CN113027524A - 一种城市隧道内涝安全防控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交通安全保障系统领域，尤指一种城市隧道内涝安全防控系统。本发明通过设置有后台控制中心以及无线通信模块，可以将隧道内部水位情况以及声光报警器、门闸、排水泵体组件等的实时工作情况信息收集，遇到突发情况可以第一时间赶往现场进行救援。当水位超过第一水位传感器，其控制器控制常用泵体启动，当水位超过第二水位传感器其控制器控制常用泵体启动，同时用声光报警器向驾驶员发出隧道禁止通行的警示；当水位超过第三水位传感器，则控制器控制常用泵体以及备用泵体启动，同时用声光报警器向驾驶员发出隧道禁止通行的警示，而且启动门闸来拦截车辆，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。

Description

一种城市隧道内涝安全防控系统

技术领域

本发明涉及交通安全保障系统领域，尤指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，小范用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。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，持续上涨水位口能告成泵立村组浸水淹没。无汽进行止常的抽排非.

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景响程度和影响范围。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。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种城市隧道内涝安全防控系统，可以检测出隧道内积水的深度，并在隧道入口处提醒待进入的车辆，避免行驶安全事故。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种城市隧道内涝安全防控系统，包括后台控制中心、无线通信模块、电源设备、控制器、水位监测装置、声光报警器和门闸、排水泵体组件，所述水位监测装置固定在隧道的两侧墙壁上，所述声光报警器固定在隧道进口的上方，所述门闸设置在进入隧道的斜坡上，排水泵体组件与隧道排水渠道连通；所述控制器分别与水位监测装置、声光报警器、门闸、排水泵体组件信号连接，所述电源设备与控制器电连接，且所述控制器通过无线通信模块将实时数据传输至后台控制中心；所述水位监测装置包括安装在隧道内的安装杆，设置在安装杆上的第一水位传感器，设置在安装杆上并且位于第一水位传感器上方的第二水位传感器、设置在安装杆上且位于第二水位传感器的第三水位传感器；所述第一水位传感器、第二水位传感器、第三水位传感器均与处理系统相连接用于监测水位；所述第一水位传感器离地面的高度为10cm，第二水位传感器离地面的高度为25cm，第三水位传感器离地面的高度为30cm。

进一步，其中该安装杆为中空结构，且安装杆的底部设置有与安装杆内部连通的测水孔，其中所述水位监测装置还包括实时液位检测模块，实时液位检测模块包括放置于所述安装杆内部且可随水位的变化沿安装杆轴向上下移动的浮动标签、放置于所述安装杆顶端的标签信号接收器；所述浮动标签发送无线脉冲给所述标签信号接收器，所述标签信号接收器根据所述浮动标签发送该无线脉冲的发送时间和标签信号接收器接收到该无线脉冲的接收时间，计算出所述浮动标签所在的水位，并将该水位信息发送给控制器。

进一步，所述标签信号接收器包括：间距模块，用于根据该无线脉冲的发送时间和标签信号接收器接收到该无线脉冲的接收时间，计算出所述浮动标签与所述标签信号接收器之间的绝对间距；存储模块，用于存储所述标签信号接收器的高度；计算模块，用于根据上述绝对间距与高度，计算出水位。

进一步，所述排水泵体组件包括常用泵体以及备用泵体，当水位超过第一水位传感器或第二水位传感器，其控制器控制常用泵体启动，当水位超过第三水位传感器，则控制器控制常用泵体以及备用泵体启动。

进一步，所述声光报警器包括用于发出声光警示信号的声光警示器和用于显示告知驾驶员所述隧道禁止上通行的文字内容的警示显示屏。

进一步，还包括安装在所述隧道的路面上方的摄像头;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通过无线通信模块传输到后台控制中心。

进一步，还包括安装在所述隧道的路面上方的对讲设备;所述对讲设备与所述控制器电性连接，且所述控制器能够将所述对讲设备收集到的语音信息通过无线通信模块传输到后台控制中心。

进一步，水位监测装置还包括设置在安装杆外侧的防护装置，该防护装置包括罩在安装杆外侧的外筒体；其中该外筒体顶部的一侧开设有通气孔，且外筒体的外侧壁设置有其剖面为“S”型的水流通道，且外筒体的外侧壁开设有与该水流通道的末端连通的开口，该开口上安装有过滤网。

本发明的有益效果在于：本发明通过设置有后台控制中心以及无线通信模块，可以将隧道内部水位情况以及声光报警器、门闸、排水泵体组件等的实时工作情况信息收集，遇到突发情况可以第一时间赶往现场进行救援。

同时在本发明中，当水位超过第一水位传感器，其控制器控制常用泵体启动，作为第一道防线，当水位超过第二水位传感器其控制器控制常用泵体启动，同时用声光报警器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；当水位超过第三水位传感器，则控制器控制常用泵体以及备用泵体启动，同时用声光报警器向驾驶员发出隧道禁止通行的警示，而且启动门闸来拦截车辆，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；同时因此，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

图1 是本发明城市隧道内涝安全防控系统的结构示意图。

图2 是水位监测装置的剖面示意图。

图3 是水位监测装置的俯视剖面图。

图4 是本发明城市隧道内涝安全防控系统的模块框图。

图5 是警示显示屏的结构示意图。

图6 是声光警示器的结构示意图。

附图标号说明：后台控制中心1、无线通信模块2、电源设备3、控制器4、水位监测装置5、第一水位传感器51、第二水位传感器52、第三水位传感器53、安装杆54、浮动标签55、标签信号接收器56、声光报警器6、声光警示器61、警示显示屏62、门闸7、排水泵体组件8、常用泵体81、备用泵体82、摄像头9、对讲设备10、外筒体11、过滤网12、水流通道14、通气孔15。

具体实施方式

请参阅图1-6 所示，本发明关于一种城市隧道内涝安全防控系统，包括后台控制中心1、无线通信模块2、电源设备3、控制器4、水位监测装置5、声光报警器6和门闸7、排水泵体组件8，所述水位监测装置5固定在隧道的两侧墙壁上，所述声光报警器6固定在隧道进口的上方，所述门闸7设置在进入隧道的入口，排水泵体组件8与隧道排水渠道连通；所述控制器4分别与水位监测装置5、声光报警器6、门闸7、排水泵体组件8信号连接，所述电源设备3与控制器4电连接，且所述控制器4通过无线通信模块2将实时数据传输至后台控制中心1；所述水位监测装置5包括安装在隧道内的安装杆54，设置在安装杆54上的第一水位传感器51，设置在安装杆54上并且位于第一水位传感器51上方的第二水位传感器52、设置在安装杆54上且位于第二水位传感器52的第三水位传感器53；所述第一水位传感器51、第二水位传感器52、第三水位传感器53均与处理系统相连接用于监测水位；所述第一水位传感器51离地面的高度为10cm，第二水位传感器52离地面的高度为25cm，第三水位传感器53离地面的高度为30cm。

进一步，所述排水泵体组件8包括常用泵体81以及备用泵体82，当水位超过第一水位传感器51或第二水位传感器52，其控制器4控制常用泵体81启动，当水位超过第三水位传感器53，则控制器4控制常用泵体81以及备用泵体82启动。

进一步，所述声光报警器6包括用于发出声光警示信号的声光警示器61和用于显示告知驾驶员所述隧道禁止上通行的文字内容的警示显示屏62。

本发明通过设置有后台控制中心1以及无线通信模块2，可以将隧道内部水位情况以及声光报警器6、门闸7、排水泵体组件8等的实时工作情况信息收集，遇到突发情况可以第一时间赶往现场进行救援。

同时在本发明中，当水位超过第一水位传感器51，其控制器4控制常用泵体81启动，作为第一道防线，当水位超过第二水位传感器52其控制器4控制常用泵体81启动，同时用声光报警器6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；当水位超过第三水位传感器53，则控制器4控制常用泵体81以及备用泵体82启动，同时用声光报警器6向驾驶员发出隧道禁止通行的警示，而且启动门闸7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；同时因此，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。

进一步，其中该安装杆54为中空结构，且安装杆54的底部设置有与安装杆54内部连通的测水孔，其中所述水位监测装置5还包括实时液位检测模块，实时液位检测模块包括放置于所述安装杆54内部且可随水位的变化沿安装杆54轴向上下移动的浮动标签55、放置于所述安装杆54顶端的标签信号接收器56；所述浮动标签55发送无线脉冲给所述标签信号接收器56，所述标签信号接收器56根据所述浮动标签55发送该无线脉冲的发送时间和标签信号接收器56接收到该无线脉冲的接收时间，计算出所述浮动标签55所在的水位，并将该水位信息发送给控制器4。

浮动标签55和标签信号接收器56进行配合，通过无线脉冲的发送来实现对水位的精确检测，将超宽带定位的原理引入到隧道积水深度检测中，摆脱了现在的水位警戒线不能及时传递水位信息，精确度不高的缺点。同时控制器4可以将实时水位数据传输至后台控制中心1，提高了预警系统的实用性，有利于推广使用。

进一步，所述标签信号接收器56包括：间距模块，用于根据该无线脉冲的发送时间和标签信号接收器56接收到该无线脉冲的接收时间，计算出所述浮动标签55与所述标签信号接收器56之间的绝对间距；存储模块，用于存储所述标签信号接收器56的高度；计算模块，用于根据上述绝对间距与高度，计算出水位。具体地，由于浮动标签55发送无线脉冲给标签信号接收器56，同时将浮动标签55发送该无线脉冲的发送时间也传输给了标签信号接收器56，当标签信号接收器56接收到该无线脉冲时，便可以根据接收时间和发送时间，确定无线脉冲在中途的传输时间，而无线脉冲的传输速度为光速，因此标签信号接收器56便可以根据上述信息计算出无线脉冲传输的绝对距离，这个距离便等同于浮动标签55与标签信号接收器56之间的绝对间距。而标签信号接收器56所处的高度信息是已知的且存储在存储模块中，因此浮动标签55本身所处的高度，也就是当前的水位，便可以根据标签信号接收器56的高度减去标签信号接收器56和浮动标签55之间的绝对间距，计算出浮动标签55所在的水位高度。

进一步，还包括安装在所述隧道的路面上方的摄像头9;所述摄像头9的输出端与所述控制器4电性连接，且所述控制器4能够将所述摄像头9的拍摄画面通过无线通信模块2传输到后台控制中心1。故后台控制中心1的工作人员可实时知晓隧道内城市内涝积水情况。

进一步，还包括安装在所述隧道的路面上方的对讲设备10;所述对讲设备10与所述控制器4电性连接，且所述控制器4能够将所述对讲设备10收集到的语音信息通过无线通信模块2传输到后台控制中心1。故后台控制中心1的工作人员可以隧道内的司机进行语音交流，在积水较多的情况下，可以督促司机尽快离开。

进一步，水位监测装置5还包括设置在安装杆外侧的防护装置，该防护装置包括罩在安装杆54外侧的外筒体11；其中该外筒体11顶部的一侧开设有通气孔15，且外筒体11的外侧壁设置有其剖面为“S”型的水流通道14，且外筒体11的外侧壁开设有与该水流通道14的末端连通的开口，该开口上安装有过滤网12。

具体的，过滤网12可通过螺丝安装在外筒体11的开口上，其可以防止杂物进入到外筒体11内；同时通气孔15可以保证外筒体11内外气压平衡，积水可以顺利从开口进入；使用时，积水会从外筒体11的开口进入，并沿“S”型的水流通道14进入到外筒体11内部，而通过上述设计，车辆经过时牵起的波浪则由隔块削弱，防止波浪影响水位检测的精度，进而产生误报现象。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：包括后台控制中心、无线通信模块、电源设备、控制器、水位监测装置、声光报警器和门闸、排水泵体组件，所述水位监测装置固定在隧道的两侧墙壁上，所述声光报警器固定在隧道进口的上方，所述门闸设置在进入隧道的斜坡上，排水泵体组件与隧道排水渠道连通；所述控制器分别与水位监测装置、声光报警器、门闸、排水泵体组件信号连接，所述电源设备与控制器电连接，且所述控制器通过无线通信模块将实时数据传输至后台控制中心；所述水位监测装置包括安装在隧道内的安装杆，设置在安装杆上的第一水位传感器，设置在安装杆上并且位于第一水位传感器上方的第二水位传感器、设置在安装杆上且位于第二水位传感器的第三水位传感器；所述第一水位传感器、第二水位传感器、第三水位传感器均与处理系统相连接用于监测水位；所述第一水位传感器离地面的高度为10cm，第二水位传感器离地面的高度为25cm，第三水位传感器离地面的高度为30cm。

2.根据权利要求1所述的一种城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：其中该安装杆为中空结构，且安装杆的底部设置有与安装杆内部连通的测水孔，其中所述水位监测装置还包括实时液位检测模块，实时液位检测模块包括放置于所述安装杆内部且可随水位的变化沿安装杆轴向上下移动的浮动标签、放置于所述安装杆顶端的标签信号接收器；所述浮动标签发送无线脉冲给所述标签信号接收器，所述标签信号接收器根据所述浮动标签发送该无线脉冲的发送时间和标签信号接收器接收到该无线脉冲的接收时间，计算出所述浮动标签所在的水位，并将该水位信息发送给控制器。

3.根据权利要求2所述的一种城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：所述标签信号接收器包括：间距模块，用于根据该无线脉冲的发送时间和标签信号接收器接收到该无线脉冲的接收时间，计算出所述浮动标签与所述标签信号接收器之间的绝对间距；存储模块，用于存储所述标签信号接收器的高度；计算模块，用于根据上述绝对间距与高度，计算出水位。

4.根据权利要求2所述的一种城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：所述排水泵体组件包括常用泵体以及备用泵体，当水位超过第一水位传感器或第二水位传感器，其控制器控制常用泵体启动，当水位超过第三水位传感器，则控制器控制常用泵体以及备用泵体启动。

5.根据权利要求1所述的一种城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：所述声光报警器包括用于发出声光警示信号的声光警示器和用于显示告知驾驶员所述隧道禁止上通行的文字内容的警示显示屏。

6.根据权利要求1所述的一种城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：还包括安装在所述隧道的路面上方的摄像头;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通过无线通信模块传输到后台控制中心。

7.根据权利要求1所述的一种城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：还包括安装在所述隧道的路面上方的对讲设备;所述对讲设备与所述控制器电性连接，且所述控制器能够将所述对讲设备收集到的语音信息通过无线通信模块传输到后台控制中心。

8.根据权利要求1所述的一种城市隧道内涝安全防控系统，其特征在于：水位监测装置还包括设置在安装杆外侧的防护装置，该防护装置包括罩在安装杆外侧的外筒体；其中该外筒体顶部的一侧开设有通气孔，且外筒体的外侧壁设置有其剖面为“S”型的水流通道，且外筒体的外侧壁开设有与该水流通道的末端连通的开口，该开口上安装有过滤网。

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