CN109487834A - 一种智能助力井盖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能助力井盖，包括井盖终端；液压助力装置，液压助力装置连接井盖，用于提供使井盖自动开启的动力；红外摄像头，红外摄像头设置在井盖内侧，用于摄取井盖内侧区域视频数据以及井盖开启时外部环境视频数据；井口监视传感器，井口监视传感器设置在井盖座内侧，用于监视井口移动物体；倾角传感器，倾角传感器设置在井盖内侧，实时采集井盖开合角度以及监控井盖开关状态；环境参数传感器，环境参数传感器用于采集井盖内侧区域的环境参数；控制器，控制器连接液压助力装置、红外摄像头、井口监视传感器、倾角传感器以及环境参数传感器，用于控制、监视所连接各器件的状态以及进行数据采集；上位机，上位机通过控制器远程控制井盖。
Description
技术领域
本发明是关于一种井盖，特别是关于一种智能助力井盖。
背景技术
城市综合管廊是一个地下多舱室的狭长空间，里面安装敷设有城市或大型社区的供电线缆、自来水管道、通信线缆、燃气管道、热力管道等，部分管廊甚至是运输城市资源的主通道，具有空间封闭、距离长、安全等级高等特点。工作人员出入管廊，需就近通过人员出入口或通行井口进出管廊内部。通常情况下，一条长距离的综合管廊人员出入口较少，大多数设置在综合管廊的运营监控中心，其余大多数为通行井口。运营监控中心有常驻人员管理，且出入口处设置有门禁管理设备，管理严格、监控距离近，因此，运营监控中心的出入口数量少、监控严、管理难度小。然而通行井口分布在综合管廊沿线的各个位置，数量多、无人管理，管理难度大，对综合管廊的安全运营具有较大隐患。因此，管理人员需要对通行井口人员的身份、权限进行识别，对井盖的开闭状态、锁闭状态进行监控。而且，当综合管廊发生紧急事件，工作人员需要快速从管廊内部逃生，但是一般D级承重的井盖重达上百斤，普通人站在爬梯上是无法从井盖下方开启的，因此综合管廊井盖需要具备助力开启功能，满足逃生要求。
现有技术中部分综合管廊使用的井盖与普通检修井盖相同，采用球墨铸铁井盖或其他复合材料的井盖，当工作人员需要下井维修时，需拿钥匙开锁，由一个或多个人员开启，工作人员下井维修后，再将井盖锁闭。对于安全程度要求较高的综合管廊，无法实现统一管理和有效地监控。井盖只能在内部或外部一侧安装锁，且锁的开闭状态、损坏状态无法掌握，对安全管理存在重大隐患。部分综合管廊使用的电子井盖采用的技术可对井盖远程开锁、闭锁控制，可对井盖的开闭状态进行监控，工作人员从井口通行时，需先与监控中心的人员打电话，确认身份后，方可出入管廊。虽然该电子井盖可查看井盖本身的状态，但是无法查看井盖现场环境的实际情况，属于视频监控的盲区，对于综合管廊的重要出入口，存在诸多不安全因素。且井盖不具备防夹功能，当人通行时，井盖被误操作关闭，工作人员存在被几百公斤重的井盖压伤、夹伤的危险。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实时监控综合管廊通行井井盖及井口附近环境的多种状态信息，帮助管理人员远程实时监控井盖的安全状态、锁闭状态以及人员出入情况的智能助力井盖。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种智能助力井盖，该助力井盖包括：井盖终端，所述井盖终端包括由井盖及井盖座构成的井盖本体；液压助力装置，所述液压助力装置连接所述井盖，用于提供使所述井盖自动开启的动力；红外摄像头，所述红外摄像头设置在所述井盖内侧，用于摄取所述井盖内侧区域视频数据以及所述井盖开启时外部环境视频数据；井口监视传感器，所述井口监视传感器设置在所述井盖座内侧，用于监视井口移动物体；倾角传感器，所述倾角传感器设置在所述井盖内侧，实时采集所述井盖开合角度以及监控所述井盖开关状态；环境参数传感器，所述环境参数传感器用于采集井盖内侧区域的环境参数；控制器，所述控制器连接所述液压助力装置、红外摄像头、井口监视传感器、倾角传感器以及环境参数传感器，用于控制、监视所连接各器件的状态以及进行数据采集；上位机，所述上位机通过所述控制器远程控制所述井盖。
所述智能助力井盖，优选地，该助力井盖还包括井盖控制箱，所述控制器设置在所述井盖控制箱内，所述环境参数传感器设置在所述井盖控制箱外侧，所述井盖控制箱的前端还设置远程/就地按钮和紧急逃生按钮，所述远程/就地按钮用来切换所述井盖远程/就地控制模式，所述急逃生按钮用于帮助廊内人员在紧急状况下及时逃生。
所述智能助力井盖，优选地，所述井盖控制箱内还包括电源保护装置、浪涌保护器和电源开关，所述电源保护装置设置在所述井盖控制箱内部电源进线处与所述浪涌保护器相连，提供过电压保护、欠电压保护、缺相保护和相序保护；所述浪涌保护器设置在所述井盖控制箱内部电源进线处，对瞬时过压的电涌进行保护；所述电源开关采用空气开关，用于对所述井盖控制箱内以及井盖上电气设备的电源进行操作。
所述智能助力井盖，优选地，所述液压助力装置包括液压油缸、液压泵和支撑杆，所述液压油缸和液压泵设置在所述井盖控制箱内，所述支撑杆与所述井盖活动连接，当所述液压泵接收到所述控制器发出的命令驱动所述支撑杆上升或下降，完成所述井盖的开启或关闭。
所述智能助力井盖，优选地，所述环境参数传感器包括CH4传感器、O2传感器和温湿度传感器。
所述智能助力井盖，优选地，所述控制器采用PLC，所述PLC根据采集所述倾角传感器数据判断所述井盖的开合角度和关闭状态，所述PLC采集所述井口监视传感器的状态，当所述井盖开启且所述井口监视传感器被触发时，判断有人员或物体处于井口，所述井盖启动防夹功能，禁止井盖关闭，保护通行人员安全；所述PLC还通过所述环境参数传感器采集温湿度、CH4和O2数据，根据采集的数值判断管廊内井盖附近的环境是否安全；所述PLC还采集所述液压泵的状态告警参数、远程或就地参数、发送开启和关闭控制命令。
所述智能助力井盖，优选地，所述红外摄像头支持-30℃至75℃宽温环境工作。
所述智能助力井盖，优选地，所述井口监视传感器采用圆形光栅光幕传感器、对射式红外传感器或反射式红外传感器。
所述智能助力井盖，优选地，所述井盖内侧还设置有用于为所述红外摄像头和倾角传感器提供正常工作环境的隔热层。
所述智能助力井盖，优选地，该助力井盖还包括井盖遥控器，所述井盖遥控器供工作人员在综合管廊外部就近开启或关闭井盖使用。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明提供能够实时监控综合管廊通行井井盖及井口附近环境的多种状态信息，帮助管理人员通过远程就可以实时监控井盖的安全状态、锁闭状态以及人员出入情况等，结合视频监控功能，及时发现井口的异常情况，消除井下视频监控盲区，进而提高管廊安全防范水平；
2、本发明可节省大量综合管廊管理的人力成本和时间成本，提高管廊的管理效率和水平，当发生紧急情况时，管廊内人员可通过智能井盖控制箱上的紧急按钮，通过液压助力装置，快速打开井盖，实现管廊内人员的快速逃生，提高综合管廊的应急管理水平，降低意外事件的生命财产损失；
3、本发明提供的井盖控制箱集成了温湿度传感器、CH4传感器、O2传感器，可实时监控廊内环境状态的舒适度、安全度，为工作人员入廊前或作业中提供了更安全的生成保障；
综上，本发明中的智能井盖中集成了视频功能，有效的加强了综合管廊出入口管理水平，解决了综合管廊监控盲区。
附图说明
图1为本发明的智能助力井盖结构图(开启)；
图2为本发明的智能助力井盖平视图(开启)；
图3为本发明的圆形光栅传感器光幕布置图；
图中附图标记：1井盖本体、2液压助力装置、21支撑杆、22液压缸安装支架、23导向柱、3红外摄像头、4圆形光栅光幕传感器、5倾角传感器、6隔热层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
如图1、图2所示，本发明提供的智能助力井盖，包括井盖终端和井盖控制箱。
井盖终端包括铸铁或复合材料制作的包括井盖及井盖座的井盖本体1、液压助力装置2、红外摄像头3、圆形光栅光幕传感器4和倾角传感器5。
液压助力装置2连接井盖，用于提供使井盖自动开启的动力，可以支持大约250kg推力，便于工作人员在廊内生产作业或紧急逃生时快速开启井盖。
红外摄像头3设置在井盖内侧中心，用于摄取井盖内侧区域的视频数据以及当井盖开启时，查看井盖外部环境以及通行人员情况。
如图3所示，圆形光栅光幕传感器4包括若干组红外对射收发器，匹配设置在井盖座的内侧，形成一个圆形光栅光幕截面，用于无死角监视井口的移动物体，防止人员进出时被井盖夹伤。
倾角传感器5设置在井盖内侧中心，实时采集井盖的开合角度以及监控井盖开启关闭状态。
井盖控制箱内设置有控制器、电源保护装置和浪涌保护器和电源开关，温湿度传感器、CH4传感器和O2传感器等环境参数传感器设置在井盖控制箱外侧。控制器用于对所有传感器的状态以及数据进行采集、处理及逻辑控制，并将处理后的数据与上位机进行通信，远程控制井盖。温湿度传感器、CH4传感器和O2传感器采用高精度采集探头，设置在井盖控制箱附近，利用航空插头与井盖控制箱连接通信，用于采集井盖内侧区域的温湿度参数、CH4气体含量和O2气体浓度等环境指标，便于工作人员提前知晓廊内作业环境及安全状况。电源保护装置设置在井盖控制箱内部电源进线处与浪涌保护器相连，提供过电压保护、欠电压保护、缺相保护、相序保护的功能，浪涌保护器设置在控井盖制箱内部电源进线处，对间接雷电、直接雷电或其他瞬时过压的电涌进行保护。电源开关采用空气开关，用于对控制箱内以及井盖上电气设备的电源进行操作。
上述实施例中，进一步地，井盖控制箱的前端还设置有远程/就地按钮，用来切换井盖的远程和就地控制模式，具体地，当设置为远程模式时，上位机可通过通信协议，远程控制井盖的开启关闭；当设置为就地模式时，工作人员可以在井盖控制箱处操作井盖的开启或关闭按钮，帮助工作人员在管廊内部开启或关闭井盖；另外，井盖控制箱前端还设置有紧急逃生按钮，帮助廊内人员在紧急状况下，能及时逃出危险区域，提高逃生效率。
上述实施例中，进一步地，液压助力装置2包括液压油缸、液压泵、支撑杆21、液压缸安装支架22和导向柱23；其中，液压油缸和液压泵设置在井盖控制箱内，支撑杆21可以通过液压缸安装支架22和导向柱23等器件与井盖连接，当液压泵接收到控制器发出的井盖开启或关闭命令后，液压泵驱动支撑杆21上升或下降，完成井盖的自动开启和关闭。
上述实施例中，进一步地，控制器可以采用PLC(可编程逻辑控制器)，PLC用于对智能助力井盖的各个功能的逻辑控制，用于采集圆形光栅光幕传感器4、倾角传感器5、湿度传感器、CH4传感器和O2传感器的数据，PLC根据采集倾角传感器5数据判断井盖的开合角度和关闭状态，PLC根据采集圆形光栅光幕传感器4的状态，当井盖开启且光栅光幕传感器被触发时，判断有人员或物体处于井口，井盖启动防夹功能，禁止井盖关闭，保护通行人员安全；PLC还可以采集温湿度、CH4和O2数据，根据采集的数值判断管廊内井盖附近的环境是否安全、舒适，是否允许工作人员入廊生产作业；PLC还采集液压泵的状态告警参数、远程或就地参数、发送开启和关闭控制命令等。
上述实施例中，进一步地，红外摄像头3可以支持-30℃至75℃宽温环境工作，当前综合管廊井口处是整个管廊的视频监控盲区，利用红外摄像头3负责采集井盖附近的视频信息，当井盖关闭时，可通过视频监控查看廊内井盖正下方的实时情况，结合视频分析技术，判断管廊内是否有人员、动物移动或者其他异常事件，结合红外技术，实现弱光环境的视频监控，解决管廊管理中的视频盲区问题。当井盖处于开启时，可通过视频监控查看井外的情况，判断出入管廊的人员身份、人员数量，判断是否有违规尾随人员、是否携带危险物品等情况，并可通过上位机，将每次人员通行的视频信息进行留存记录。
上述实施例中，进一步地，本实施例还可以通过在井盖座内侧安装对射式红外传感器或反射式红外传感器，代替本发明采用的圆形光栅光幕传感器实现类似的功能，即监测井口的移动物体，防止有人在通行时，由于误操作等原因，造成人员夹伤的危险。
上述实施例中，进一步地，井盖内侧中心还设置有用于为红外摄像头3和倾角传感器5提供正常工作环境的隔热层6。
上述实施例中，进一步地，还包括井盖遥控器，井盖遥控器供工作人员在综合管廊外部就近开启或关闭井盖使用。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种智能助力井盖，其特征在于，该助力井盖包括：
井盖终端，所述井盖终端包括由井盖及井盖座构成的井盖本体；
液压助力装置，所述液压助力装置连接所述井盖，用于提供使所述井盖自动开启的动力；
红外摄像头，所述红外摄像头设置在所述井盖内侧，用于摄取所述井盖内侧区域视频数据以及所述井盖开启时外部环境视频数据；
井口监视传感器，所述井口监视传感器设置在所述井盖座内侧，用于监视井口移动物体；
倾角传感器，所述倾角传感器设置在所述井盖内侧，实时采集所述井盖开合角度以及监控所述井盖开关状态；
环境参数传感器，所述环境参数传感器用于采集井盖内侧区域的环境参数；
控制器，所述控制器连接所述液压助力装置、红外摄像头、井口监视传感器、倾角传感器以及环境参数传感器，用于控制、监视所连接各器件的状态以及进行数据采集；
上位机，所述上位机通过所述控制器远程控制所述井盖。
2.根据权利要求1所述的智能助力井盖，其特征在于，该助力井盖还包括井盖控制箱，所述控制器设置在所述井盖控制箱内，所述环境参数传感器设置在所述井盖控制箱外侧，所述井盖控制箱的前端还设置远程/就地按钮和紧急逃生按钮，所述远程/就地按钮用来切换所述井盖远程/就地控制模式，所述急逃生按钮用于帮助廊内人员在紧急状况下及时逃生。
3.根据权利要求2所述的智能助力井盖，其特征在于，所述井盖控制箱内还包括电源保护装置、浪涌保护器和电源开关，所述电源保护装置设置在所述井盖控制箱内部电源进线处与所述浪涌保护器相连，提供过电压保护、欠电压保护、缺相保护和相序保护；所述浪涌保护器设置在所述井盖控制箱内部电源进线处，对瞬时过压的电涌进行保护；所述电源开关采用空气开关，用于对所述井盖控制箱内以及井盖上电气设备的电源进行操作。
4.根据权利要求2或3所述的智能助力井盖，其特征在于，所述液压助力装置包括液压油缸、液压泵和支撑杆，所述液压油缸和液压泵设置在所述井盖控制箱内，所述支撑杆与所述井盖活动连接，当所述液压泵接收到所述控制器发出的命令驱动所述支撑杆上升或下降，完成所述井盖的开启或关闭。
5.根据权利要求1所述的智能助力井盖，其特征在于，所述环境参数传感器包括CH4传感器、O2传感器和温湿度传感器。
6.根据权利要求4所述的智能助力井盖，其特征在于，所述控制器采用PLC，所述PLC根据采集所述倾角传感器数据判断所述井盖的开合角度和关闭状态，所述PLC采集所述井口监视传感器的状态，当所述井盖开启且所述井口监视传感器被触发时，判断有人员或物体处于井口，所述井盖启动防夹功能，禁止井盖关闭，保护通行人员安全；所述PLC还通过所述环境参数传感器采集温湿度、CH4和O2数据，根据采集的数值判断管廊内井盖附近的环境是否安全；所述PLC还采集所述液压泵的状态告警参数、远程或就地参数、发送开启和关闭控制命令。
7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的智能助力井盖，其特征在于，所述红外摄像头支持-30℃至75℃宽温环境工作。
8.根据权利要求1或2或3或5或6所述的智能助力井盖，其特征在于，所述井口监视传感器采用圆形光栅光幕传感器、对射式红外传感器或反射式红外传感器。
9.根据权利要求1或2或3或5或6所述的智能助力井盖，其特征在于，所述井盖内侧还设置有用于为所述红外摄像头和倾角传感器提供正常工作环境的隔热层。
10.根据权利要求1或2或3或5或6所述的智能助力井盖，其特征在于，该助力井盖还包括井盖遥控器，所述井盖遥控器供工作人员在综合管廊外部就近开启或关闭井盖使用。
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