收系統控制單元40發送的報警指令，執行報警操作。
[0129]通過以上實施例可以看出，在隧道內出現掉落物時或者激光雷達301的溫度和角度等參數偏離設定值時，系統控制單元40都會向報警單元60發送報警指令，觸發報警單元60報警。
[0130]為了實現對雷達監測系統和視頻監測系統的控制和管理。本實施例提供隧道內掉落物監測報警系統，系統控制單元40包括:可編程邏輯控制器PLC402和工業控制計算機401；
[0131 ] PLC402分別與工業控制計算機401和報警單元60連接；
[0132]工業控制計算機401，用于接收雷達監測單元30和視頻監測單元50發送的實時監測數據并完成邏輯處理；
[0133]PLC402，用于向報警單元60發送報警指令。
[0134]通過以上實施例可以看出，工業控制計算機401接收雷達監測系統測得的隧道內掉落物的坐標信息，并將該掉落物的坐標信息傳輸給視頻監測單元50，控制視頻監測單元50監測隧道內發生掉落物的位置，方便工作人員及時的了解現場的情況，同時發出報警指令，使報警單元60發出報警，警示人們危險的存在，及時的對現場進行處理，保證列車的安全運行。
[0135]綜上所述，通過設置的雷達監測單元探測隧道內的掉落物，當有掉落物出現時，雷達監測單元監測到掉落物的坐標信息，并將該掉落物的坐標信息傳輸給系統控制單元，系統控制單元根據獲取到的掉落物的坐標信息進行分析和處理，從而得出掉落物的位置和大小信息，視頻監測單元根據系統控制單元的控制獲取掉落物的坐標信息的視頻數據，并將獲取到的視頻數據顯示給工作人員，便于工作人員及時的對隧道內掉落物進行處理，與現有技術需要人工對隧道進行巡視以便發現掉落物并進行清理相比，該檢測系統能夠實時的監測隧道內的環境并及時準確的發現掉落物，然后將掉落物的情況反饋給工作人員進行及時處理，從而保證了列車的運行安全。
[0136]實施例2
[0137]參見圖3，本發明實施例還提供了一種利用上述實施例中的隧道內掉落物監測報警系統的隧道內掉落物監測報警方法，，該方法包括以下步驟:
[0138]步驟S302，當隧道內出現掉落物時，獲取隧道內掉落物的坐標信息。
[0139]步驟S304，對獲取到的隧道內掉落物的坐標信息進行處理，并根據得到的處理結果獲取隧道內掉落物現場的視頻數據。
[0140]步驟S306，將獲取到的隧道內掉落物現場的視頻數據顯示給用戶。
[0141]其中，當隧道內出現掉落物時，獲取隧道內掉落物的坐標信息，包括以下步驟(I)至步驟(2):
[0142](I)當隧道內出現掉落物時，獲取掉落物反射回來的光脈沖信號；
[0143](2)根據獲取到的光脈沖信號，計算隧道內掉落物的坐標信息。
[0144]綜上所述，當發現隧道內出現掉落物時，獲取掉落物的坐標信息，并拍攝該坐標信息對應的隧道內的視頻，同時顯示給用戶，使用戶及時了解隧道內出現的狀況，及時的做出相應的調整和維護，防止危險的發生，保證列車的運行安全。
[0145]顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
[0146]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.隧道內掉落物監測報警系統，其特征在于，包括:雷達監測單元、視頻監測單元和系統控制單元； 所述系統控制單元分別與所述視頻監測單元和所述雷達監測單元連接； 所述雷達監測單元，用于探測隧道內的掉落物，當隧道內出現掉落物時，將所述隧道內掉落物的坐標信息發送給所述系統控制單元； 所述視頻監測單元，用于根據所述系統控制單元提供的坐標信息，獲取隧道內所述坐標信息的視頻數據； 所述系統控制單元，用于接收所述雷達監測單元和所述視頻監測單元的實時監測數據，并對所述監測數據進行分析和處理。2.根據權利要求1所述的隧道內掉落物監測報警系統，其特征在于，所述雷達監測單元包括:激光雷達、交換機和安全策略模塊； 所述交換機分別與所述激光雷達和所述安全策略模塊連接； 所述激光雷達，用于探測隧道內的掉落物，當隧道內出現掉落物時，計算出隧道內掉落物的坐標信息，并將所述隧道內掉落物的坐標信息發送給所述系統控制單元； 所述安全策略模塊，用于監測所述激光雷達的狀態信息，并當所述狀態信息達到預設閾值時發出報警信息，其中，所述狀態信息包括所述激光雷達內部的溫度數據、壓強數據和角度數據； 所述交換機，用于對所述激光雷達和所述安全策略模塊與所述系統控制單元之間進行數據交互。3.根據權利要求2所述的隧道內掉落物監測報警系統，其特征在于，所述系統還包括:雷達支架，所述雷達支架用于對所述雷達監測單元進行固定和防護； 所述雷達支架包括:化學錨栓、支撐底板、支撐銷軸、第一調節板、偏轉調螺母、第二調節板、俯仰調節螺母、壓緊螺母和雷達罩； 多個所述化學錨栓，分別安裝在所述支撐底板的底部，用于將所述雷達監測單元固定在隧道內； 所述支撐底板的兩側分別設置有第一凸耳，通過穿過所述第一凸耳的所述支撐銷軸與所述第二調節板兩側設置的第二凸耳固定，使得所述雷達監測單元在所述支撐軸銷的旋轉方向上進行俯仰調節； 所述第二調節板兩側分別設置的所述第二凸耳上分別開設有俯仰調節凹槽，所述俯仰調節凹槽中設置有俯仰調節螺母，所述俯仰調節螺母用于對俯仰調節后的所述雷達監測單元進行固定； 所述第一調節板通過所述壓緊螺母固定在所述第二調節板上，所述第一調節板的兩側分別開設有偏轉調節凹槽，所述偏轉調節凹槽中設置有偏轉調節螺母，所述偏轉調節螺母用于對偏轉調節后的所述雷達監測單元進行固定； 所述雷達罩固定在所述第一調節板上，所述雷達監測單元設置在所述雷達罩內部，所述雷達罩用于對所述雷達監測單元進行保護； 安全策略模塊，設置在所述雷達罩的頂部。4.根據權利要求2所述的隧道內掉落物監測報警系統，其特征在于，所述安全策略模塊包括:單片機、溫度傳感器、角速度傳感器、壓強傳感器、繼電器組和蜂鳴器； 所述單片機分別與所述溫度傳感器、所述角度傳感器、所述壓強傳感器和所述繼電器組連接； 所述繼電器組還與所述蜂鳴器連接； 所述單片機用于接收所述溫度傳感器、所述角速度傳感器、所述加速度傳感器、所述角度傳感器和所述壓強傳感器測量的所述激光雷達的狀態信息，并對所述狀態信息進行處理，從而控制繼電器組的閉合狀態； 所述蜂鳴器，用于當所述繼電器組閉合時，發出報警信息； 所述溫度傳感器，用于測量所述激光雷達內部的溫度數據； 所述角度傳感器，用于測量所述激光雷達內部的角度數據； 所述壓強傳感器，用于測量所述激光雷達內部的壓強數據。5.根據權利要求1所述的隧道內掉落物監測報警系統，其特征在于，所述視頻監測單元包括:網絡攝像機和網絡硬盤錄像機； 所述網絡攝像機分別與所述網絡硬盤錄像機和所述系統控制單元連接； 所述網絡攝像機，用于獲取所述系統控制單元發送隧道內掉落物的坐標信息，并根據所述坐標信息進行旋轉，拍攝所述坐標信息對應的隧道內的視頻數據； 所述網絡硬盤錄像機，用于接收所述網絡攝像機傳輸的視頻數據，并對接收到的所述視頻數據進行存儲和管理。6.根據權利要求1所述的隧道內掉落物監測報警系統，其特征在于，所述系統還包括:系統供電單元，所述系統供電單元分別與所述雷達監測單元、所述視頻監測單元和所述系統控制單元連接； 所述系統供電單元，用于為所述雷達監測單元、所述視頻監測單元和所述系統控制單元供電； 所述系統供電單元包括:開關電源、電池組和不間斷電源； 所述不間斷電源分別與所述電池組和所述開關電源連接； 所述開關電源，用于控制開關管開通和斷開的時間比率，維持穩定輸出的電壓，分別為所述雷達監測單元、所述系統控制單元和所述視頻監測單元供電； 所述電池組，用于當所述開關電源電壓不穩定或突然斷電時，分別為所述雷達監測單元、所述系統控制單元和所述視頻監測單元供電； 所述不間斷電源，用于將直流電轉換成市電，并將轉化后的市電進行穩壓處理，分別為所述雷達監測單元、所述系統控制單元和所述視頻監測單元提供穩壓處理后的電能。7.根據權利要求1所述的隧道內掉落物監測報警系統，其特征在于，所述系統還包括:報警單元； 所述報警單元與所述系統控制單元連接； 所述報警單元，用于接收所述系統控制單元發送的報警指令，執行報警操作。8.根據權利要求7所述的隧道內掉落物監測報警系統，其特征在于，所述系統控制單元包括:可編程邏輯控制器PLC和工業控制計算機； 所述PLC分別與所述工業控制計算機和所述報警單元連接； 所述工業控制計算機，用于接收所述雷達監測單元和所述視頻監測單元發送的實時監測數據并完成邏輯處理； 所述PLC，用于向所述報警單元發送報警指令。9.一種利用上述權利要求1-8任一項所述的隧道內掉落物監測報警系統的隧道內掉落物監測報警方法，其特征在于，包括: 當隧道內出現掉落物時，獲取隧道內掉落物的坐標信息； 對獲取到的所述隧道內掉落物的坐標信息進行處理，并根據得到的處理結果獲取隧道內掉落物現場的視頻數據； 將獲取到的隧道內掉落物現場的視頻數據顯示給用戶。10.根據權利要求9所述的隧道內掉落物監測報警方法，其特征在于，當隧道內出現掉落物時，獲取隧道內掉落物的坐標信息，包括: 當隧道內出現掉落物時，獲取所述掉落物反射回來的光脈沖信號； 根據獲取到的光脈沖信號，計算隧道內掉落物的坐標信息。
【文檔編號】G01S17/02GK106050309SQ201610647245
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月9日 公開號201610647245.2, CN 106050309 A, CN 106050309A, CN 201610647245, CN-A-106050309, CN106050309 A, CN106050309A, CN201610647245, CN201610647245.2
【發明人】李洪, 秦悅虹, 張景利, 孫亞新, 李洋景, 杜啟鑫, 賀鑫, 余克農
【申請人】北京鐵路局北京科學技術研究所