CN115147002A - 一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，包括交通隧道区域划分模块、智能设备布设模块、交通隧道内部环境监测分析模块、交通隧道路标监测分析模块、交通隧道排水监测分析模块、交通隧道整体运维分析模块、预警分析与显示模块和数据存储模块。本发明通过智能设备对交通隧道对应的防水板和排水设施进行监测和分析，打破了当前仍然采用人工对交通隧道的防水板和排水设施进行监测的局限性，提高了交通隧道运维监控的自动化和智能化，不仅弥补了当前排水隐患排查及时性的不足，同时还有利于提升监测分析结果的科学依据性和可靠性，为后续交通隧道的运维安全提供强有力的数据支撑。

Description

一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统

技术领域

本发明涉及交通隧道智能化运维监控技术领域，具体而言，涉及一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统。

背景技术

近年来，随着全球社会经济的快速发展，交通隧道作为应用最广泛的隧道之一，具有运输能力强、行车距离短等多个优势被广泛应用于交通领域，为了保障交通隧道通行的安全性和稳定性，需要对交通隧道的运维进行监控和管理。

大多数交通隧道都是设置在地形陡峻的山地等地形位置，一旦交通隧道内部的环境和防排水设施遭到破坏，都会给交通出行和交通安全造成很大的影响，当前对交通隧道进行监控和管理时，通常存在以下几点不足：

1.当前对交通隧道对应的防水板和排水设施进行监测和分析时，往往通过在设定时间周期内组织维修人员对交通隧道的防水板和排水设施进行监测，从一方面来说，自动化和智能化程度不高，监测力度不强，参考性较差，同时对监测和分析的成本造成了影响，从另一方面来说，容易使交通隧道对应的防水板和排水设施的监测分析结果产生误差，排水隐患排查的及时性不足，并且还无法确保监测分析结果的科学依据性和可靠性，进而无法为后续交通隧道的运维安全提供强有力的数据支撑。

2.交通隧道内部的路标是由各种线条、箭头、文字等组成的，其作用是管制和引导车辆行驶，保障交通安全。当前仅通过人工自行查看交通隧道内部监控录像对隧道路标进行监测，带有一定的主观性，且监测精准度不高，使得分析依据的代表性不强，分析结果的合理性不足。

发明内容

为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，包括：

交通隧道区域划分模块，用于获取目标交通隧道的长度，并将目标交通隧道按照隧道长度进行等距划分，得到各隧道子区域，同时将各隧道子区域按照预设顺序依次编号为1,2,...,i,...,n；

智能设备布设模块，用于在各隧道子区域布设智能设备，其中智能设备包括尾气分析仪、空气流速传感器、高清摄像头、透视仪和超声波探伤仪；

交通隧道内部环境监测分析模块，用于通过智能设备对各隧道子区域对应的内部环境进行监测和分析，由此得到各隧道子区域对应的内部环境质量评估系数；

交通隧道路标监测分析模块，用于通过智能设备对各隧道子区域的路标状态进行监测和分析，由此得到各隧道子区域对应的路标状态评估系数；

交通隧道排水监测分析模块，用于获取各隧道子区域中防水板对应的布设信息和排水设施对应的布设信息，并通过智能设备对各隧道子区域的防水板和排水设施进行监测和分析，得到各隧道子区域对应的整体排水评估系数，其中交通隧道排水监测分析模块包括隧道防水监测分析单元、隧道排水监测分析单元和隧道整体排水状态分析单元；

交通隧道整体运维分析模块，用于对各隧道子区域对应的内部环境质量评估系数、路标状态评估系数和整体排水评估系数进行综合分析，由此得到各隧道子区域对应的整体运维评估系数；

预警分析与显示模块，用于对各隧道子区域对应的整体运维评估系数进行预警显示区域分析，由此得到预警显示区域，进而基于预警显示区域进行相应的显示；

数据存储模块，用于存储交通隧道内部对应的参考空气流速、参考氧气浓度、参考二氧化碳浓度和参考一氧化碳浓度，存储各隧道子区域对应的设定路标数量和路标参考清晰度，并存储各隧道子区域中各路标对应的设定长度和各路标对应的设定面积。

作为优选方案，所述通过智能设备对各隧道子区域对应的内部环境进行监测和分析，其具体监测分析步骤如下：

通过智能设备中的空气流速传感器和尾气分析仪分别对各隧道子区域对应的空气流速、二氧化碳浓度、氧气浓度、一氧化碳浓度进行监测，分别记为LSⁱ、

COⁱ，i表示为各隧道子区域的编号，i＝1,2,......,n；

对各隧道子区域对应的空气流速、二氧化碳浓度、氧气浓度和一氧化碳浓度进行综合分析，得到各隧道子区域对应的内部环境质量评估系数，记为φⁱ。

作为优选方案，所述通过智能设备对各隧道子区域的路标状态进行监测和分析，其具体监测分析步骤如下：

通过智能设备中的高清摄像头对各隧道子区域对应的路标状态进行监测，得到各隧道子区域对应的路标状态图像集合；

从各隧道子区域对应的路标状态图像集合中提取各隧道子区域对应路标数量以及各路标的长度、面积和清晰度，并分别记为Bⁱ、

j表示为各路标的编号，j＝1,2,......,m；

对各隧道子区域对应路标数量、各路标的长度、面积和清晰度进行综合分析，得到各隧道子区域对应的路标状态评估系数，记为

作为优选方案，所述防水板对应的布设信息包括防水板的布设数量和各防水板的布设位置，排水设施对应的布设信息包括盲沟数量、泄水孔数量、排水管数量、各盲沟度布设位置、各泄水孔的布设位置和各排水管的布设位置。

作为优选方案，所述隧道防水监测分析单元用于对各隧道子区域对应的防水板进行监测和分析，其具体监测分析过程如下：

从各隧道子区域中防水板的对应的布设信息中提取各隧道子区域中各防水板的布设位置，同时按照预设顺序依次对各防水板编号为1,2,...,f,...,g；

通过智能设备中的超声波探伤仪对各隧道子区域对应的各防水板进行监测，得到各隧道子区域对应的各防水板参数集合；

从各隧道子区域对应的各防水板参数集合中提取各隧道子区域对应各防水板的磨损处数量和厚度，并提取各磨损处的磨损面积，记为

f表示为各防水板的编号，f＝1,2,......,g，k表示为各磨损处的编号，k＝1,2,......,p，同时将各隧道子区域对应各防水板的厚度记为

依据公式

计算得到各隧道子区域对应的防水状态异常评估指数，δⁱ表示为第i个隧道子区域对应的防水状态异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第f个防水板对应的磨损处数量，P′表示为设定的允许磨损处数量，S′表示为设定的允许磨损面积，H′表示为设定的防水板规定厚度，β1、β2、β3分别表示为设定的磨损处数量、磨损面积、防水板厚度对应的权值因子。

作为优选方案，所述隧道排水监测分析单元用于对各隧道子区域对应的排水设施进行监测和分析，其具体监测分析过程如下：

在各隧道子区域中各盲沟上均匀布设检测点，并进行检测点标记，进而通过智能设备中的透视仪对各隧道子区域中各盲沟位置进行监测，得到各隧道子区域中各盲沟位置对应的监测透视图，从中提取各隧道子区域中各盲沟位置内各检测点与岩壁之间的最大距离，记为贴合距离，标记为

h表示为各盲沟的编号,h＝1,2,......,c，同时从各隧道子区域中各盲沟位置对应的监测透视图中提取各盲沟内存在水泥砂浆的面积，记为砂浆面积，标记为

依据公式

计算得到各隧道子区域中各盲沟对应的异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第h个盲沟对应的异常评估指数，L′、M′分别表示为设定的规定贴合距离、允许砂浆面积，b1、b2分别表示为设定的贴合距离、砂浆面积对应的影响因子；

通过智能设备中的透视仪对各隧道子区域中各泄水孔位置进行监测，得到各隧道子区域中各泄水孔位置对应的监测透视图，并从中提取各隧道子区域中各泄水孔外端与设定排水管的接触距离，记为接触距离，标记为

w表示为各泄水孔的编号，w＝1,2,......,x，同时提取各隧道子区域中各泄水孔的孔径，记为

依据公式

计算出各隧道子区域中各泄水孔对应的异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第w个泄水孔对应的异常评估指数，L′₁、D′分别表示为设定的参考接触距离、规范泄水孔孔径，b3、b4分别表示为设定的接触距离、泄水孔孔径对应的影响因子；

通过智能设备中的透视仪对各隧道子区域中各排水管位置进行监测，得到各隧道子区域中各排水管位置对应的监测透视图，并从中提取各隧道子区域中各排水管的横截面积和纵向坡度，分别记为

和

y表示为各排水管的编号，y＝1,2,......,z；

依据公式

计算出各隧道子区域中各排水管对应的异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第y个排水管对应的异常评估指数，M′₁、θ′分别表示为设定的规范排水管横截面积、规范纵向坡度，Δθ表示为设定的允许纵向坡度差值，b5、b6分别表示为设定的排水管横截面积、纵向坡度对应的影响因子；

依据公式

计算出各隧道子区域对应的排水状态异常评估指数，γⁱ表示为第i个隧道子区域对应的排水状态异常评估指数，β4、β5、β6分别表示为设定的盲沟异常评估指数、泄水孔异常评估指数、排水管异常评估指数对应的权值因子。

作为优选方案，所述隧道整体排水状态分析单元用于对各隧道子区域对应的防水状态异常评估指数和排水状态异常评估指数进行综合分析，得到各隧道子区域对应的整体排水评估系数，其具体计算公式为

ψⁱ表示为第i个隧道子区域对应的整体排水评估系数，β7、β8分别表示为设定的防水状态异常评估指数、排水状态异常评估指数对应的修正因子。

作为优选方案，所述各隧道子区域对应的整体运维评估系数，其具体计算方式如下：

依据公式

计算出各隧道子区域对应的整体运维评估系数，ξⁱ表示为第i个隧道子区域对应的整体运维评估系数，τ1、τ2、τ3分别表示为设定的内部环境质量评估系数、路标状态评估系数、整体排水评估系数对应的系数因子。

作为优选方案，所述对各隧道子区域对应的整体运维评估系数进行预警显示区域分析，其具体分析方式如下：

将各隧道子区域对应的整体运维评估系数与设定的整体运维评估系数阈值进行对比，若某隧道子区域对应的整体运维评估系数小于整体运维评估系数阈值，则将该隧道子区域记为预警显示区域。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

(1)本发明通过智能设备对交通隧道对应的防水板和排水设施进行监测和分析，由此分别得到交通隧道对应的防水状态异常评估指数和排水状态异常评估指数，进而进行综合分析得到交通隧道对应的整体排水评估系数，从一方面来说，打破了当前仍然采用人工对交通隧道的防水板和排水设施进行监测的局限性，提高了交通隧道运维监控的自动化和智能化，不仅使得监测力度和参考性同步增强，同时降低了监测和分析的成本；另一方面来说，有效保障了交通隧道对应的防水板和排水设施的监测分析结果的准确率，不仅弥补了当前排水隐患排查及时性的不足，同时有利于提升监测分析结果的科学依据性和可靠性，为后续交通隧道的运维安全提供强有力的数据支撑。

(2)本发明通过智能设备对交通隧道的路标进行监测和分析，由此分析得到交通隧道对应的路标状态评估系数，有效确保了路标对交通管制和引导车辆行驶的重要性能，在一定程度上保障了车辆行驶的规范性和稳定性，打破了当前人工查看交通隧道内部监控录像过程中的主观性问题，大幅度提升了路标监测分析的精准度，不仅使得分析依据的代表性加强，同时还使得分析结果的合理性提升。

(3)本发明通过智能设备对交通隧道的内部环境进行监测和分析，由此分析得到交通隧道对应的内部环境质量评估系数，不仅提高了交通隧道内部环境异常排查的及时性，同时还大幅度提升了有害气体及时排放的相应效率，进而有效降低了因有害气体排放延迟对驾驶人员产生不良影响而引发安全事故的概率性，从而保障了驾驶人员通行的安全性。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明系统模块连接示意图。

图2为本发明交通隧道排水监测分析模块连接示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

参照图1所示，本发明提供一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，包括交通隧道区域划分模块、智能设备布设模块、交通隧道内部环境监测分析模块、交通隧道路标监测分析模块、交通隧道排水监测分析模块、交通隧道整体运维分析模块、预警分析与显示模块和数据存储模块。

所述交通隧道区域划分模块与智能设备布设模块连接，智能设备布设模块分别与交通隧道内部环境监测分析模块、交通隧道路标监测分析模块和交通隧道排水监测分析模块连接，交通隧道整体运维分析模块分别与交通隧道内部环境监测分析模块、交通隧道路标监测分析模块、交通隧道排水监测分析模块和预警分析与显示模块连接，数据存储模块分别与交通隧道内部环境监测分析模块和交通隧道路标监测分析模块连接。

交通隧道区域划分模块，用于获取目标交通隧道的长度，并将目标交通隧道按照隧道长度进行等距划分，得到各隧道子区域，同时将各隧道子区域按照预设顺序依次编号为1,2,...,i,...,n。

智能设备布设模块，用于在各隧道子区域布设智能设备，其中智能设备包括尾气分析仪、空气流速传感器、高清摄像头、透视仪和超声波探伤仪。

交通隧道内部环境监测分析模块，用于通过智能设备对各隧道子区域对应的内部环境进行监测和分析，由此得到各隧道子区域对应的内部环境质量评估系数。

作为优选方案，所述通过智能设备对各隧道子区域对应的内部环境进行监测和分析，其具体监测分析步骤如下：

通过智能设备中的空气流速传感器和尾气分析仪分别对各隧道子区域对应的空气流速、二氧化碳浓度、氧气浓度、一氧化碳浓度进行监测，分别记为LSⁱ、

COⁱ，i表示为各隧道子区域的编号，i＝1,2,......,n；

对各隧道子区域对应的空气流速、二氧化碳浓度、氧气浓度和一氧化碳浓度进行综合分析，得到各隧道子区域对应的内部环境质量评估系数，记为φⁱ。

需要说明的是，依据公式

计算得到各隧道子区域对应的内部环境质量评估系数，e表示为自然常数，LS′、O′₂、CO′₂、CO″分别表示为存储的参考空气流速、参考氧气浓度、参考二氧化碳浓度、参考一氧化碳浓度，a1、a2、a3、a4分别表示为预设的空气流速、氧气浓度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度对应的影响因子。

在一个具体的实施例中，本发明通过智能设备对交通隧道的内部环境进行监测和分析，由此分析得到交通隧道对应的内部环境质量评估系数，不仅提高了交通隧道内部环境异常排查的及时性，同时还大幅度提升了有害气体及时排放的相应效率，进而有效降低了因有害气体排放延迟对驾驶人员产生不良影响而引发安全事故的概率性，从而保障了驾驶人员通行的安全性。

交通隧道路标监测分析模块，用于通过智能设备对各隧道子区域的路标状态进行监测和分析，由此得到各隧道子区域对应的路标状态评估系数。

作为优选方案，所述通过智能设备对各隧道子区域的路标状态进行监测和分析，其具体监测分析步骤如下：

通过智能设备中的高清摄像头对各隧道子区域对应的路标状态进行监测，得到各隧道子区域对应的路标状态图像集合；

从各隧道子区域对应的路标状态图像集合中提取各隧道子区域对应路标数量以及各路标的长度、面积和清晰度，并分别记为Bⁱ、

j表示为各路标的编号，j＝1,2,......,m；

对各隧道子区域对应路标数量、各路标的长度、面积和清晰度进行综合分析，得到各隧道子区域对应的路标状态评估系数，记为

需要说明的是，依据公式

计算出各隧道子区域对应的路标状态评估系数，B′_i表示为存储的第i个隧道子区域对应的设定路标数量，L′_ij、S′_ij分别表示为存储的第i个隧道子区域中第j个路标对应的设定长度、设定面积，η′表示为存储的路标参考清晰度，a5、a6、a7、a8分别表示为预设的路标数量、路标长度、路标面积、路标清晰度对应的影响因子。

在一个具体的实施例中，本发明通过智能设备对交通隧道的路标进行监测和分析，由此分析得到交通隧道对应的路标状态评估系数，有效确保了路标对交通管制和引导车辆行驶的重要性能，在一定程度上保障了车辆行驶的规范性和稳定性，打破了当前人工查看交通隧道内部监控录像过程中的主观性问题，大幅度提升了路标监测分析的精准度，不仅使得分析依据的代表性加强，同时还使得分析结果的合理性提升。

参照图2所示，交通隧道排水监测分析模块，用于获取各隧道子区域中防水板对应的布设信息和排水设施对应的布设信息，并通过智能设备对各隧道子区域的防水板和排水设施进行监测和分析，得到各隧道子区域对应的整体排水评估系数，其中交通隧道排水监测分析模块包括隧道防水监测分析单元、隧道排水监测分析单元和隧道整体排水状态分析单元。

作为优选方案，所述防水板对应的布设信息包括防水板的布设数量和各防水板的布设位置，排水设施对应的布设信息包括盲沟数量、泄水孔数量、排水管数量、各盲沟度布设位置、各泄水孔的布设位置和各排水管的布设位置。

作为优选方案，所述隧道防水监测分析单元用于对各隧道子区域对应的防水板进行监测和分析，其具体监测分析过程如下：

从各隧道子区域中防水板的对应的布设信息中提取各隧道子区域中各防水板的布设位置，同时按照预设顺序依次对各防水板编号为1,2,...,f,...,g；

通过智能设备中的超声波探伤仪对各隧道子区域对应的各防水板进行监测，得到各隧道子区域对应的各防水板参数集合；

从各隧道子区域对应的各防水板参数集合中提取各隧道子区域对应各防水板的磨损处数量和厚度，并提取各磨损处的磨损面积，记为

f表示为各防水板的编号，f＝1,2,......,g，k表示为各磨损处的编号，k＝1,2,......,p，同时将各隧道子区域对应各防水板的厚度记为

依据公式

计算得到各隧道子区域对应的防水状态异常评估指数，δⁱ表示为第i个隧道子区域对应的防水状态异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第f个防水板对应的磨损处数量，P′表示为设定的允许磨损处数量，S′表示为设定的允许磨损面积，H′表示为设定的防水板规定厚度，β1、β2、β3分别表示为设定的磨损处数量、磨损面积、防水板厚度对应的权值因子。

作为优选方案，所述隧道排水监测分析单元用于对各隧道子区域对应的排水设施进行监测和分析，其具体监测分析过程如下：

在各隧道子区域中各盲沟上均匀布设检测点，并进行检测点标记，进而通过智能设备中的透视仪对各隧道子区域中各盲沟位置进行监测，得到各隧道子区域中各盲沟位置对应的监测透视图，从中提取各隧道子区域中各盲沟位置内各检测点与岩壁之间的最大距离，记为贴合距离，标记为

h表示为各盲沟的编号,h＝1,2,......,c，同时从各隧道子区域中各盲沟位置对应的监测透视图中提取各盲沟内存在水泥砂浆的面积，记为砂浆面积，标记为

依据公式

计算得到各隧道子区域中各盲沟对应的异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第h个盲沟对应的异常评估指数，L′、M′分别表示为设定的规定贴合距离、允许砂浆面积，b1、b2分别表示为设定的贴合距离、砂浆面积对应的影响因子；

通过智能设备中的透视仪对各隧道子区域中各泄水孔位置进行监测，得到各隧道子区域中各泄水孔位置对应的监测透视图，并从中提取各隧道子区域中各泄水孔外端与设定排水管的接触距离，记为接触距离，标记为

w表示为各泄水孔的编号，w＝1,2,......,x，同时提取各隧道子区域中各泄水孔的孔径，记为

依据公式

计算出各隧道子区域中各泄水孔对应的异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第w个泄水孔对应的异常评估指数，L′₁、D′分别表示为设定的参考接触距离、规范泄水孔孔径，b3、b4分别表示为设定的接触距离、泄水孔孔径对应的影响因子；

通过智能设备中的透视仪对各隧道子区域中各排水管位置进行监测，得到各隧道子区域中各排水管位置对应的监测透视图，并从中提取各隧道子区域中各排水管的横截面积和纵向坡度，分别记为

和

y表示为各排水管的编号，y＝1,2,......,z；

依据公式

计算出各隧道子区域中各排水管对应的异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第y个排水管对应的异常评估指数，M′₁、θ′分别表示为设定的规范排水管横截面积、规范纵向坡度，Δθ表示为设定的允许纵向坡度差值，b5、b6分别表示为设定的排水管横截面积、纵向坡度对应的影响因子；

依据公式

计算出各隧道子区域对应的排水状态异常评估指数，γⁱ表示为第i个隧道子区域对应的排水状态异常评估指数，β4、β5、β6分别表示为设定的盲沟异常评估指数、泄水孔异常评估指数、排水管异常评估指数对应的权值因子。

作为优选方案，所述隧道整体排水状态分析单元用于对各隧道子区域对应的防水状态异常评估指数和排水状态异常评估指数进行综合分析，得到各隧道子区域对应的整体排水评估系数，其具体计算公式为

ψⁱ表示为第i个隧道子区域对应的整体排水评估系数，β7、β8分别表示为设定的防水状态异常评估指数、排水状态异常评估指数对应的修正因子。

在一个具体的实施例中，本发明通过智能设备对交通隧道对应的防水板和排水设施进行监测和分析，由此分别得到交通隧道对应的防水状态异常评估指数和排水状态异常评估指数，进而进行综合分析得到交通隧道对应的整体排水评估系数，从一方面来说，打破了当前仍然采用人工对交通隧道的防水板和排水设施进行监测的局限性，提高了交通隧道运维监控的自动化和智能化，不仅使得监测力度和参考性同步增强，同时降低了监测和分析的成本；另一方面来说，有效保障了交通隧道对应的防水板和排水设施的监测分析结果的准确率，不仅弥补了当前排水隐患排查及时性的不足，同时有利于提升监测分析结果的科学依据性和可靠性，为后续交通隧道的运维安全提供强有力的数据支撑。

交通隧道整体运维分析模块，用于对各隧道子区域对应的内部环境质量评估系数、路标状态评估系数和整体排水评估系数进行综合分析，由此得到各隧道子区域对应的整体运维评估系数。

作为优选方案，所述各隧道子区域对应的整体运维评估系数，其具体计算方式如下：

依据公式

计算出各隧道子区域对应的整体运维评估系数，ξⁱ表示为第i个隧道子区域对应的整体运维评估系数，τ1、τ2、τ3分别表示为设定的内部环境质量评估系数、路标状态评估系数、整体排水评估系数对应的系数因子。

预警分析与显示模块，用于对各隧道子区域对应的整体运维评估系数进行预警显示区域分析，由此得到预警显示区域，进而基于预警显示区域进行相应的显示。

作为优选方案，所述对各隧道子区域对应的整体运维评估系数进行预警显示区域分析，其具体分析方式如下：

将各隧道子区域对应的整体运维评估系数与设定的整体运维评估系数阈值进行对比，若某隧道子区域对应的整体运维评估系数小于整体运维评估系数阈值，则将该隧道子区域记为预警显示区域。

需要说明的是，对各隧道子区域对应的整体运维评估系数进行预警显示区域分析的目的是为了给工作人员提供准确直观的数据，便于工作人员进行分区修整，减少了工作人员维修检查过程中的维修定位时间，提高了隧道运维的管理效率。

数据存储模块，用于存储交通隧道内部对应的参考空气流速、参考氧气浓度、参考二氧化碳浓度和参考一氧化碳浓度，存储各隧道子区域对应的设定路标数量和路标参考清晰度，并存储各隧道子区域中各路标对应的设定长度和各路标对应的设定面积。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，其特征在于，包括：

交通隧道区域划分模块，用于获取目标交通隧道的长度，并将目标交通隧道按照隧道长度进行等距划分，得到各隧道子区域，同时将各隧道子区域按照预设顺序依次编号为1,2,...,i,...,n；

智能设备布设模块，用于在各隧道子区域布设智能设备，其中智能设备包括尾气分析仪、空气流速传感器、高清摄像头、透视仪和超声波探伤仪；

交通隧道内部环境监测分析模块，用于通过智能设备对各隧道子区域对应的内部环境进行监测和分析，由此得到各隧道子区域对应的内部环境质量评估系数；

交通隧道路标监测分析模块，用于通过智能设备对各隧道子区域的路标状态进行监测和分析，由此得到各隧道子区域对应的路标状态评估系数；

交通隧道排水监测分析模块，用于获取各隧道子区域中防水板对应的布设信息和排水设施对应的布设信息，并通过智能设备对各隧道子区域的防水板和排水设施进行监测和分析，得到各隧道子区域对应的整体排水评估系数，其中交通隧道排水监测分析模块包括隧道防水监测分析单元、隧道排水监测分析单元和隧道整体排水状态分析单元；

交通隧道整体运维分析模块，用于对各隧道子区域对应的内部环境质量评估系数、路标状态评估系数和整体排水评估系数进行综合分析，由此得到各隧道子区域对应的整体运维评估系数；

预警分析与显示模块，用于对各隧道子区域对应的整体运维评估系数进行预警显示区域分析，由此得到预警显示区域，进而基于预警显示区域进行相应的显示；

数据存储模块，用于存储交通隧道内部对应的参考空气流速、参考氧气浓度、参考二氧化碳浓度和参考一氧化碳浓度，存储各隧道子区域对应的设定路标数量和路标参考清晰度，并存储各隧道子区域中各路标对应的设定长度和各路标对应的设定面积。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，其特征在于：所述通过智能设备对各隧道子区域对应的内部环境进行监测和分析，其具体监测分析步骤如下：

通过智能设备中的空气流速传感器和尾气分析仪分别对各隧道子区域对应的空气流速、二氧化碳浓度、氧气浓度、一氧化碳浓度进行监测，分别记为LSⁱ、

COⁱ，i表示为各隧道子区域的编号，i＝1,2,......,n；

对各隧道子区域对应的空气流速、二氧化碳浓度、氧气浓度和一氧化碳浓度进行综合分析，得到各隧道子区域对应的内部环境质量评估系数，记为φⁱ。

3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，其特征在于：所述通过智能设备对各隧道子区域的路标状态进行监测和分析，其具体监测分析步骤如下：

通过智能设备中的高清摄像头对各隧道子区域对应的路标状态进行监测，得到各隧道子区域对应的路标状态图像集合；

从各隧道子区域对应的路标状态图像集合中提取各隧道子区域对应路标数量以及各路标的长度、面积和清晰度，并分别记为Bⁱ、

j表示为各路标的编号，j＝1,2,......,m；

对各隧道子区域对应路标数量、各路标的长度、面积和清晰度进行综合分析，得到各隧道子区域对应的路标状态评估系数，记为

4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，其特征在于：所述防水板对应的布设信息包括防水板的布设数量和各防水板的布设位置，排水设施对应的布设信息包括盲沟数量、泄水孔数量、排水管数量、各盲沟度布设位置、各泄水孔的布设位置和各排水管的布设位置。

5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，其特征在于：所述隧道防水监测分析单元用于对各隧道子区域对应的防水板进行监测和分析，其具体监测分析过程如下：

从各隧道子区域中防水板的对应的布设信息中提取各隧道子区域中各防水板的布设位置，同时按照预设顺序依次对各防水板编号为1,2,...,f,...,g；

通过智能设备中的超声波探伤仪对各隧道子区域对应的各防水板进行监测，得到各隧道子区域对应的各防水板参数集合；

从各隧道子区域对应的各防水板参数集合中提取各隧道子区域对应各防水板的磨损处数量和厚度，并提取各磨损处的磨损面积，记为

f表示为各防水板的编号，f＝1,2,......,g，k表示为各磨损处的编号，k＝1,2,......,p，同时将各隧道子区域对应各防水板的厚度记为

依据公式

计算得到各隧道子区域对应的防水状态异常评估指数，δⁱ表示为第i个隧道子区域对应的防水状态异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第f个防水板对应的磨损处数量，P′表示为设定的允许磨损处数量，S′表示为设定的允许磨损面积，H′表示为设定的防水板规定厚度，β1、β2、β3分别表示为设定的磨损处数量、磨损面积、防水板厚度对应的权值因子。

6.根据权利要求5所述的一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，其特征在于：所述隧道排水监测分析单元用于对各隧道子区域对应的排水设施进行监测和分析，其具体监测分析过程如下：

在各隧道子区域中各盲沟上均匀布设检测点，并进行检测点标记，进而通过智能设备中的透视仪对各隧道子区域中各盲沟位置进行监测，得到各隧道子区域中各盲沟位置对应的监测透视图，从中提取各隧道子区域中各盲沟位置内各检测点与岩壁之间的最大距离，记为贴合距离，标记为

h表示为各盲沟的编号,h＝1,2,......,c，同时从各隧道子区域中各盲沟位置对应的监测透视图中提取各盲沟内存在水泥砂浆的面积，记为砂浆面积，标记为

依据公式

计算得到各隧道子区域中各盲沟对应的异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第h个盲沟对应的异常评估指数，L′、M′分别表示为设定的规定贴合距离、允许砂浆面积，b1、b2分别表示为设定的贴合距离、砂浆面积对应的影响因子；

通过智能设备中的透视仪对各隧道子区域中各泄水孔位置进行监测，得到各隧道子区域中各泄水孔位置对应的监测透视图，并从中提取各隧道子区域中各泄水孔外端与设定排水管的接触距离，记为接触距离，标记为

w表示为各泄水孔的编号，w＝1,2,......,x，同时提取各隧道子区域中各泄水孔的孔径，记为

依据公式

计算出各隧道子区域中各泄水孔对应的异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第w个泄水孔对应的异常评估指数，L₁′、D′分别表示为设定的参考接触距离、规范泄水孔孔径，b3、b4分别表示为设定的接触距离、泄水孔孔径对应的影响因子；

通过智能设备中的透视仪对各隧道子区域中各排水管位置进行监测，得到各隧道子区域中各排水管位置对应的监测透视图，并从中提取各隧道子区域中各排水管的横截面积和纵向坡度，分别记为

和

y表示为各排水管的编号，y＝1,2,......,z；

依据公式

计算出各隧道子区域中各排水管对应的异常评估指数，

表示为第i个隧道子区域中第y个排水管对应的异常评估指数，M₁′、θ′分别表示为设定的规范排水管横截面积、规范纵向坡度，Δθ表示为设定的允许纵向坡度差值，b5、b6分别表示为设定的排水管横截面积、纵向坡度对应的影响因子；

依据公式

计算出各隧道子区域对应的排水状态异常评估指数，γⁱ表示为第i个隧道子区域对应的排水状态异常评估指数，β4、β5、β6分别表示为设定的盲沟异常评估指数、泄水孔异常评估指数、排水管异常评估指数对应的权值因子。

7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，其特征在于：所述隧道整体排水状态分析单元用于对各隧道子区域对应的防水状态异常评估指数和排水状态异常评估指数进行综合分析，得到各隧道子区域对应的整体排水评估系数，其具体计算公式为

ψⁱ表示为第i个隧道子区域对应的整体排水评估系数，β7、β8分别表示为设定的防水状态异常评估指数、排水状态异常评估指数对应的修正因子。

8.根据权利要求7所述的一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，其特征在于：所述各隧道子区域对应的整体运维评估系数，其具体计算方式如下：

依据公式

计算出各隧道子区域对应的整体运维评估系数，ξⁱ表示为第i个隧道子区域对应的整体运维评估系数，τ1、τ2、τ3分别表示为设定的内部环境质量评估系数、路标状态评估系数、整体排水评估系数对应的系数因子。

9.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的交通隧道智能化运维监控调控管理系统，其特征在于：所述对各隧道子区域对应的整体运维评估系数进行预警显示区域分析，其具体分析方式如下：

将各隧道子区域对应的整体运维评估系数与设定的整体运维评估系数阈值进行对比，若某隧道子区域对应的整体运维评估系数小于整体运维评估系数阈值，则将该隧道子区域记为预警显示区域。

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