CN112556791A - 一种城市隧道内涝安全防控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市隧道内涝安全防控系统，在泵房积水液面距离小于第一警戒线时，启动备用泵，作为第一道防线，在任意一条车道的路面积水深度处于第二警戒线与第三警戒线之间时，用警示设备向驾驶员发出隧道禁止通行的警示，以避免车辆进入隧道后积水继续加深而可能存在安全风险，作为第二道防线，在任意一条车道的路面积水深度在第三警戒线以上时，升起自动升降桩来拦截车辆，以避免车辆被强水流强行冲入隧道而导致乘员出现人身安全危险，作为第三道防线，因此，本发明为隧道的内涝安全风险提供了三道防线，有效的保障了途径隧道的车辆乘员的人身财产安全。
Description
技术领域
本发明涉及交通安全保障设施，具体的说是一种城市隧道内涝安全防控系统。
背景技术
近年来，随着工业化、城市化进程的加快，沟、塘等自然水系在城市建设的过程中被大量的建筑物、构筑物代替，原有自然地貌的储水能力和渗透能力大幅下降。加之“城市热岛效应”和“城市雨岛效应”日趋频发，小范围的集中超标暴雨时有发生，城市隧道现行的单一的排涝措施可能不足以适应极端天气带来的冲击，造成隧道积水内涝。2020年5月21日晚至22日早晨，广州局部突降特大暴雨，造成多条隧道积水，更有车辆被水流带进隧道，致使汽车被困隧道，车内人员溺亡。隧道内涝不仅不利于交通通行，还可能造成人身财产安全伤害和城市运行瘫痪等一系列社会问题。目前，城市隧道采用的排涝标准偏低，难以抵御极端暴雨的“突袭”；此外，持续上涨水位可能造成泵站机组浸水淹没，无法进行正常的抽排；隧道内涝的应急预警体系也尚未完善，以上情况都将进一步扩大城市隧道内涝问题的影响程度和影响范围。因此，城市隧道内涝安全防控系统的建立和进一步完善应该引起足够的关注和重视。
为了解决上述问题，申请号为201720505133.3的实用新型专利公开了一种城市隧道内涝报警装置，包括电电源设备、控制器、水浸传感器、声光报警器和道闸，当隧道水位到达安全水位线时，其设置的声光报警器报警，道闸关闭，使车辆无法进入隧道，以此保证人员的安全和设备损失的减小。但是，该专利并未对隧道险情进行提前预警，假如车辆在积水达到安全水位线前已进入隧道，隧道内积水随着降雨的持续进一步加深至安全水位线，在隧道内的车辆仍有极大的安全风险；同时，关闭的道闸可能无法阻隔被强水流强行冲进隧道的车辆，造成车辆被困、人员溺亡的惨剧。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种城市隧道内涝安全防控系统。
解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于，包括：
泵房超声波液位传感器，安装在隧道的泵房中，以监测所述泵房内的泵房积水深度；
车道超声波液位传感器，安装在所述隧道的路面上方，以监测所述隧道的每一条车道的路面积水深度；
备用泵，安装在所述泵房的底部，用于抽吸排走所述泵房内的积水；由于隧道的路面积水能够流入泵房中，由此，利用备用泵能够排走隧道中的积水；
警示设备，安装在所述隧道的每一条车道的入口处；
自动升降桩，安装在所述隧道的每一条车道的路面入口处，在升起的情况下能够拦截车辆进入所述隧道；
控制器，分别与所述泵房超声波液位传感器的输出端、车道超声波液位传感器的输出端、备用泵的控制端、警示设备的控制端、自动升降桩的控制端电性连接；
在所述控制器的控制下，所述城市隧道内涝安全防控系统按照以下方式工作：
当所述泵房超声波液位传感器监测到泵房积水液面距离小于预设的第一警戒线时，所述备用泵启动；其中，所述泵房积水液面距离为所述泵房内的积水液面到泵房的工作平台地面之间的距离，相当于工作平台地面距离泵房底部的高度与泵房积水深度之差H-h；
在隧道内的积水深度继续增加的情况下，当所述车道超声波液位传感器监测到任意一条车道的路面积水深度在预设的第二警戒线与第三警戒线之间时，所述警示设备发出警告所述隧道禁止通行的警示信号，以作为第二道防线；
在隧道内的积水深度继续增加的情况下，当所述车道超声波液位传感器监测到任意一条车道的路面积水深度在所述第三警戒线以上时，所述自动升降桩升起，以拦截车辆进入所述隧道，作为第三道防线。
另外，一般而言，隧道会在泵房中配置三用一备的水泵，一备即所述备用泵，而三用所表示的三个水泵，在泵房积水液面距离达到第一警戒线之前，该三个水泵会在泵房积水深度达到相应水位以上时启动工作。
优选的：所述第一警戒线的取值在1.5m至2.0m之间；
所述车道超声波液位传感器用于监测所述隧道的每一条车道在其路面最低点处的路面积水深度；所述第二警戒线的取值为15cm，所述第三警戒线的取值在60cm至100cm之间。其中，所述第二警戒线的取值是根据《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)表3.2.4B“内涝防治设计重现期”的规定，道路中一条车道的积水深度不超过15cm，以防止因道路积水深度过高导致机动车熄火。
优选的：所述警示设备包括声光警示器和警示显示屏；
警告所述隧道禁止通行的警示信号，包括：所述声光警示器发出声光警示信号，所述警示显示屏显示告知驾驶员所述隧道禁止通行的文字内容，例如：“隧道内积水过深，不得通行”的字样。
优选的：所述自动升降桩包含多根均匀间隔布置的自动升降柱，所述自动升降柱的高度在2.0m至2.5m之间，相邻两根所述自动升降柱之间的间距在40cm至60cm之间，以在能够阻挡车辆的同时，允许被困人员从间隙中游出，以此进一步保障司机的人身安全。
作为本发明的优选实施方式：所述的城市隧道内涝安全防控系统，还包括：
摄像头，安装在所述隧道的路面上方，用于拍摄所述车道超声波液位传感器所监测的路面位置；
所述摄像头的输出端与所述控制器电性连接，且所述控制器能够将所述摄像头的拍摄画面传输到信息处理中心。
从而，在所述车道超声波液位传感器监测到的路面积水深度触发所述第一警戒线或第二警戒线时，信息处理中心的工作人员可以通过所述摄像头的拍摄画面，人工复核车道的路面积水情况，以免因车辆溅起路面积水而导致车道超声波液位传感器的误判。
优选的：在所述信息处理中心的工作人员通过所述摄像头的拍摄画面复核确定所述路面积水深度超过所述第二警戒线时，所述信息处理中心通过GSM系统向与所述隧道相距预设距离之内的手机发送预警短信，以进一步扩大隧道内涝安全防控的预警范围，防止所述隧道附近的人员在存在内涝安全风险时进入隧道。
优选的：所述控制器包括微处理器、有线传输模块和电源模块；所述泵房超声波液位传感器的输出端、车道超声波液位传感器的输出端、备用泵的控制端、警示设备的控制端、自动升降桩的控制端、摄像头的输出端分别与所述微处理器电性连接，所述微处理器通过所述有线传输模块与所述信息处理中心通讯。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明在泵房积水液面距离小于第一警戒线时，启动备用泵，作为第一道防线，在任意一条车道的路面积水深度处于第二警戒线与第三警戒线之间时，用警示设备向驾驶员发出隧道禁止通行的警示，以避免车辆进入隧道后积水继续加深而可能存在安全风险，作为第二道防线，在任意一条车道的路面积水深度在第三警戒线以上时，升起自动升降桩来拦截车辆，以避免车辆被强水流强行冲入隧道而导致乘员出现人身安全危险，作为第三道防线，因此，本发明为隧道的内涝安全风险提供了三道防线，有效的保障了途径隧道的车辆乘员的人身财产安全。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明的城市隧道内涝安全防控系统的示意图；
图2为本发明中泵房的示意图；
图3为本发明的城市隧道内涝安全防控系统的防控流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明进行详细说明，以帮助本领域的技术人员更好的理解本发明的发明构思，但本发明权利要求的保护范围不限于下述实施例，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明之发明构思的前提下，没有做出创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例一
如图1至图3所示，本发明公开的是一种城市隧道内涝安全防控系统，包括：
泵房超声波液位传感器1，安装在隧道2的泵房2-1中，以监测所述泵房2-1内的泵房积水深度h；
车道超声波液位传感器3，安装在所述隧道2的路面上方，以监测所述隧道2的每一条车道2-2的路面积水深度；
备用泵5，安装在所述泵房2-1的底部，用于抽吸排走所述泵房2-1内的积水；由于隧道2的路面积水能够流入泵房2-1中，由此，利用备用泵5能够排走隧道2中的积水；
警示设备4，安装在所述隧道2的每一条车道2-2的入口处；
自动升降桩6，安装在所述隧道2的每一条车道2-2的路面入口处，在升起的情况下能够拦截车辆进入所述隧道2；
控制器，分别与所述泵房超声波液位传感器1的输出端、车道超声波液位传感器3的输出端、备用泵5的控制端、警示设备4的控制端、自动升降桩6的控制端电性连接；
在所述控制器的控制下，所述城市隧道内涝安全防控系统按照以下方式工作：
当所述泵房超声波液位传感器1监测到泵房积水液面距离△H小于预设的第一警戒线时，所述备用泵5启动，以作为第一道防线；其中，所述泵房积水液面距离△H为所述泵房2-1内的积水液面2-1a到泵房2-1的工作平台地面2-1-1之间的距离，相当于工作平台地面2-1-1距离泵房2-1底部的高度H与泵房积水深度h之差H-h；
在隧道2内的积水深度继续增加的情况下，当所述车道超声波液位传感器3监测到任意一条车道2-2的路面积水深度在预设的第二警戒线与第三警戒线之间时，所述警示设备4发出警告所述隧道2禁止通行的警示信号，以作为第二道防线；
在隧道2内的积水深度继续增加的情况下，当所述车道超声波液位传感器3监测到任意一条车道2-2的路面积水深度在所述第三警戒线以上时，所述自动升降桩6升起，以拦截车辆进入所述隧道2，作为第三道防线。
另外，一般而言，隧道2会在泵房2-1中配置三用一备的水泵，一备即所述备用泵5，而三用所表示的三个水泵，在泵房积水液面距离△H达到第一警戒线之前，该三个水泵会在泵房积水深度h达到相应水位以上时启动工作。
以上为本实施例一的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：
优选的：所述第一警戒线的取值在1.5m至2.0m之间；
所述车道超声波液位传感器3用于监测所述隧道2的每一条车道2-2在其路面最低点处的路面积水深度；所述第二警戒线的取值为15cm，所述第三警戒线的取值在60cm至100cm之间。其中，所述第二警戒线的取值是根据《室外排水设计规范》GB 50014-2006表3.2.4B“内涝防治设计重现期”的规定，道路中一条车道的积水深度不超过15cm，以防止因道路积水深度过高导致机动车熄火。
优选的：所述警示设备4包括声光警示器4-1和警示显示屏4-2；
警告所述隧道2禁止通行的警示信号，包括：所述声光警示器4-1发出声光警示信号，所述警示显示屏4-2显示告知驾驶员所述隧道2禁止通行的文字内容，例如：“隧道内积水过深，不得通行”的字样。
优选的：所述自动升降桩6包含多根均匀间隔布置的自动升降柱，所述自动升降柱的高度在2.0m至2.5m之间，相邻两根所述自动升降柱之间的间距在40cm至60cm之间，以在能够阻挡车辆的同时，允许被困人员从间隙中游出，以此进一步保障司机的人身安全。
实施例二
在上述实施例一的基础上，本实施例二还采用了以下优选的实施方式：
所述的城市隧道内涝安全防控系统，还包括：
摄像头，安装在所述隧道2的路面上方，用于拍摄所述车道超声波液位传感器3所监测的路面位置；
所述摄像头的输出端与所述控制器电性连接，且所述控制器能够将所述摄像头的拍摄画面传输到信息处理中心。
从而，在所述车道超声波液位传感器3监测到的路面积水深度触发所述第一警戒线或第二警戒线时，信息处理中心的工作人员可以通过所述摄像头的拍摄画面，人工复核车道2-2的路面积水情况，以免因车辆溅起路面积水而导致车道超声波液位传感器3的误判。
以上为本实施例二的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：
优选的：在所述信息处理中心的工作人员通过所述摄像头的拍摄画面复核确定所述路面积水深度超过所述第二警戒线时，所述信息处理中心通过GSM系统向与所述隧道2相距预设距离之内的手机发送预警短信，以进一步扩大隧道内涝安全防控的预警范围，防止所述隧道2附近的人员在存在内涝安全风险时进入隧道2。
优选的：所述控制器包括微处理器、有线传输模块和电源模块；所述泵房超声波液位传感器1的输出端、车道超声波液位传感器3的输出端、备用泵5的控制端、警示设备4的控制端、自动升降桩6的控制端、摄像头的输出端分别与所述微处理器电性连接，所述微处理器通过所述有线传输模块与所述信息处理中心通讯。
本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于，包括：
泵房超声波液位传感器(1)，安装在隧道(2)的泵房(2-1)中，以监测所述泵房(2-1)内的泵房积水深度(h)；
车道超声波液位传感器(3)，安装在所述隧道(2)的路面上方，以监测所述隧道(2)的每一条车道(2-2)的路面积水深度；
备用泵(5)，安装在所述泵房(2-1)的底部，用于抽吸排走所述泵房(2-1)内的积水；
警示设备(4)，安装在所述隧道(2)的每一条车道(2-2)的入口处；
自动升降桩(6)，安装在所述隧道(2)的每一条车道(2-2)的路面入口处，在升起的情况下能够拦截车辆进入所述隧道(2)；
控制器，分别与所述泵房超声波液位传感器(1)的输出端、车道超声波液位传感器(3)的输出端、备用泵(5)的控制端、警示设备(4)的控制端、自动升降桩(6)的控制端电性连接；
在所述控制器的控制下，所述城市隧道内涝安全防控系统按照以下方式工作：
当所述泵房超声波液位传感器(1)监测到泵房积水液面距离(△H)小于预设的第一警戒线时，所述备用泵(5)启动；其中，所述泵房积水液面距离(△H)为所述泵房(2-1)内的积水液面(2-1a)到泵房(2-1)的工作平台地面(2-1-1)之间的距离，相当于工作平台地面(2-1-1)距离泵房(2-1)底部的高度(H)与泵房积水深度(h)之差；
当所述车道超声波液位传感器(3)监测到任意一条车道(2-2)的路面积水深度在预设的第二警戒线与第三警戒线之间时，所述警示设备(4)发出警告所述隧道(2)禁止通行的警示信号；
当所述车道超声波液位传感器(3)监测到任意一条车道(2-2)的路面积水深度在所述第三警戒线以上时，所述自动升降桩(6)升起。
2.根据权利要求1所述的城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：所述第一警戒线的取值在1.5m至2.0m之间；
所述车道超声波液位传感器(3)用于监测所述隧道(2)的每一条车道(2-2)在其路面最低点处的路面积水深度；所述第二警戒线的取值为15cm，所述第三警戒线的取值在60cm至100cm之间。
3.根据权利要求1所述的城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：所述警示设备(4)包括声光警示器(4-1)和警示显示屏(4-2)；
警告所述隧道(2)禁止通行的警示信号，包括：所述声光警示器(4-1)发出声光警示信号，所述警示显示屏(4-2)显示告知驾驶员所述隧道(2)禁止通行的文字内容。
4.根据权利要求1所述的城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：所述自动升降桩(6)包含多根均匀间隔布置的自动升降柱，所述自动升降柱的高度在2.0m至2.5m之间，相邻两根所述自动升降柱之间的间距在40cm至60cm之间。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：所述的城市隧道内涝安全防控系统，还包括：
摄像头，安装在所述隧道(2)的路面上方，用于拍摄所述车道超声波液位传感器(3)所监测的路面位置；
所述摄像头的输出端与所述控制器电性连接，且所述控制器能够将所述摄像头的拍摄画面传输到信息处理中心。
6.根据权利要求5所述的城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：在所述信息处理中心的工作人员通过所述摄像头的拍摄画面复核确定所述路面积水深度超过所述第二警戒线时，所述信息处理中心通过GSM系统向与所述隧道(2)相距预设距离之内的手机发送预警短信。
7.根据权利要求6所述的城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：所述控制器包括微处理器、有线传输模块和电源模块；所述泵房超声波液位传感器(1)的输出端、车道超声波液位传感器(3)的输出端、备用泵(5)的控制端、警示设备(4)的控制端、自动升降桩(6)的控制端、摄像头的输出端分别与所述微处理器电性连接，所述微处理器通过所述有线传输模块与所述信息处理中心通讯。
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