CN212809452U - 一种公路隧道交通安全监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种公路隧道交通安全监测预警系统，包含碰撞传感器、烟雾传感器、事件检测相机、LED信息发布屏、多功能轮廓灯、语音广播、数据通讯模块、集中控制器、管理服务器及终端计算机。本实用新型的优点是：结构简单，操作简便，能实现道路交通参与者对隧道交通安全事故提前预知预判，在降低隧道交通事故发生频率的同时将前端与云端通信相结合，实现公路隧道交通安全监测预警系统向智能化统一管理方向发展，为隧道安全预警适应并满足未来城市交通向ITS方向发展奠定基础。

Description

一种公路隧道交通安全监测预警系统

技术领域

本实用新型涉及道路交通安全控制系统技术领域，具体的说是涉及一种公路隧道交通安全监测预警系统。

背景技术

由于隧道结构封闭复杂，确保隧道内部交通安全显得尤为重要，而隧道实时交通安全监测系统是确保隧道安全运营的重要手段。随着我国经济的飞速发展，对智能化管理的高等级公路的需求越来越大。十一五、十二五期间，我国公路系统进入大发展、大跨越的时期。隧道因其具有改善路网，节约土地等优点，逐渐成为公路建设的重要组成部分。但由于隧道具有空间狭窄、结构封闭、视线差等缺陷，一旦发生事故，救援工作复杂困难，而且容易造成严重的交通阻塞，并有可能引发火灾，从而引起灾难性的后果，因此，保证隧道行车安全至关重要。

隧道一般连接公路、城市道路重要节点和组成部分。在干线公路网的建设中，它可以克服山脉地形障碍，保证最佳的道路线形，更便于行车，提高经济效益。而传统的隧道安全保障这块基本是靠人力巡查加后端视频监控调度，交通安全隐患无法实现早期预防，早期干预，交通安全事故无法做到主动上报，积极救援，对交通参与者来说具有交单安全隐患。

常见隧道交通安全隐患包括，隧道内外的“黑洞效应”、行人违规进入隧道、车辆在隧道停留、掉头等违法行为。

常见隧道交通安全事故则包括，车辆与隧道壁发生碰撞、隧道内发生火灾等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种公路隧道交通安全监测预警系统，用于克服上述背景技术中提到的缺陷和预防及解决隧道交通安全问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种公路隧道交通安全监测预警系统，包括碰撞传感器、烟雾传感器、事件检测相机、LED信息发布屏、多功能轮廓灯、语音广播器、集中控制器、数据通讯模块、管理服务器和终端计算机，所述碰撞传感器、烟雾传感器及事件检测相机均与所述集中控制器通讯连接，所述集中控制器分别与所述LED信息发布屏、多功能轮廓灯、语音广播器及数据通讯模块通讯连接，所述数据通讯模块与所述管理服务器通讯连接，所述管理服务器与所述终端计算机通讯连接；

其中，碰撞传感器数量有多个且均布在隧道的两侧墙壁上，用于检测隧道内车辆发生的碰撞事故信号，并将检测到的碰撞事故信号传输给集中控制器；

烟雾传感器数量有多个且均布在隧道的内顶部，用于检测隧道内的烟雾浓度信息，并将检测到的烟雾浓度信息传输给集中控制器；

事件检测相机数量有一个或多个且布设在隧道的内顶部，用于检测进入隧道的行人以及检测车辆在隧道内发生的违法行为，并将检测到的数据传输给集中控制器；

LED信息发布屏数量有一个且安装在隧道一端道路入口的外侧或者有两个且安装在隧道两端道路入口的外侧，且每个LED信息发布屏的屏幕均朝向来向的车辆设置；

多功能轮廓灯数量有多个且分设在隧道两端的隧道入口洞沿上，用于给隧道入口处进行照明以及给进入隧道的车辆进行预警提醒；

语音广播器数量有一个或多个，当语音广播器有一个时，安装在隧道口或隧道内；当语音广播器有多个时，分布在隧道口和隧道内；其中，安装在隧道口处的语音广播器用于提示前方驶入的车辆；安装在隧道内的语音广播器用于警示隧道内违法的行人或驾乘人员；

集中控制器与数据通讯模块均设置在隧道一端的道路入口的外侧，且集中控制器用于接收隧道前端物理层数据，并控制隧道前端的LED信息发布屏、多功能轮廓灯及语音广播器执行相应的工作；数据通讯模块用于将集中控制器接收到的隧道前端物理层数据上传到管理服务器的应用层；

管理服务器与终端计算机均设置在远端管理中心，且管理服务器用于分析和存储由数据通讯模块上传过来的隧道前端的交通状况数据，终端计算机用于通过管理服务器向集中控制器发布工作指令以及从管理服务器中调取数据库数据。

进一步，所述碰撞传感器内置有第一无线传输模块，所述第一无线传输模块与所述集中控制器采用低延时低功耗的Lora信号建立通信连接。

进一步，所述烟雾传感器内置有第二无线传输模块，所述第二无线传输模块与所述集中控制器采用低延时低功耗的Lora信号建立通信连接。

进一步，所述事件检测相机内置有第一数据接收模块，所述第一数据接收模块与所述集中控制器采用TCP/IP协议建立通信连接。

进一步，所述LED信息发布屏内置有节目接收卡，所述节目接收卡与所述集中控制器采用TCP/IP协议建立通信连接。

进一步，所述多功能轮廓灯包含有红绿黄三种光源，且内置有PLC控制器，所述PLC控制器与所述集中控制器采用RS485协议建立通信连接。

进一步，所述语音广播器为集成有远程联动预警、远程发布文字信息以及气象监测功能的语音播报器，并内置有第二数据接收模块，所述第二数据接收模块与所述集中控制器采用低延时低功耗的Lora信号通信连接。

进一步，所述终端计算机内安装有集视频分析检测、信息发布及远程监管一体的管理软件。

进一步，所述碰撞传感器通过钢丝绳固定在隧道的两侧的内墙壁上。

进一步，所述数据通讯模块集成有4G和TCP/IP两种传输数据方式。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

(1)结构简单，操作简便，且能实现道路交通参与者对隧道交通安全事故提前预知预判；

(2)碰撞传感器能针对车辆撞击隧道壁发生的交通事故进行检测，烟雾传感器能针对隧道内发生火灾安全事故进行检测，事件检测相机能针对车辆及行人在隧道内发生的违法行为进行检测，上述三者被触发检测以后，会联动隧道入口LED信息发布屏发布相关信息，联动语音广播，联动多功能轮廓灯进行灯光提示，同时数据也会上传到管理服务器，让交通职能部门做好相关预案。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图；

图2为本实用新型的一种具体应用实施例；

附图标记说明：

1、碰撞传感器；1.1、第一无线传输模块；2、烟雾传感器；2.1、第二无线传输模块；3、事件检测相机；3.1、第一数据接收模块；4、LED信息发布屏；4.1、节目接收卡；5、多功能轮廓灯；5.1、PLC控制器；6、语音广播器；6.1、第二数据接收模块；7、集中控制器；8、数据通讯模块； 9、管理服务器；10、终端计算机；10.1、管理客户端软件；100、隧道； 200、电气柜。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本实用新型是如何实施的。

参阅图1所示，本实用新型提供的一种公路隧道交通安全监测预警系统，包括碰撞传感器1、烟雾传感器2、事件检测相机3、LED信息发布屏4、多功能轮廓灯5、语音广播6、集中控制器7、数据通讯模块8、管理服务器9和终端计算机10；其中，碰撞传感器1、烟雾传感器2及事件检测相机3均与集中控制器7通讯连接，集中控制器7分别与LED信息发布屏4、多功能轮廓灯5、语音广播器6及数据通讯模块8通讯连接，数据通讯模块 8与管理服务器9通讯连接，管理服务器9与终端计算机10通讯连接。

具体的说，在实际应用，上述碰撞传感器1数量是有多个的且均固定在隧道100的两侧墙壁上的；其作用是：用于检测隧道100内车辆发生的碰撞事故信号，并将检测到的碰撞事故信号传输给集中控制器7；

烟雾传感器2数量也具有多个且也均固定在隧道100的内顶部并覆盖隧道的；其作用是：用于检测隧道100内的烟雾浓度信息，并将检测到的烟雾浓度信息传输给集中控制器7；

事件检测相机3数量则可以根据隧道环境布设一个或多个并固定在隧道100的两侧墙壁上或内顶部；其作用是：用于检测进入隧道的行人以及检测车辆在隧道内发生的违法行为，并将检测到的数据传输给集中控制器；

LED信息发布屏4数量也可以根据需要设置一个或两个，当数量是一个时，则安装在隧道100一端道路入口的外侧；当数量有两个时，则分设在隧道100两端道路入口的外侧，并且每个LED信息发布屏4的屏幕均朝向来向的车辆设置；其作用是：用于将隧道内的交通安全事件反馈给前方驶入车辆，进行提前预警和诱导；

多功能轮廓灯5数量有多个且分设在隧道100两端的隧道入口洞沿上，其作用是：其一、可解决隧道内外由于光线原因产生的“黑洞效应”；其二、给即将进入隧道车辆预警提醒；

语音广播器6数量可以根据需要设置一个或多个，当语音广播器6有一个时，安装在隧道口或隧道内；当语音广播器6有多个时，则分布在隧道口和隧道内；其中，安装在隧道口处的语音广播器6用于提示前方驶入的车辆；安装在隧道内的语音广播器6用于警示隧道内违法的行人或驾乘人员；

集中控制器7与数据通讯模块8均设置在隧道100一端的道路入口的外侧，且集中控制器7用于接收隧道前端物理层数据，并控制隧道前端的 LED信息发布屏4、多功能轮廓灯5及语音广播器6执行相应的工作；数据通讯模块8用于将集中控制器7接收到的隧道前端物理层数据上传到管理服务器9的应用层；

管理服务器9与终端计算机10均设置在远端管理中心，且管理服务器 9用于分析和存储由数据通讯模块8上传过来的隧道前端的交通状况数据，终端计算机10用于通过管理服务器9向集中控制器7发布工作指令以及从管理服务器9中调取数据库数据。

作为本实用新型的一种具体应用实施例：参阅图2所示，在本应用实施例中，碰撞传感器1数量有多个且均分别通过钢丝绳固定在隧道100的两侧墙壁上，其中，钢丝绳是通过钢钉固定在隧道内；使用时，当隧道内发生车辆碰撞违法行为时，会触发钢丝绳振动，而钢丝绳振动则会触发碰撞传感器1工作，此时碰撞传感器1则会通过内置的第一无线传输模块1.1 利用低延时低功耗的Lora信号将检测到的数据传给集中控制器7，而集中控制器7则会根据钢丝绳的振动幅度大小以及振动传导方向进行不同类型碰撞划分，进而做的高精度识别车辆发生的碰撞事故。

在本应用实施例中，烟雾传感器2数量有多个且均布在隧道100的内顶部并覆盖隧道，其中，每个烟雾传感器2具有唯一编码并且采用低延时低功耗的Lora信号进行数据传输；在无烟雾时处于，烟雾传感器2待机状态，当烟雾传感器2在检测到烟雾颗粒达到一定浓度后，则会通过内置的第二无线传输模块2.1利用低延时低功耗的Lora信号将检测到的烟雾浓度信息传输给集中控制器7。

在本应用实施例中，事件检测相机3数量有多个且布设在隧道100的内顶部，且每个事件检测相机3用于覆盖住两个车道，并采用AI智能运算，检测进入隧道100的行人以及车辆在隧道内发生的违法行为，并将检测到的数据通过内置第一数据接收模块3.1利用TCP/IP协议传输给集中控制器 7；另外，另外，根据隧道照明环境，可以给事件检测相机3进行补光，以达到相机取景效果；事件检测相机3也可搭配配备高清球机，利用高清球机负责细节的勘察；

在本应用实施例中，LED信息发布屏4数量有两个且安装在隧道100两端并距离隧道入口30-50米的道路入口的外侧，且每个LED信息发布屏4 的屏幕均朝向来向的车辆设置，并且每个LED信息发布屏4均通过内置的节目接收卡4.1与集中控制器7采用TCP/IP协议进行策略联动，以使隧道 100内的交通安全事件可通过LED信息发布屏5及时反馈给前方驶入车辆，进行提前预警和诱导；另外，根据实际需要，LED信息发布屏5也可以通过终端计算机10内置的管理软件控制其远程发布文字信息和气象监测数据；

在本应用实施例中，多功能轮廓灯5数量有多个且分设在隧道100两端的隧道入口洞沿上，且每个多功能轮廓灯5均包含有红绿黄三种光源，可以组成变化多种色彩，另外每个功能轮廓灯5均内置有PLC控制器5.1，且每个PLC控制器5.1均采用RS485协议与集中控制器7进行联动；当隧道内无交通安全事件发生的时候，多功能轮廓灯5闪烁绿灯，给隧道入口处进行照明，当隧道内有交通安全事件发生的时候，多功能轮廓灯5闪烁红灯，给即将进入隧道车辆预警提醒；

在本应用实施例中，语音广播器6有多个且分布在隧道口和隧道内；其中，安装在隧道口处(例如：隧道入口处的道路外侧地面上或洞沿上) 的语音广播器6用于提示前方驶入的车辆；安装在隧道内(例如：隧道内墙壁上)的语音广播器6用于警示隧道内违法的行人或驾乘人员；另外，每个语音广播器6均可以远程喊话。

具体的说，在本应用实施例中，语音广播器6为集成有远程联动预警、远程发布文字信息以及气象监测功能的语音播报器，并内置有第二数据接收模块6.1，且该第二数据接收模块6.1采用低延时低功耗的Lora信号与集中控制器7建立通信连接。

在本应用实施例中，集中控制器7与数据通讯模块8均设置在隧道100 一端的道路入口外侧的电气柜200中；其中，数据通讯模块8集成4G和 TCP/IP两种传输数据方式；集中控制器7可预设策略，让整个系统按照预设策略运行。

在本应用实施例中，管理服务器9与终端计算机10均设置在远端管理中心(即监管单位监控机房)；并且管理服务器9具体是通过4G或TCP/IP 方式收集、存储及管理前端隧道上传的交通状况数据；终端计算机10内安装有集视频分析检测、信息发布、远程监管一体的管理客户端软件10.1，用于从管理服务器9调取数据库数据以及和管理服务器9通过TCP/IP协议通讯。

最后说明，以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种公路隧道交通安全监测预警系统，其特征在于：包括碰撞传感器(1)、烟雾传感器(2)、事件检测相机(3)、LED信息发布屏(4)、多功能轮廓灯(5)、语音广播器(6)、集中控制器(7)、数据通讯模块(8)、管理服务器(9)和终端计算机(10)，所述碰撞传感器(1)、烟雾传感器(2)及事件检测相机(3)均与所述集中控制器(7)通讯连接，所述集中控制器(7)分别与所述LED信息发布屏(4)、多功能轮廓灯(5)、语音广播器(6)及数据通讯模块(8)通讯连接，所述数据通讯模块(8)与所述管理服务器(9)通讯连接，所述管理服务器(9)与所述终端计算机(10)通讯连接；

其中，碰撞传感器(1)数量有多个且均布在隧道(100)的两侧墙壁上，用于检测隧道(100)内车辆发生的碰撞事故信号，并将检测到的碰撞事故信号传输给集中控制器(7)；

烟雾传感器(2)数量有多个且均布在隧道(100)的内顶部，用于检测隧道(100)内的烟雾浓度信息，并将检测到的烟雾浓度信息传输给集中控制器(7)；

事件检测相机(3)数量有一个或多个且布设在隧道(100)的内顶部，用于检测进入隧道(100)的行人以及检测车辆在隧道内发生的违法行为，并将检测到的数据传输给集中控制器(7)；

LED信息发布屏(4)数量有一个且安装在隧道(100)一端道路入口的外侧或者有两个且安装在隧道(100)两端道路入口的外侧，且每个LED信息发布屏(4)的屏幕均朝向来向的车辆设置；

多功能轮廓灯(5)数量有多个且分设在隧道(100)两端的隧道入口洞沿上，用于给隧道入口处进行照明以及给进入隧道(100)的车辆进行预警提醒；

语音广播器(6)数量有一个或多个，当语音广播器(6)有一个时，安装在隧道口或隧道内；当语音广播器(6)有多个时，分布在隧道口和隧道内；其中，安装在隧道口处的语音广播器(6)用于提示前方驶入的车辆；安装在隧道内的语音广播器(6)用于警示隧道内违法的行人或驾乘人员；

集中控制器(7)与数据通讯模块(8)均设置在隧道(100)一端的道路入口的外侧，且集中控制器(7)用于接收隧道前端物理层数据，并控制隧道前端的LED信息发布屏(4)、多功能轮廓灯(5)及语音广播器(6)执行相应的工作；数据通讯模块(8)用于将集中控制器(7)接收到的隧道前端物理层数据上传到管理服务器(9)的应用层；

管理服务器(9)与终端计算机(10)均设置在远端管理中心，且管理服务器(9)用于分析和存储由数据通讯模块(8)上传过来的隧道前端的交通状况数据，终端计算机(10)用于通过管理服务器(9)向集中控制器(7)发布工作指令以及从管理服务器(9)中调取数据库数据。

2.根据权利要求1所述的公路隧道交通安全监测预警系统，其特征在于：所述碰撞传感器(1)内置有第一无线传输模块(1.1)，所述第一无线传输模块(1.1)与所述集中控制器(7)采用低延时低功耗的Lora信号建立通信连接。

3.根据权利要求1所述的公路隧道交通安全监测预警系统，其特征在于：所述烟雾传感器(2)内置有第二无线传输模块(2.1)，所述第二无线传输模块(2.1)与所述集中控制器(7)采用低延时低功耗的Lora信号建立通信连接。

4.根据权利要求1所述的公路隧道交通安全监测预警系统，其特征在于：所述事件检测相机(3)内置有第一数据接收模块(3.1)，所述第一数据接收模块(3.1)与所述集中控制器(7)采用TCP/IP协议建立通信连接。

5.根据权利要求1所述的公路隧道交通安全监测预警系统，其特征在于：所述LED信息发布屏(4)内置有节目接收卡(4.1)，所述节目接收卡(4.1)与所述集中控制器(7)采用TCP/IP协议建立通信连接。

6.根据权利要求1所述的公路隧道交通安全监测预警系统，其特征在于：所述多功能轮廓灯(5)包含有红绿黄三种光源，且内置有PLC控制器(5.1)，所述PLC控制器(5.1)与所述集中控制器(7)采用RS485协议建立通信连接。

7.根据权利要求1所述的公路隧道交通安全监测预警系统，其特征在于：所述语音广播器(6)为集成有远程联动预警、远程发布文字信息以及气象监测功能的语音播报器，并内置有第二数据接收模块(6.1)，所述第二数据接收模块(6.1)与所述集中控制器(7)采用低延时低功耗的Lora信号通信连接。

8.根据权利要求1所述的公路隧道交通安全监测预警系统，其特征在于：所述终端计算机(10)内安装有集视频分析检测、信息发布及远程监管一体的管理软件。

9.根据权利要求2所述的公路隧道交通安全监测预警系统，其特征在于：所述碰撞传感器(1)通过钢丝绳固定在隧道(100)的两侧的内墙壁上。

10.根据权利要求1所述的公路隧道交通安全监测预警系统，其特征在于：所述数据通讯模块(8)集成有4G和TCP/IP两种传输数据方式。

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