CN106050309A - 隧道内掉落物监测报警系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

隧道内掉落物监测报警系统和方法

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

有鉴于此，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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。

本发明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内的掉落物，当有掉落物出现时，雷达监测单元监测到掉落物的坐标信息，并将该掉落物的坐标信息传输给系统控制单元，系统控制单元根据获取到的掉落物的坐标信息进行分析和处理，从而得出掉落物的位置和大小信息，视频监测单元根据系统控制单元的控制获取掉落物的坐标信息的视频数据，并将获取到的视频数据显示给工作人员，便于工作人员及时的对隧道内掉落物进行处理，与现有技术需要人工对隧道进行巡视以便发现掉落物并进行清理相比，该检测系统能够实时的监测隧道内的环境并及时准确的发现掉落物，然后将掉落物的情况反馈给工作人员进行及时处理，从而保证了列车的运行安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的隧道内掉落物监测报警系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的隧道内掉落物监测报警系统的雷达支架的结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的隧道内掉落物监测报警方法的流程图。

附图1中，各标号所代表的部件列表如下：

20：系统供电单元， 201：电池组，

202：不间断电源， 30：雷达监测单元，

301：激光雷达， 302：安全策略模块，

303：交换机， 40：系统控制单元，

401：工业控制计算机， 402：PLC，

50：视频监测单元， 501：网络摄像机，

502：网络硬盘录像机， 60：报警单元。

附图2中，各标号所代表的部件列表如下：

1：化学锚栓， 2：支撑底板，

3：支撑销轴， 4：第一调节板，

5：偏转调节螺母， 6：第二调节板，

7：俯仰调节螺母， 8：压紧螺母，

9：雷达罩， 10：第一凸耳，

11：第二凸耳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

考虑到相关技术中，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。基于此，本发明实施例提供了隧道内掉落物监测报警系统和方法，下面通过实施例进行描述。

实施例1

为了能够实现对隧道内的掉落物实时监测，并将发生隧道内墙体掉落的情况反馈给工作人员，使工作人员能够根据监测结果进行及时的处理，防止危险的发生，保证列车的运行安全。参见图1，本实施例提供隧道内掉落物监测报警系统，包括：雷达监测单元30、视频监测单元50和系统控制单元40；

系统控制单元40分别与视频监测单元50和雷达监测单元30连接；

雷达监测单元30，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40；

视频监测单元50，用于根据系统控制单元40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40，用于接收雷达监测单元30和视频监测单元50的实时监测数据，并对监测数据进行分析和处理。

其中，系统控制单元40接收雷达监测单元30监测的隧道内掉落物的坐标信息等，并对该信息进行分析处理得出隧道内掉落物的位置和大小，便于进一步的对隧道内掉落物情况进行了解。

为了能够实现对隧道内掉落物发生的情况进行实时的监测，并将监测到的隧道内掉落物的信息发送给系统控制单元40。本实施例提供隧道内掉落物监测报警系统，雷达监测单元30包括：激光雷达301、交换机303和安全策略模块302；

交换机303分别与激光雷达301和安全策略模块302连接；

激光雷达301，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，并将隧道内掉落物的坐标信息发送给系统控制单元40；

安全策略模块302，用于监测激光雷达301的状态信息，并当状态信息达到预设阈值时发出报警信息，其中，状态信息包括激光雷达301内部的温度数据、压强数据和角度数据；

交换机303，用于对激光雷达301和安全策略模块302与系统控制单元40之间进行数据交互。

通过以上实施例可以看出，激光雷达301是一套激光测量光电系统,激光发射器发射很短的光脉冲，光脉冲被隧道内掉落物反射回后，接收器收到反射回来的光束。由于传感器和物体之间有一定的距离，反射回来的光线会有延迟，处理器会计算延迟时间，根据光的传播速度30万千米/秒，处理器会把延迟时间转换成相应的距离。由于激光传感器内的旋转反射镜会把光束反射成不同的角度，使得激光传感器能够扫描一个预先设置的扫描平面，当一束激光入射在隧道内掉落物时，就确定了该物体以距离和方向为形式的坐标信息。同时还可以根据其检测参数缺顶隧道内掉落物的大小等信息。本系统中激光雷达301架设在距隧道两侧顶端约3.5米处，为防止激光雷达301间对射产生干扰，两侧的激光雷达301采取上下错位安装的方式，形成两层光幕。当隧道内有异物掉落通过光幕时，雷达发射的激光被遮挡，同时会把障碍物位置等信息发送到终端，系统根据事前设定的判断逻辑，执行相应策略。安全策略模块302主要功能是监测激光雷达301内部的温度、压强和角度，并将监测数据传输给系统控制单元40，触发报警逻辑，是工作人员能够及时的了解隧道内的情况，并及时的做出处理，防止危险的发生，保障列车的安全行驶。

为了有效的对雷达监测单元30进行固定和防护，保证雷达监测单元30的稳定的对隧道内掉落物进行实时的监测。参见图2，本实施例提供隧道内掉落物监测报警系统，系统还包括：雷达支架，雷达支架用于对雷达监测单元30进行固定和防护；

雷达支架包括：化学锚栓1、支撑底板2、支撑销轴3、第一调节板4、偏转调螺母、第二调节板6、俯仰调节螺母7、压紧螺母8和雷达罩9；

多个化学锚栓1，分别安装在支撑底板2的底部，用于将雷达监测单元30固定在隧道内；

支撑底板2的两侧分别设置有第一凸耳10，通过穿过第一凸耳10的支撑销轴3与第二调节板6两侧设置的第二凸耳11固定，使得雷达监测单元30在支撑轴销的旋转方向上进行俯仰调节；

第二调节板6两侧分别设置的第二凸耳11上分别开设有俯仰调节凹槽，俯仰调节凹槽中设置有俯仰调节螺母7，俯仰调节螺母7用于对俯仰调节后的雷达监测单元30进行固定；

第一调节板4通过压紧螺母8固定在第二调节板6上，第一调节板4的两侧分别开设有偏转调节凹槽，偏转调节凹槽中设置有偏转调节螺母5，偏转调节螺母5用于对偏转调节后的雷达监测单元30进行固定；

雷达罩9固定在第一调节板4上，雷达监测单元30设置在雷达罩9内部，雷达罩9用于对雷达监测单元30进行保护；

安全策略模块302，设置在所述雷达罩9的顶部。

通过以上实施例可以看出，雷达支架结构设计巧妙，安装牢固可靠，抗风压，通过调整调节螺母即可实现雷达俯仰±15°、偏转±15°等姿态调节来适应洞壁情况；为了保证设备在长期运行过程中的系统稳定性，避免因零部件老化造成的支架掉落事故发生，雷达支架采用了多重紧固方式，即每一所需固定点均采用两种及以上固定方式，在一种方式失效的情况下另外一种亦能保证雷达支架稳固于墙体且不发生姿态变化。另外，在雷达罩9的顶部部安装了安全策略模块302，可在雷达支架发生偏离既定位置时触发报警策略来通知维护人员进行设备调整。

其中，优选地，雷达架设在距隧道两侧顶端约3.5米处，为防止激光雷达间对射产生干扰，两侧的激光雷达采取上下错位安装的方式，形成两层光幕。

为了对激光雷达301内的工作状态进行监测，保证激光雷达301处于正常的工作状态。本实施例提供隧道内掉落物监测报警系统，安全策略模块302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；

单片机分别与温度传感器、角度传感器、压强传感器和继电器组连接；

继电器组还与蜂鸣器连接；

单片机用于接收温度传感器、角速度传感器、加速度传感器、角度传感器和压强传感器测量的激光雷达301的状态信息，并对状态信息进行处理，从而控制继电器组的闭合状态；

蜂鸣器，用于当继电器组闭合时，发出报警信息；

温度传感器，用于测量激光雷达301内部的温度数据；

角度传感器，用于测量激光雷达301内部的角度数据；

压强传感器，用于测量激光雷达301内部的压强数据。

通过以上实施例可以看出，安全策略模块302实时监测激光雷达301的内部的温度、压强和角度等信息通过RS485总线实时将监测数据传输给系统控制单元40，当安全策略模块302内部监测到的参数达到预设的参数值时，使系统控制单元40触发报警逻辑，实现报警，使工作人员能够及时的进行维护，保证整个系统的正常运行，进而保证列车的安全行驶。

为了在隧道内出现掉落物时，能够将掉落物将发生掉落物周围的环境显示给工作人员，使工作人员能够及时的了解现场的情况，并做出调整和维护，保证列车的正常运行。

本实施例提供隧道内掉落物监测报警系统中，视频监测单元50包括：网络摄像机501和网络硬盘录像机502；

网络摄像机501分别与网络硬盘录像机502和系统控制单元40连接；

网络摄像机501，用于获取系统控制单元40发送隧道内掉落物的坐标信息，并根据坐标信息进行旋转，拍摄坐标信息对应的隧道内的视频数据；

网络硬盘录像机502，用于接收网络摄像机501传输的视频数据，并对接收到的视频数据进行存储和管理。

通过以上实施例可以看出，系统控制单元40将隧道内掉落物的坐标信息发送给视频监测单元50，网络摄像机501根据掉落物的坐标信息调整摄像头的位置，拍摄隧道内的情况，并通过网络信号将拍摄的视频发送给网络硬盘录像机502，网络硬盘录像机502对该视频进行存储、显示和管理，使得工作人员能够通过视频数据及时的了解隧道内的请况。

为了给雷达监测单元30、视频监测单元50和系统控制单元40提供动力，保证系统正常工作。本实施例提供隧道内掉落物监测报警系统，还包括：系统供电单元20，系统供电单元20分别与雷达监测单元30、视频监测单元50和系统控制单元40连接；

系统供电单元20，用于为雷达监测单元30、视频监测单元50和系统控制单元40供电；

系统供电单元20包括：开关电源203、电池组201和不间断电源202；

不间断电源202分别与电池组201和开关电源203连接；

开关电源203，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，分别为雷达监测单元30、系统控制单元40和视频监测单元50供电；

电池组201，用于当开关电源203电压不稳定或突然断电时，分别为雷达监测单元30、系统控制单元40和视频监测单元50供电；

不间断电源202，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，分别为雷达监测单元30、系统控制单元40和视频监测单元50提供稳压处理后的电能。

通过以上实施例可以看出，开关电源203是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，用于将220V交流电转化为24V直流电，从而提供电能。

不间断电源202，是通过逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备，提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，不间断电源202将市电稳压后供应给负载使用，此时的不间断电源就是一台交流市电稳压器，同时它还向电池充电；当市电中断时，不间断电源202立即将电池的直流电能，通过逆变零切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

为了在隧道内出现掉落物时或者激光雷达301的温度和角度等参数偏离设定值时，发出报警信号，警示人们列车运行存在安全隐患。本实施例提供隧道内掉落物监测报警系统，系统还包括：报警单元60；

报警单元60与系统控制单元40连接；

报警单元60，用于接收系统控制单元40发送的报警指令，执行报警操作。

通过以上实施例可以看出，在隧道内出现掉落物时或者激光雷达301的温度和角度等参数偏离设定值时，系统控制单元40都会向报警单元60发送报警指令，触发报警单元60报警。

为了实现对雷达监测系统和视频监测系统的控制和管理。本实施例提供隧道内掉落物监测报警系统，系统控制单元40包括：可编程逻辑控制器PLC402和工业控制计算机401；

PLC402分别与工业控制计算机401和报警单元60连接；

工业控制计算机401，用于接收雷达监测单元30和视频监测单元50发送的实时监测数据并完成逻辑处理；

PLC402，用于向报警单元60发送报警指令。

通过以上实施例可以看出，工业控制计算机401接收雷达监测系统测得的隧道内掉落物的坐标信息，并将该掉落物的坐标信息传输给视频监测单元50，控制视频监测单元50监测隧道内发生掉落物的位置，方便工作人员及时的了解现场的情况，同时发出报警指令，使报警单元60发出报警，警示人们危险的存在，及时的对现场进行处理，保证列车的安全运行。

综上所述，通过设置的雷达监测单元探测隧道内的掉落物，当有掉落物出现时，雷达监测单元监测到掉落物的坐标信息，并将该掉落物的坐标信息传输给系统控制单元，系统控制单元根据获取到的掉落物的坐标信息进行分析和处理，从而得出掉落物的位置和大小信息，视频监测单元根据系统控制单元的控制获取掉落物的坐标信息的视频数据，并将获取到的视频数据显示给工作人员，便于工作人员及时的对隧道内掉落物进行处理，与现有技术需要人工对隧道进行巡视以便发现掉落物并进行清理相比，该检测系统能够实时的监测隧道内的环境并及时准确的发现掉落物，然后将掉落物的情况反馈给工作人员进行及时处理，从而保证了列车的运行安全。

实施例2

参见图3，本发明实施例还提供了一种利用上述实施例中的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，，该方法包括以下步骤：

步骤S302，当隧道内出现掉落物时，获取隧道内掉落物的坐标信息。

步骤S304，对获取到的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。

步骤S306，将获取到的隧道内掉落物现场的视频数据显示给用户。

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，包括以下步骤(1)至步骤(2)：

(1)当隧道内出现掉落物时，获取掉落物反射回来的光脉冲信号；

(2)根据获取到的光脉冲信号，计算隧道内掉落物的坐标信息。

综上所述，当发现隧道内出现掉落物时，获取掉落物的坐标信息，并拍摄该坐标信息对应的隧道内的视频，同时显示给用户，使用户及时了解隧道内出现的状况，及时的做出相应的调整和维护，防止危险的发生，保证列车的运行安全。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

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。

5.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。

6.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。

7.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。

8.根据权利要求7所述的隧道内掉落物监测报警系统，其特征在于，所述系统控制单元包括：可编程逻辑控制器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。

9.一种利用上述权利要求1-8任一项所述的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，其特征在于，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。

10.根据权利要求9所述的隧道内掉落物监测报警方法，其特征在于，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。