CN113790079B - 一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统 - Google Patents

Abstract

本方案属于及隧道正常运营管理领域，具体涉及一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统。包括：喷淋系统钢网架和喷淋系统，所述喷淋系统钢网架设置在隧道内；所述喷淋系统安装在喷淋系统钢网架上，所述喷淋系统连接有水源；车速车型识别仪、声音传感器、火灾红外传感器、烟尘传感器、控制室；所述控制室分别与喷淋系统、车速车型识别仪、声音传感器、火灾红外传感器和烟尘传感器信号连接。本方案通过设置控制室和喷淋系统，在汽车发生碰撞的瞬间，立即识别碰撞位置处是否存在起火，若起火则迅速启动喷淋装置开展喷水作业，实施灭火紧急措施，避免火灾进一步扩大，对隧道内的其他车辆造成影响。

Description

一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统

技术领域

本方案属于及隧道正常运营管理领域，特别是火灾智能防控、隧道降尘及路面清洁、车祸应急处理等领域。具体涉及一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统。

背景技术

在我国建设交通强国的战略需求下，隧道扮演着不可或缺的角色。有数据显示，中国目前拥有 16000 多座隧道，总里程超过 15000公里，是世界第一隧道大国。尽管隧道建设体量大，但其后期正常运营还面临一些问题。作为细长型的一类地下结构，其管理和运营不同于一般的地面交通设施。一旦隧道某处出现事故，由于车辆堵塞外部救援力量可能难以及时到达救援现场开展救援工作，特别是隧道内部出现火灾时，由于空气不流通，产生的有毒气体也会严重威胁隧道内人员的生命安全。

申请号为CN201911058113.6的专利公开了一种道路隧道水喷雾一体化消防联用系统，包括消火栓泵、水喷雾泵、泡沫消火栓箱、雨淋阀箱、水喷雾管、消火栓管、隧道专用水喷雾喷头、吸水管、室外给水管和消防水池，所述消火栓泵负压端通过所述吸水管与所述消防水池连接，正压端与所述消火栓管连接，所述消火栓管上连有多个所述泡沫消火栓箱，所述水喷雾泵负压端通过所述吸水管与消防水池连接，正压端与所述水喷雾管连接，所述水喷雾管上连有多个所述雨淋阀箱，每个所述雨淋阀箱与多个所述隧道专用水喷雾喷头连接，所述室外给水管与所述消防水池连接。

该方案虽然能对隧道内已经发生的火灾进行灭火，但是隧道内的火灾一般是因为车辆相撞引起的，如果在起火的瞬间立即灭火，此时的灭火成本最小，而且不会发生火灾，对车辆和隧道造成的影响也是最小的，而该方案只说了火灾大小时的不同灭火方式，但并不能在火灾萌芽期便将其掐灭。

发明内容

本方案提供一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统，以解决隧道不能进行空气净化的问题。

为了达到上述目的，本方案提供一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统，包括：

喷淋系统钢网架和喷淋系统，所述喷淋系统钢网架设置在隧道内；

所述喷淋系统安装在喷淋系统钢网架上，所述喷淋系统包括水泵、喷淋系统一级水管、喷淋系统二级水管喷淋系统三级水管、万向喷头、水泵；所述喷淋系统一级水管 、喷淋系统二级水管、喷淋系统三级水管和万向喷头依次连通，所述水泵进水端接入水源，所述水泵出水端与喷淋系统一级水管相连。

还包括：

车速车型识别仪：用于采集隧道内的车流量、车型和每辆车的车速信息；

声音传感器：用于采集隧道内车辆碰撞的声音；

火灾红外传感器：用于采集隧道内的火灾情况；

烟尘传感器：用于采集隧道空气中的烟尘情况；

控制室：用于接收车速车型识别仪、声音传感器、火灾红外传感器和烟尘传感器采集到的信息并做出判断，并及时做出指令，根据火灾红外传感器采集到的信息启动喷淋系统喷水灭火；根据烟尘传感器采集到的信息启动喷淋系统开展喷水作业，净化隧道内空气；

所述控制室分别与喷淋系统、车速车型识别仪、声音传感器、火灾红外传感器和烟尘传感器信号连接。

本方案的原理：车速车型识别仪可以记录隧道内的车流量、车型、 每辆车的车速等信息，配合和烟尘传感器对隧道内空气中烟尘的监测结果，可以判断隧道内空气质量，当空气质量较差时，可以根据当时交通状况利用喷淋系统开展喷水作业，净化隧道内空气；出现车辆碰撞时，声音传感器可以感知当前的车辆碰撞声音，然后将此信息反馈给火灾红外传感器 和烟尘传感器，火灾红外传感器和烟尘传感器将立即识别碰撞位置处是否存在起火，若起火 则迅速启动喷淋装置开展喷水作业，实施灭火紧急措施；

本方案的有益效果：

1、通过设置声音传感器可以对隧道内的交通事故进行监测，通过设置红外线传感器能够第一时间检测到隧道内发生的起火情况；通过设置控制室和喷淋系统，可以在汽车发生碰撞的瞬间，立即识别碰撞位置处是否存在起火，若起火则迅速启动喷淋装置开展喷水作业，实施灭火紧急措施。即在刚出现烟雾或者刚有火星时，就将火扑灭，避免火灾进一步扩大，对隧道内的其他车辆造成影响。

2、本发明操作简便、容易实现，通过设置烟尘传感器，能够实现隧道内通行车流量、车型监测和隧道清洁，当隧道内空气较差时，可开启喷淋系统进行喷水，净化隧道内的空气，进而提高隧道内可见度，避免驾驶人员视线受影响而发生车祸，避免车祸引发火灾。

3、通过设置车速车型识别仪，可以对通行车流量、车型进行监测，可以给当地交通管理部门提供交通数据，除了可以提供每日车流量外，还有可以提供通过隧道的车辆类型，以此方便交通管理部门来了解隧道中汽车尾气的排放量。

进一步，所述水源为集水井。所述集水井用于为喷淋系统提供水。

进一步，所述集水井将富水区隧道渗漏出的水收集起来作为消防储备用水和隧道内部降尘及路面清洁用水。达到节约用水的目的。

进一步，所述集水井设置在联络通道的路面下方，联络通道路面处预留一个集水井井口 。平时用井盖盖上，有必要时打开开展清淤等维护工作。

进一步，还包括排水沟，所述排水沟与集水井通过集水井进水通道连通；所述排水沟中涉及的水源主要是来自隧道涌水，在雨季也可能来自于地表雨水。节能环保，且一般无毒无害。

进一步，所述万向喷头由万向喷头喷嘴、万向喷头球形结构和万向喷头基座组成。万向喷头球形结构可以实现多个方向自由旋转，从而可以改变水由万向喷头喷嘴喷水的方向。进而可以对隧道内不同方向进行除尘或者灭火。

进一步，所述车速车型识别仪、声音传感器、火灾红外传感器和烟尘传感器安装在喷淋系统钢网架的顶部。以减小设备对隧道空间的占用，以及减小传感设备识别盲区。

进一步，所述车速车型识别仪、声音传感器、火灾红外传感器和烟尘传感器内置有蓄电池。即使当停电时，车速车型识别仪、声音传感器、火灾红外传感器和烟尘传感器依然能够正常工作一段时间。

进一步，本发明还提供了一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统的操作方法，包括以下步骤：

步骤a、完成隧道主体结构的施工：完成隧道和联络通道的施工，并预留好安装喷淋系统钢网架的钢筋接头；

步骤b、完成排水沟和集水井的施工：集水井设置在联络通道的路面下方，联络通道路面处预留一个集水井井口，平时用井盖盖上，有必要时打开开展清淤等维护工作；集水井邻近排水沟，二者之间需施作一个集水井进水通道，以保证排水沟中的水可以进入集水井中；

步骤c、安装喷淋系统：首先安装喷淋系统钢网架，紧接着依次安装喷淋系统一级水管、喷淋系统二级水管、喷淋系统三级水管、万向喷头，最后安装水泵；水泵进水端接入集水井，出水端与喷淋系统一级水管相连；喷淋系统一级水管将集水井中的水送入喷淋系统二级水管；喷淋系统二级水管将集水井中的水进一步送入喷淋系统三级水管；喷淋系统三级水管将集水井中的水最终送入万向喷头，然后由万向喷头将水喷出；

步骤d、安装传感设备；车速车型识别仪、声音传感器、火灾红外传感器和烟尘传感器安装在喷淋系统钢网架的顶部，以减小设备对隧道空间的占用，以及减小传感设备识别盲区；水泵与后台控制室和车速车型识别仪、声音传感器、火灾红外传感器的信号连接起来，可以人为或者根据传感设备信号利用喷淋系统实施喷水作业；

步骤 e、对整个系统进行调试；在系统运行之初，可以在集水井内蓄适量水，然后在后台操作开展喷水作业，根据系统反映情况对系统进行优化调整。

附图说明

图1 本发明的结构示意图；

图2 为本发明图1 中A1-A1 剖面图；

图3为本发明图1 中A2-A2 剖面图；

图4 为本发明图1 中B-B 剖面图；

图5为本发明的喷淋系统示意图；

图6为本发明的万向喷头结构详图；

图7为本发明实施例的实现步骤图；

图8为本发明实施例2的发电装置结构示意图。

图9为本发明实施例2的竖轴和固定轴的结构示意图。

图10为本发明实施例2的旋转轴未旋转时竖轴和固定轴的结构俯视图。

图11为本发明实施例2的旋转轴旋转时的竖轴和固定轴的结构俯视图。

图12为本发明实施例2的竖轴未倾斜时的结构示意图。

图13为本发明实施例2的竖轴倾斜时的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：隧道结构体系1、喷淋系统2、隧道11、联络通道12、排水沟13、喷淋系统钢网架21、水泵22、喷淋系统一级水管23、喷淋系统二级水管24、喷淋系统三级水管25、万向喷头26、集水井井口27、进水通道28、集水井29、车速车型识别仪31、声音传感器32、火灾红外传感器33、烟尘传感器34、万向喷头喷嘴41、万向喷头球形结构42、万向喷头基座43、支架50、第一挡块51、第二挡块52、第三挡块53、滑轮54、中心轴55、第一连杆56、第二连杆57、横板58、固定轴60、旋转轴61、竖轴62、分流管63、微型电机64。

如附图1-3所示：

一种富水区隧道消防、降尘及清洁智能化实现系统，包括：

喷淋系统钢网架21，喷淋系统钢网架21设置在隧道11内；

喷淋系统2，喷淋系统2安装在喷淋系统钢网架21上，喷淋系统2包括水泵22、喷淋系统一级水管23、喷淋系统二级水管24喷淋系统三级水管25、万向喷头26、水泵22；喷淋系统一级水管23、喷淋系统二级水管24、喷淋系统三级水管25和万向喷头26依次连通。

如附图6所示：

万向喷头26由万向喷头喷嘴41、万向喷头球形结构42和万向喷头基座43组成，万向喷头球形结构42可以实现多个方向自由旋转，从而可以改变水由万向喷头喷嘴41喷水的方向。

还包括集水井29，集水井29用于为喷淋系统2提供水源。水泵22进水端接入集水井29，水泵22出水端与喷淋系统一级水管23相连；集水井29将富水区隧道11渗漏出的水收集起来作为消防储备用水和隧道11内部降尘及路面清洁用水。达到节约用水的目的。

集水井29设置在联络通道12的路面下方，联络通道12路面处预留一个集水井29井口27。平时用井盖盖上，有必要时打开开展清淤等维护工作。

如附图4所示：

还包括排水沟13，排水沟13与集水井29通过集水井29进水通道28连通；排水沟13中涉及的水源主要是来自隧道11涌水，在雨季也可能来自于地表雨水。节能环保，且一般无毒无害。

如附图5所示：

还包括：

车速车型识别仪31：用于采集隧道内的车流量、车型和每辆车的车速信息；

声音传感器32：用于采集隧道内车辆碰撞的声音；

火灾红外传感器33：用于采集隧道内的火灾情况；

烟尘传感器34：用于采集隧道空气中的烟尘情况；

控制室：用于接收车速车型识别仪31、声音传感器32、火灾红外传感器33和烟尘传感器34采集到的信息并做出判断，并及时做出指令，根据火灾红外传感器33采集到的信息启动喷淋系统2喷水灭火；根据烟尘传感器34采集到的信息启动喷淋系统2开展喷水作业，净化隧道内空气；

所述控制室分别与喷淋系统2、车速车型识别仪31、声音传感器32、火灾红外传感器33和烟尘传感器34信号连接。

车速车型识别仪31、声音传感器32、火灾红外传感器33和烟尘传感器34安装在喷淋系统钢网架21的顶部。以减小设备对隧道11空间的占用，以及减小传感设备识别盲区。车速车型识别仪31、声音传感器32、火灾红外传感器33和烟尘传感器34内置有蓄电池。即使当停电时，车速车型识别仪31、声音传感器32、火灾红外传感器33和烟尘传感器34依然能够正常工作一段时间。

如附图7所示：本方案还提供了一种富水区隧道消防、降尘及清洁智能化实现系统的技术步骤：

步骤a、完成隧道11主体结构的施工，

包括隧道11和联络通道12的施工；预留好安装喷淋系统钢网架21的钢筋接头；

步骤b、完成排水沟13和集水井29的施工；

集水井29设置在联络通道12的路面下方，联络通道12路面处预留一个集水井29井口27，平时用井盖盖上，有必要时打开开展清淤等维护工作；集水井29邻近排水沟13，二者之间需施作一个集水井29进水通道28，以保证排水沟13中的水可以进入集水井29中；集水井29将富水区隧道11排水沟13渗漏出的水收集起来作为消防储备用水和隧道11内部降尘及路面清洁用水，达到节约用水的目的；

步骤c、安装喷淋系统2；

首先安装喷淋系统钢网架21，紧接着依次安装喷淋系统一级水管23、喷淋系统二级水管24 24、喷淋系统三级水管25、万向喷头26，最后安装水泵22；水泵22进水端接入集水井29，出水端与喷淋系统一级水管23相连；喷淋系统一级水管23将集水井29中的水送入喷淋系统二级水管24；喷淋系统二级水管24将集水井29中的水进一步送入喷淋系统三级水管25；喷淋系统三级水管25将集水井29中的水最终送入万向喷头26，然后由万向喷头26将水喷出。

步骤d、安装传感设备，

车速车型识别仪31、声音传感器32、火灾红外传感器33和烟尘传感器34安装在喷淋系统钢网架21的顶部，水泵22与后台控制室和车速车型识别、声音传感器32、火灾红外传感器33的信号电性连接，可以人为或者根据传感设备信号利用喷淋系统2实施喷水作业；

步骤 e、对整个系统进行调试；

在系统运行之初，可以在集水井29内蓄适量水，然后在后台操作开展喷水作业，根据系统反映情况对系统进行优化调整；

具体操作：

隧道11正常运营情况下，车速车型识别仪31可以记录车流量、车型、每辆车的车速等信息，配合和烟尘传感器34对隧道11内空气中烟尘的监测结果，可以判断隧道11内空气质量，当空气质量较差时，可以根据当时交通状况利用喷淋系统2开展喷水作业，净化隧道11内空气；出现车辆碰撞时，声音传感器32可以感知当前的车辆碰撞声音，然后将此信息反馈给火灾红外传感器33和烟尘传感器，火灾红外传感器33和烟尘传感器将立即识别碰撞位置处是否存在起火，若起火则可以启动喷淋系统2开展喷水作业，实施灭火紧急措施；当停电时，车速车型识别仪31、声音传感器32、火灾红外传感器33和烟尘传感器可以在蓄电池供电的情况下继续工作一段时间，不至于隧道11在停电时处于无人监管状态。

实施例2

与实施例1相比，本实施例不同之处在于：如附图8-9所示：还包括：发电装置，发电装置包括支架50、固定轴60、旋转轴61和微型发电机64，支架50上端固定在隧道11侧壁上，支架50下端连接有挡块，挡块依次包括第一挡块51、第二挡块52和第三挡块53，第一挡块51设有第一滑槽，第二挡块52上设有第二滑槽和第三滑槽，第四挡块上设有第四滑槽，四个滑槽上分别滑动设有滑轮54，支架50上垂直设有中心轴55，四个滑轮54的中心设有孔，中心轴55转动设在孔内。第一挡块51和第二挡块52之间的中心轴55上固定连接有第一连杆56，第二挡块52和第三挡块53之间的中心轴55上固定连接有第二连杆57，第一连杆56和第二连杆57上固定连接有横板58。横板58上可以安装广告。

固定轴60上端固定在隧道11侧壁上，固定轴60下端嵌入旋转轴61内并与旋转轴61相垂直，旋转轴61一端与横板58连接，旋转轴61另一端连接有竖轴62，竖轴62内连接有分流管63，分流管63上端与隧道11的涌水连接，分流管63的下端正对着隧道11底部的微型发电机64的扇叶。微型发电机64与蓄电池连接。

如附图11、13所示：

当隧道11内的汽车行驶时或吹风时，隧道11内会产生气流，进而气流带动横板58朝隧道11方向移动，进而横板58带动旋转轴61旋转，使得旋转轴61逆时针旋转，进而使得竖轴62朝远离隧道11的方向倾斜。进而使得分流管63的下端不与微型发电机64的扇叶对齐，但是在汽车行驶产生的气流作用下，分流管63流出的水形成抛物线落下，正好滴在微型发电机64的扇叶上，带动微型发电机64的扇叶转动，进而使得微型发电机64发电。

如附图10、12所示：

当隧道11内没有汽车行驶时或不吹风时，竖轴62不倾斜，分流管63内的水直接落在微型发电机64的扇叶上，使得微型发电机64转动发电。

通过设置发电装置，在隧道11内有车通行或者没有车通行的情况下，使得分流管63中流出的水正好对准微型发电机64的扇叶，然后通过水的重力使得微型发电机64的扇叶转动，因此即使隧道11涌水很小，涌水推动微型发电机64转动比较困难的情况下，发电装置中的分流管63中的水利用自身重力势能转化为动力势能，使得微型发电机64能够发电，用于为蓄电池提供电能，使得在断电的情况下蓄电池保持长期有电点，使得喷淋系统2一直能够工作。此外横板58上还可以安装广告，使得横板58的利用价值得到提高。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。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 (8)

1.一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统，包括喷淋系统钢网架（21）和喷淋系统（2），所述喷淋系统钢网架（21）设置在隧道（11）内；其特征在于：

所述喷淋系统（2）安装在喷淋系统钢网架（21）上，所述喷淋系统（2）包括水泵（22）、喷淋系统一级水管（23）、喷淋系统二级水管（24）、喷淋系统三级水管（25）、万向喷头（26）、水泵（22）；所述喷淋系统一级水管（23） 、喷淋系统二级水管（24）、喷淋系统三级水管（25）和万向喷头（26）依次连通，所述水泵（22）进水端连接有水源，所述水泵（22）出水端与喷淋系统一级水管（23）相连；

还包括：

车速车型识别仪（31）：用于采集隧道内的车流量、车型和每辆车的车速信息；

声音传感器（32）：用于采集隧道内车辆碰撞的声音；

火灾红外传感器（33）：用于采集隧道内的火灾情况；

烟尘传感器（34）：用于采集隧道空气中的烟尘情况；

控制室：用于接收车速车型识别仪（31）、声音传感器（32）、火灾红外传感器（33）和烟尘传感器（34）采集到的信息并做出判断，并及时做出指令，根据火灾红外传感器（33）采集到的信息启动喷淋系统（2）喷水灭火；根据烟尘传感器（34）采集到的信息启动喷淋系统（2）开展喷水作业，净化隧道内空气；

所述控制室分别与喷淋系统（2）、车速车型识别仪（31）、声音传感器（32）、火灾红外传感器（33）和烟尘传感器（34）信号连接；

还包括：发电装置，发电装置包括支架、固定轴、旋转轴和微型发电机，支架上端固定在隧道侧壁上，支架下端连接有挡块，挡块依次包括第一挡块、第二挡块和第三挡块，第一挡块设有第一滑槽，第二挡块上设有第二滑槽和第三滑槽，第四挡块上设有第四滑槽，四个滑槽上分别滑动设有滑轮，支架上垂直设有中心轴，四个滑轮的中心设有孔，中心轴转动设在孔内，第一挡块和第二挡块之间的中心轴上固定连接有第一连杆，第二挡块和第三挡块之间的中心轴上固定连接有第二连杆，第一连杆和第二连杆上固定连接有横板；横板上可以安装广告；固定轴上端固定在隧道侧壁上，固定轴下端嵌入旋转轴内并与旋转轴相垂直，旋转轴一端与横板连接，旋转轴另一端连接有竖轴，竖轴内连接有分流管，分流管上端与隧道的涌水连接，分流管的下端正对着隧道底部的微型发电机的扇叶，微型发电机与蓄电池连接。

2.根据权利要求1所述的一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统，其特征在于：所述水源为集水井（29）。

3.根据权利要求2所述的一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统，其特征在于：所述集水井（29）将富水区隧道（11）渗漏出的水收集起来作为消防储备用水和隧道（11）内部降尘及路面清洁用水。

4.根据权利要求2所述的一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统，其特征在于：所述集水井（29）设置在联络通道（12）的路面下方，联络通道（12）路面处预留一个集水井井口（27） 。

5.根据权利要求2所述的一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统，其特征在于：还包括排水沟（13），所述排水沟（13）与集水井（29）通过集水井进水通道（28）连通；所述排水沟（13）中涉及的水源主要是来自隧道（11）涌水。

6.根据权利要求1所述的一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统，其特征在于：所述万向喷头（26）由万向喷头喷嘴（41）、万向喷头球形结构（42）和万向喷头基座（43）组成。

7.根据权利要求1所述的一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统，其特征在于：所述车速车型识别仪（31）、声音传感器（32）、火灾红外传感器（33）和烟尘传感器（34）安装在喷淋系统钢网架（21）的顶部。

8.根据权利要求1所述的一种富水区隧道消防、降尘及路面清洁智能化实现系统，其特征在于：所述车速车型识别仪（31）、声音传感器（32）、火灾红外传感器（33）和烟尘传感器（34）内置有蓄电池。