CN112907901A - 一种隧道监测实体风险预警评估模型 - Google Patents
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Abstract
本发明属于隧道监测技术领域，尤其涉及一种隧道监测实体风险预警评估模型，包括采集单元、传输单元、输入单元、爬取单元、存储单元和分析单元；采集单元用于采集地质数据及隧道内外的环境信息；传输单元用于按照预设的频率，将采集单元采集的信息数据上传给分析单元；输入单元用于输入临时影响信息；爬取单元用于从预设的渠道获取气象信息；存储单元内存储有隧道的BIM模型；分析单元用于根据隧道内外的环境数据、地质数据、临时影响信息及气象信息，预测是否存在发生隧道事故的风险；若存在，分析单元结合隧道的BIM模型，生成事故模拟图。本申请能够有效的降低隧道事故的发生概率，减少因隧道事故而造成较大损失的情况。
Description
技术领域
本发明属于隧道监测技术领域，尤其涉及一种隧道监测实体风险预警评估模型。
背景技术
隧道是通过挖通山体的一种交通道路，是人类利用山体内部空间的一种形式。合理开发隧道，可为人们的出行提供非常大的便利。但是，一旦发生安全事故且处理不当，会造成非常严重的后果。
因此，需要对隧道的状态进行检测，如公开号为CN107907545A的中国发明，就公开了一种隧道快速检测系统及其控制方法，利用图像采集模块对隧道衬砌裂缝图像进行大面积、全方位的采集于机器中，利用图像增强技术提高裂缝图像的清晰度和分辨率，利用图像分割技术对裂缝图像进行分割处理，提取数字图像分析裂缝特征指标，区分裂缝及其它干扰物。该发明可实现隧道病害检测的自动化、快速化和客观化,克服了传统检测方法存在的工作量大、效率低、主观性强等缺点，快速检测衬砌开裂、隧道渗漏水、隧道冻害、衬砌腐蚀等病害，保证隧道的维修养护工作的快速有效施行，减少隧道交通安全事故的发生率。
但是，该申请预警的本质是隧道环境已经发生了较大的变化，如隧道发生渗漏、衬砌开裂、衬砌腐蚀等情况。在这样的情况下，虽然能够在隧道出现事故以前进行报警，但是，由于环境已经发生了较大变化，隧道事故发生的几率依然较大，仍然可能造成较大的损失。
因此，需要一种边隧道测实体风险预警评估模型，能够有效的降低隧道事故的发生概率，减少因隧道事故而造成较大损失的情况。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种隧道监测实体风险预警评估模型，能够有效的降低隧道事故的发生概率，减少因隧道事故而造成较大损失的情况。
为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种隧道监测实体风险预警评估模型，包括采集单元、传输单元、输入单元、爬取单元、存储单元和分析单元；
采集单元用于采集地质数据及隧道内外的环境信息；传输单元用于按照预设的频率，将采集单元采集的信息数据上传给分析单元；输入单元用于输入临时影响信息；爬取单元用于从预设的渠道获取气象信息；
存储单元内存储有隧道的BIM模型；分析单元用于根据隧道内外的环境数据、地质数据、临时影响信息及气象信息，预测是否存在发生隧道事故的风险；若存在，分析单元结合隧道的BIM模型，生成事故模拟图。
基础方案原理及有益效果如下：
采集单元采集隧道内外的环境数据(隧道内外的温度、湿度等)及地质数据(隧道所在山体的土压力、土湿度等)，并由传输单元按照预设的频率(如每半小时一次)上传给分析单元。当出现临时影响信息(如隧道或山体临时施工)时，工作人员可通过输入单元输入临时影响信息。爬取单元从预设的渠道(如气象网站)获取气象信息。
之后，分析单元根据隧道内外的环境数据、地质数据、临时影响信息及气象信息，预测是否存在发生隧道事故的风险。通过这样的方式，可以对隧道在一段时间后(如天气预报的时间)是否存在事故的风险进行预测。而不是在隧道已经出现一定程度的问题趋势后发出预警。与现有技术相比，能够有效的降低隧道事故的发生概率。
当分析的结果为存在发生隧道事故的风险时，分析单元结合隧道的BIM模型，生成事故模拟图。通过事故模拟图，工作人员可以直观的了解该事故发生的位置、发生的原因以及可能造成的后果。
综上，与现有技术相比，本申请能够有效的降低隧道事故的发生概率，减少因隧道事故而造成较大损失的情况。
进一步，存储单元内还存储有各类隧道事故的对应防护方案，分析单元的预测结果为存在事故风险时，还根据风险的类型从存储单元内匹配出对应的防护方案。
通过这样的方式，当预测出危机时，能够根据危机的种类，匹配出对应的防护方案。工作人员可依据防护方案，提前进行相应的准备。
进一步，还包括预警单元；分析单元从存储单元匹配出对应的防护方案后，还给预警单元发送预警信号。
便于工作人员及时了解情况。
进一步，预警信号包括危机的类型、事故模拟图及对应的防护方案。
便于工作人员了解具体的情况，及时作出相应的应对措施。
进一步，预警单元用于接收到预警信号后发出提醒。
进一步，传输单元上传数据的预设的频率为2—50min/次。
进一步，临时影响信息包括临时施工的位置、强度和持续时间。
进一步，采集单元包括震动传感器、摄像头和拾音器；爬取单元、存储单元和分析单元集成在服务器上；隧道有多条，每个隧道均有自己的采集单元和传输单元，每个传输单元有唯一编号；服务器内存储有各编号传输单元对应的隧道的地理位置；
当某隧道的震动传感器检测数值超过预设值，对应的传输单元向服务器发送异常震动信号并与服务器进行实时通信；服务器接收到异常震动信号后，根据各隧道的地理位置信息，给该隧道预设距离内的隧道的传输单元发送紧急信号；传输单元还用于接收到紧急信号后，与服务器进行实时通信；
服务器接收到异常震动信号后，若相邻隧道震动传感器预设时间内的反馈数据异常，则服务器根据发送异常震动信号的传输单元及接收紧急信号的传输单元发送的数据，进行震情分析及灾害分析；
若相邻隧道震动传感器预设时间内的反馈数据正常，则服务器给接收到紧急信号的传输单元发送恢复信号，传输单元还用于接收到恢复信号后恢复预设的信息上传频率；同时，服务器还利用异常隧道的视频数据及音频数据进行震动分析；
若震动分析结果为车辆超载造成异常震动，则服务器记录该超载车辆信息，并发送给交通部门接收终端；
若震动分析结果为异常震动由车辆事故的撞击隧道产生，则服务器根据隧道的位置给交通部门的接收终端发送事故信号，并进行伤情分析，若分析结果为有人受伤或有人被困，则给最近医院的接收终端发送急救信号；
若图像分析结果为震动由施工造成，则服务器在施工期间，拒绝接收该传输单元发送的异常震动信号。
有益效果：
日常工作时，各隧道的传输单元按照预设的频率，将采集单元采集的信息数据上传给分析单元，可节约网络资源。当某个隧道采集的震动信号超过预设值，说明产生了异常震动，可能是遇上了地震的情况，因此，该隧道的传输单元向服务器发送异常震动信号并与服务器进行实时通信，以保证发生地震时能实时采集第一手资料。
服务器接收到异常震动信号后，根据各隧道的地理位置信息，给该隧道预设距离内的隧道的传输单元发送紧急信号；相邻隧道的传输单元接收到紧急信号后，与服务器进行实时通信。由于信号传播速度比地震波的传播速度更快，当存在地震的可能性时，可提前与周边传输单元进行实时通信，通过这样的方式，当真的发生地震时，可以获得宝贵的现场资料，为后续的震情分析及营救工作提供强力支持。
服务器根据各传输单元的震动数据进行异常分析。若相邻隧道震动传感器预设时间内的反馈数据异常，则说明的确发生了地震，因此，服务器根据发送异常震动信号的传输单元及接收紧急信号的传输单元发送的数据，进行地震分析，如，根据各隧道的震动时间及各隧道之间的距离，进行震源及震级分析，并结合各隧道的摄像数据和音频数据，进行灾害分析；
正常情况下，为了节约网络资源，传输单元会保持预设频率的信息传输方式，但这样的方式在发生地震时，输送信息时很可能已经过去好几分钟了，难以获得第一手的现场资料；并且，地震发生时，传输单元及采集单元也可能遭受到损坏，导致服务器根本就收不到对应的现场数据，也就不能进行震情分析，难以知道对应隧道受到的具体灾害情况，不能提前进行针对性的救援准备。本申请则可以在发生地震时获得宝贵的现场资料，为后续的震情分析及营救工作提供强力支持。
若相邻隧道震动传感器预设时间内的反馈数据正常，则说明未发生地震，只是该隧道出现了异常情况，因此，服务器给接收到紧急信号的传输单元发送恢复信号，传输单元接收到恢复信号后恢复预设的信息上传频率，恢复网络的常规秩序。同时，服务器还利用异常隧道的视频数据及音频数据进行震动分析，以了解该隧道的异常出现的原因。
若震动分析结果为车辆超载造成异常震动，则说明有车辆出现了超载运货，因此，服务器记录该超载车辆信息，并发送给交通部门接收终端。便于交通部门对该超载车辆进行后续处理。
若震动分析结果为异常震动由车辆事故的撞击隧道产生，则说明出现了车辆撞上隧道壁的车祸，因此，服务器根据隧道的位置给交通部门的接收终端发送事故信号。同时，服务器进行伤情分析，若分析结果为有人受伤或有人被困，则服务器给最近医院的接收终端发送急救信号，手上活受困人员及时得到救治。
若震动分析结果为震动由施工造成，由于在施工过程中，该隧道的异常震动会持续存在，该传输单元的异常震动信号会持续发送，进而影响服务器及其他传输单元的正常运行，因此，服务器在施工期间，拒绝接收该传输单元发送的异常震动信号，以规避上述问题。
进一步，震情分析包括震源分析及震级分析。
进一步，急救信号包括车辆事故位置及现场的音视频。
便于医护人员了解具体情况。
附图说明
图1为本发明实施例一的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一
如图1所示，一种隧道监测实体风险预警评估模型，包括采集单元、传输单元、输入单元、爬取单元、存储单元、分析单元和预警单元。其中，爬取单元、存储单元和分析单元集成服务器，输入单元和预警单元集成在管理端。
采集单元用于采集地质数据及隧道内外的环境信息；传输单元用于按照预设的频率，将采集单元采集的信息数据上传给分析单元；传输单元上传数据的预设的频率为2—50min/次，本实施例中为5min/次。
输入单元用于输入临时影响信息，临时影响信息包括临时施工的位置、强度和持续时间。爬取单元用于从预设的渠道获取气象信息。
存储单元内存储有隧道的BIM模型；分析单元用于根据隧道内外的环境数据、地质数据、临时影响信息及气象信息，预测是否存在发生隧道事故的风险；若存在，分析单元结合隧道的BIM模型，生成事故模拟图。
存储单元内还存储有各类隧道事故的对应防护方案，分析单元的预测结果为存在事故风险时，还根据风险的类型从存储单元内匹配出对应的防护方案。分析单元从存储单元匹配出对应的防护方案后，还给预警单元发送预警信号。预警信号包括危机的类型、事故模拟图及对应的防护方案。预警单元用于接收到预警信号后发出提醒。
与现有技术相比，本申请能够有效的降低隧道事故的发生概率，减少因隧道事故而造成较大损失的情况。
实施例二
实施例一的区别在于，本实施例中，隧道有多条，每个隧道均有自己的采集单元和传输单元，每个传输单元有唯一编号；服务器内存储有各编号传输单元对应的隧道的地理位置。采集单元包括震动传感器、摄像头和拾音器。
当某隧道的震动传感器检测数值超过预设值，对应的传输单元向服务器发送异常震动信号并与服务器进行实时通信；服务器接收到异常震动信号后，根据各隧道的地理位置信息，给该隧道预设距离内的隧道的传输单元发送紧急信号；传输单元还用于接收到紧急信号后，与服务器进行实时通信；
服务器接收到异常震动信号后，若相邻隧道震动传感器预设时间内的反馈数据异常，则服务器根据发送异常震动信号的传输单元及接收紧急信号的传输单元发送的数据，进行震情分析及灾害分析；其中，震情分析包括震源分析及震级分析。
若相邻隧道震动传感器预设时间内的反馈数据正常，则服务器给接收到紧急信号的传输单元发送恢复信号，传输单元还用于接收到恢复信号后恢复预设的信息上传频率；同时，服务器还利用异常隧道的视频数据及音频数据进行震动分析；
若震动分析结果为车辆超载造成异常震动，则服务器记录该超载车辆信息，并发送给交通部门接收终端；
若震动分析结果为异常震动由车辆事故的撞击隧道产生，则服务器根据隧道的位置给交通部门的接收终端发送事故信号，并进行伤情分析，若分析结果为有人受伤或有人被困，则给最近医院的接收终端发送急救信号；急救信号包括车辆事故位置及现场的音视频。
若图像分析结果为震动由施工造成，则服务器在施工期间，拒绝接收该传输单元发送的异常震动信号。
本申请则可以在发生地震时获得宝贵的现场资料，为后续的震情分析及营救工作提供强力支持；便于交通部门对该超载车辆进行后续处理；还能对车辆事故进行协助处理。
以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种隧道监测实体风险预警评估模型，其特征在于：包括采集单元、传输单元、输入单元、爬取单元、存储单元和分析单元；
采集单元用于采集地质数据及隧道内外的环境信息；传输单元用于按照预设的频率，将采集单元采集的信息数据上传给分析单元；输入单元用于输入临时影响信息；爬取单元用于从预设的渠道获取气象信息；
存储单元内存储有隧道的BIM模型；分析单元用于根据隧道内外的环境数据、地质数据、临时影响信息及气象信息，预测是否存在发生隧道事故的风险；若存在，分析单元结合隧道的BIM模型，生成事故模拟图。
2.根据权利要求1所述的隧道监测实体风险预警评估模型，其特征在于：存储单元内还存储有各类隧道事故的对应防护方案，分析单元的预测结果为存在事故风险时，还根据风险的类型从存储单元内匹配出对应的防护方案。
3.根据权利要求2所述的隧道监测实体风险预警评估模型，其特征在于：还包括预警单元；分析单元从存储单元匹配出对应的防护方案后，还给预警单元发送预警信号。
4.根据权利要求3所述的隧道监测实体风险预警评估模型，其特征在于：预警信号包括危机的类型、事故模拟图及对应的防护方案。
5.根据权利要求4所述的隧道监测实体风险预警评估模型，其特征在于：预警单元用于接收到预警信号后发出提醒。
6.根据权利要求1所述的隧道监测实体风险预警评估模型，其特征在于：传输单元上传数据的预设的频率为2—50min/次。
7.根据权利要求1所述的隧道监测实体风险预警评估模型，其特征在于：临时影响信息包括临时施工的位置、强度和持续时间。
8.根据权利要求1所述的隧道监测实体风险预警评估模型，其特征在于：采集单元包括震动传感器、摄像头和拾音器；爬取单元、存储单元和分析单元集成在服务器上；隧道有多条，每个隧道均有自己的采集单元和传输单元，每个传输单元有唯一编号；服务器内存储有各编号传输单元对应的隧道的地理位置；
当某隧道的震动传感器检测数值超过预设值，对应的传输单元向服务器发送异常震动信号并与服务器进行实时通信；服务器接收到异常震动信号后，根据各隧道的地理位置信息，给该隧道预设距离内的隧道的传输单元发送紧急信号；传输单元还用于接收到紧急信号后，与服务器进行实时通信；
服务器接收到异常震动信号后，若相邻隧道震动传感器预设时间内的反馈数据异常，则服务器根据发送异常震动信号的传输单元及接收紧急信号的传输单元发送的数据，进行震情分析及灾害分析；
若相邻隧道震动传感器预设时间内的反馈数据正常，则服务器给接收到紧急信号的传输单元发送恢复信号，传输单元还用于接收到恢复信号后恢复预设的信息上传频率；同时，服务器还利用异常隧道的视频数据及音频数据进行震动分析；
若震动分析结果为车辆超载造成异常震动，则服务器记录该超载车辆信息，并发送给交通部门接收终端；
若震动分析结果为异常震动由车辆事故的撞击隧道产生，则服务器根据隧道的位置给交通部门的接收终端发送事故信号，并进行伤情分析，若分析结果为有人受伤或有人被困，则给最近医院的接收终端发送急救信号；
若图像分析结果为震动由施工造成，则服务器在施工期间，拒绝接收该传输单元发送的异常震动信号。
9.根据权利要求8所述的隧道监测实体风险预警评估模型，其特征在于：震情分析包括震源分析及震级分析。
10.根据权利要求8所述的隧道监测实体风险预警评估模型，其特征在于：急救信号包括车辆事故位置及现场的音视频。
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