CN108495098A - 一种基于隧道轨道的流动监控系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于隧道轨道的流动监控系统及运行方法，流动监控系统包括：沿隧道长度方向安装于隧道顶部的轨道，和运行于轨道上的监控设备，监控设备用于采集隧道内的监控数据；在轨道的一个或两个端部安装有数据读取装置，数据读取装置用于读取监控设备采集的监控数据。方法包括：S1：监控设备的控制器控制动力机构在轨道的导轨中从轨道的一端运行到另一端；在此过程中，执行S2；S2：控制器控制摄像装置采集监控数据；在动力机构运行到数据读取装置时，执行S3；S3：控制器控制动力机构停止运行，控制通信器将监控数据发送到数据读取装置，控制云台转动180度；执行S1。本发明可实现对隧道内情况的全方位掌控，对隧道内车辆起到良好的限速作用。

Description

一种基于隧道轨道的流动监控系统及运行方法

技术领域

本发明涉及隧道工程建设领域，尤其是一种基于隧道轨道的流动监控系统及运行方法。

背景技术

交通网络的不断扩张与丰富，为人们的出现带来了极大的便利。而其中隧道、桥梁的建设，又进一步地缩短了道路距离，提高人们出行的效率。

而由于隧道类建筑体为对山体的局部贯通，对于通行的汽车在可视视角上受到严重的限制，因此，建议汽车在隧道内为非高速通行。现有的方案为定点设置测速装置，以对汽车通行速度起到一定的限制，但是，定点测速仅对当前位置的通行汽车的速度有限制，对于熟悉该隧道的驾驶人员来说，在其它位置不能起到良好的限速作用。

同时，对于隧道内的情况，现有定点监控仅能掌握到固定点的若干角度的情况，无法对隧道的整体情况进行掌握。若通过增加监控设备的方式实现对隧道的全监控覆盖，在一方面，会增加建设和维护成本，在另一方面，多监控设备采集的监控数据对于数据的处理也会造成数据的交叉和混乱。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于隧道轨道的流动监控系统及运行方法。以解决采用单一监控设备对整个隧道内的车辆运行状态的动态追踪和监控问题，同时实现对隧道自身状态的全方位无人监控。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于隧道轨道的流动监控系统，该流动监控系统包括：沿隧道长度方向安装于隧道顶部的轨道，和运行于轨道上的监控设备，监控设备用于采集隧道内的监控数据；在轨道的一个或两个端部安装有数据读取装置，数据读取装置用于读取监控设备采集的监控数据。

进一步的，数据读取装置为两个，分别安装于轨道的两个端部；每一个数据读取装置均包括依次连接的数据接收器和信号发射器；数据接收器用于读取监控设备采集的监控数据，信号发射器用于将数据接收器读取的监控数据发送到远端。

进一步的，轨道包括沿轨道架设方向开设的导轨，监控设备的动力机构设置于导轨内，沿导轨开设方向运动；监控设备还包括控制器、连接杆、云台、摄像装置和通信器；连接杆用于连接动力机构和云台，摄像装置安装于云台端部，摄像装置连接到通信器；控制器分别连接动力机构、云台、摄像装置和通信器。

进一步的，轨道的截面为‘T’形或‘工’形。

进一步的，监控设备与数据读取装置间采用近场连接。

为解决上述全部或部分问题，本发明提供了一种基于隧道轨道的流动监控系统的运行方法，包括以下步骤：

S1：监控设备的控制器控制动力机构在轨道的导轨中从轨道的一端运行到另一端；在此过程中，执行S2；

S2：控制器控制摄像装置采集监控数据；在动力机构运行到数据读取装置时，执行S3；

S3：控制器控制动力机构停止运行，控制通信器将监控数据发送到数据读取装置，控制云台转动180度；执行S1。

进一步的，上述S2包括：

S2-1：控制器控制摄像装置采集监控数据，若动态监控系统在轨道的两端均设置有数据读取装置，则在动力机构从轨道的一端运行到另一端的数据读取装置时，执行S3，否则，执行S2-2；

S2-2：在动力机构从轨道设置数据读取装置的一端运行到轨道的另一端时，控制器控制动力机构停止运行，控制云台转动180度，再控制动力机构恢复运行；在动力机构运行到数据读取装置时，执行S3。

进一步的，上述S3中，控制器控制通信器将监控数据发送到数据读取装置具体为：控制器将摄像装置采集的监控数据进行预处理，再控制通信器将经预处理后的监控数据发送到数据读取装置。

进一步的，上述控制器控制摄像装置采集监控数据具体为：控制器控制摄像装置采集监控数据并将采集的监控数据进行循环覆盖式存储。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.通过本流动监控系统和方法，可实现对隧道内环境的流动性监控，避免了定点监控而不能对隧道内的整体情况进行掌握的问题。如对于传统的隧道内或隧道口的定点测速方案，仅能掌握汽车一时的运行状况，不利于维持隧道内的良好交通运行，例如隧道内的整体限速。

2.本方案可及时地将监控数据发送到远端（管理端）进行处理，可提高监控处理的及时性，同时避免了监控数据的堆叠而造成对有效数据的覆盖，造成有价值数据的遗失。

3.将监控数据通过有线方式发送到远端，可保证数据传输的高速率和稳定性，避免数据的干扰和失真。将监控设备和数据读取装置间近场连接，在保证数据传输速率的同时，相较于远距离无线通信，可有效避免受环境的干扰造成数据传输的丢包或滞后。

4.将轨道设置为‘T’形或‘工’形，可保持监控设备运行的平衡，进而避免对单边轨道的磨损而影响系统的运行寿命。

5.设置半周转动的云台，可实现利用同一监控设备实现对隧道的往复监控，实现从两个角度对隧道内信息的采集，进而实现对隧道内情况的全方位掌握。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是轨道和数据读取装置设置的结构图。

图2是轨道开设导轨的一个实施例。

图3是动态监控系统的一个实施例。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1-3所示，本实施例公开了一种基于隧道轨道的流动监控系统，该系统包括：沿隧道10长度方向安装于隧道10顶部的轨道101，和运行于该轨道101上的监控设备20，该监控设备20朝隧道10长度方向设置，该监控设备20用于采集隧道内的监控数据；在轨道101的一个或两个端部安装有数据读取装置102，该数据读取装置102用于读取监控设备20采集的监控数据。在一个实施例中，轨道101安装于隧道内（未伸出隧道外），进而避免隧道外的湿润空气对轨道的腐蚀而影响到系统的使用寿命。出于动态运行监控设备位置的不固定性，驾驶人员无法掌握到监控设备的位置，故而对于隧道内的整段距离均能起到良好的限速作用。

优选的，数据读取装置102为两个，分别安装于轨道101的两个端部；每一个数据读取装置102均包括依次连接的数据接收器和信号发射器；数据接收器用于读取监控设备20采集的监控数据，信号发射器用于将数据接收器读取的监控数据发送到远端。在一个具体实施例中，信号发射器通过光纤与远端连接。

优选的，轨道101包括沿轨道101架设方向开设的导轨101a，监控设备20的动力机构201设置于该导轨101a内，沿导轨101a开设方向运动；监控设备20还包括控制器（未示出）、连接杆202、云台203、摄像装置204和通信器205；连接杆202用于连接动力机构201和云台203，摄像装置204安装于云台203端部，摄像装置204连接到通信器205；控制器分别连接动力机构201、云台203、摄像装置204和通信器205。

优选的，轨道101的截面为‘T’形或‘工’形。即导轨101a为‘T’形或‘工’形。

优选的，监控设备20与数据读取装置102间采用近场连接。在一个实施例中，监控设备20的通信器205与数据读取装置102间采用蓝牙连接、ZigBee通信连接或红外连接。

上述控制器可采用89C51型单片机（如STM系列单片机），摄像装置204选用带红外摄像功能的摄像机，以用于在光亮不足或热像监控的场景；动力机构201采用4个矩形状设置的橡胶实心轮胎，采用电机统一驱动；信号发射器选用互联网终端，其通过光纤连接到基站，或者通过光纤连接到无线信号发射器，进一步将监控数据发送到远端；通信器205与数据接收器为相匹配的器件，如通信器205选用BLE信号发射器，数据接收器选用BLE信号接收器，以降低系统功耗；或者通信器205选用ZigBee信号发射器，数据接收器选用ZigBee信号接收器；如晓网科技NB-IOT系列的MostraNB1、Nano系列的WLT2408NZ等；上述云台203采用半周式云台，其可水平转动180度，控制器控制云台203转动的过程，为在云台203的转动方向正向或逆向转动。对于监控设备20的供电，可采用受电弓的形式。

本实施例公开了上述流动监控系统的运行方法，该运行方法包括以下步骤：

S1：监控设备20的控制器控制动力机构201在轨道101的导轨101a中从轨道101的一端运行到另一端；在此过程中，执行S2；

S2：控制器控制摄像装置204采集监控数据（如监控视频/图像/测速数据等）；在动力机构201运行到数据读取装置102时，执行S3；

S3：控制器控制动力机构201停止运行，控制通信器205将监控数据发送到数据读取装置102，控制云台转动180度；执行S1。

优选的，上述S2包括：

S2-1：控制器控制摄像装置204采集监控数据，若动态监控系统在轨道101的两端均设置有数据读取装置102，则在动力机构201从轨道101的一端运行到另一端的数据读取装置102时，执行S3，否则，执行S2-2；

S2-2：在动力机构201从轨道101设置数据读取装置102的一端运行到轨道101的另一端时，控制器控制动力机构201停止运行，控制云台203转动180度，再控制动力机构201恢复运行；在动力机构201运行到数据读取装置102时，执行S3。

优选的，上述S3中，控制器控制通信器205将监控数据发送到数据读取装置102具体为：控制器将摄像装置204采集的监控数据进行预处理，再控制通信器205将经预处理后的监控数据发送到数据读取装置102。

在一个实施方式中，上述对监控数据进行预处理包括：对采集的图像进行二值化处理，对采集的视频进行截断处理，或者对采集的监控数据进行压缩处理等。

优选的，上述控制器控制摄像装置204采集监控数据具体为：控制器控制摄像装置204采集监控数据并将采集的监控数据进行循环覆盖式存储。即对于摄像装置204的存储器，在摄像装置204采集到新的监控数据（如监控视频）时，对于存储器存储空间不足以存储该新的监控数据时，从存储器的存储矩阵中，空闲的存储矩阵连接到写入存储器最早的存储数据的存储矩阵，以空闲的莻矩阵开始写入新的监控数据，并依照存储矩阵的顺序依次替换掉原存储矩阵中存在的数据，后续新采集的监控数据以该监控数据存储结束的存储矩阵开始存储，以此类推。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种基于隧道轨道的流动监控系统，其特征在于，所述流动监控系统包括：沿隧道(10）长度方向安装于所述隧道（10）顶部的轨道（101），和运行于所述轨道（101）上的监控设备（20），所述监控设备（20）用于采集隧道（10）内的监控数据；在所述轨道（101）的一个或两个端部安装有数据读取装置（102），所述数据读取装置（102）用于读取所述监控设备（20）采集的监控数据。

2.如权利要求1所述的流动监控系统，其特征在于，所述数据读取装置（102）为两个，分别安装于所述轨道（101）的两个端部；每一个所述数据读取装置（102）均包括依次连接的数据接收器和信号发射器；所述数据接收器用于读取所述监控设备（20）采集的监控数据，所述信号发射器用于将所述数据接收器读取的监控数据发送到远端。

3.如权利要求1所述的流动监控系统，其特征在于，所述轨道（101）包括沿轨道（101）架设方向开设的导轨（101a），所述监控设备（20）的动力机构（201）设置于所述导轨（101a）内，沿所述导轨（101a）开设方向运动；所述监控设备（20）还包括控制器、连接杆（202）、云台（203）、摄像装置（204）和通信器（205）；所述连接杆（202）用于连接所述动力机构（201）和所述云台（203），所述摄像装置（204）安装于所述云台（203）端部，所述摄像装置（204）连接到所述通信器（205）；所述控制器分别连接动力机构（201）、云台（203）、摄像装置（204）和通信器（205）。

4.如权利要求1所述的流动监控系统，其特征在于，所述轨道（101）的截面为‘T’形或‘工’形。

5.如权利要求1所述的流动监控系统，其特征在于，所述监控设备（20）与所述数据读取装置（102）间采用近场连接。

6.如权利要求1-5任一所述的基于隧道轨道的流动监控系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：监控设备（20）的控制器控制动力机构（201）在轨道（101）的导轨（101a）中从轨道（101）的一端运行到另一端；在此过程中，执行S2；

S2：控制器控制摄像装置（204）采集监控数据；在动力机构（201）运行到数据读取装置（102）时，执行S3；

S3：控制器控制动力机构（201）停止运行，控制通信器（205）将监控数据发送到数据读取装置（102），控制云台转动180度；执行S1。

7.如权利要求6所述的运行方法，其特征在于，所述S2包括：

S2-1：控制器控制摄像装置（204）采集监控数据，若动态监控系统在轨道（101）的两端均设置有数据读取装置（102），则在动力机构（201）从轨道（101）的一端运行到另一端的数据读取装置（102）时，执行S3，否则，执行S2-2；

S2-2：在动力机构（201）从轨道（101）设置数据读取装置（102）的一端运行到轨道（101）的另一端时，控制器控制动力机构（201）停止运行，控制云台（203）转动180度，再控制动力机构（201）恢复运行；在动力机构（201）运行到数据读取装置（102）时，执行S3。

8.如权利要求6所述的运行方法，其特征在于，所述S3中，控制器控制通信器（205）将监控数据发送到数据读取装置（102）具体为：控制器将摄像装置（204）采集的监控数据进行预处理，再控制通信器（205）将经预处理后的监控数据发送到数据读取装置（102）。

9.如权利要求6所述的运行方法，其特征在于，所述控制器控制摄像装置（204）采集监控数据具体为：控制器控制摄像装置（204）采集监控数据并将采集的监控数据进行循环覆盖式存储。