CN217008371U - 一种公路隧道行车安全风险辨识与防控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，包括：入口环网交换机，设于隧道入口外的卡口相机、红外热成像仪、雷达测速仪、情报板，设于隧道入口处的柔性水幕阻拦装置，当车辆存在超速、低速或超温的异常状态时，本地工控机向情报板、柔性水幕阻拦装置推送告警信息，同时通过无线路由网关推送车辆车牌号和告警信息至云平台；本实用新型可以解决目前不能从风险源上减少或阻止隧道洞内运营安全事故发生的技术问题，实现对具有潜在危险的异常车辆进行监测、预警和阻拦，可减少公路隧道内交通事故的发生。

Description

一种公路隧道行车安全风险辨识与防控系统

技术领域

本实用新型涉及隧道运营安全技术领域，具体涉及一种公路隧道行车安全风险辨识与防控系统。

背景技术

截止2020年底，我国共有公路隧道21316处、2199.93万延米，是世界上隧道建设数量最多、里程最长的国家。隧道作为公路基础设施的关键构造物和咽喉工程，其运营安全与否，直接关系到公路路网的畅通与高效，对经济持续健康发展和人民生命财产安全有着重要影响。由于隧道结构具有封闭性，视线差、空间小、救援困难等特性，一旦发生突发事故，整个隧道段的通行能力和行车安全性都将受到影响，对人民的生命和财产安全威胁很大，特别是火灾事故发生后，隧道腔体内极易产生高温、烟雾及有毒气体，致使车辆和人员难以有效疏散逃生，救援人员难以展开有效救援。

当前国内外关于隧道行车安全的研究主要关注点为隧道洞内突发事件的检测和应急处置，旨在通过科学的手段减少二次事故的发生和提高应急救援能力，尽可能地减少生命和财产损害，仅仅是一种事后的应急处理补救，并不能从风险源上减少或阻止隧道洞内运营安全事故的发生。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提出一种公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，以解决现有技术中存在的不能从风险源上减少或阻止隧道洞内运营安全事故发生的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，包括：

入口环网交换机；

本地工控机，与入口环网交换机电连接；

监测子系统，包括卡口相机、红外热成像仪和雷达测速仪，卡口相机、红外热成像仪、雷达测速仪均设于隧道入口外，分别通过入口环网交换机与本地工控机电连接；

提示告警子系统，包括情报板、柔性水幕阻拦装置，情报板、柔性水幕阻拦装置分别通过入口环网交换机与本地工控机电连接；情报板设于隧道入口外，柔性水幕阻拦装置设于隧道入口处。

进一步的，卡口相机、雷达测速仪、红外热成像仪设于距离隧道入口3 倍停车视距处，情报板设于距离隧道入口2倍停车视距处。

进一步的，柔性水幕阻拦装置包括：依顺次相连接水箱、水泵、喷头，还包括通过入口环网交换机与本地工控机电连接的投影仪。

进一步的，还包括：柔性水幕阻拦装置还包括声光报警器，声光报警器通过入口环网交换机与本地工控机电连接。

进一步的，红外热成像仪的旁侧加装有第二红外热成像仪、补光灯。

进一步的，还包括网络视频录像机，网络视频录像机通过入口环网交换机与红外热成像仪电连接。

进一步的，还包括：无线路由网关，分别与本地工控机、云平台电连接；云平台，与终端有线或无线通信连接。

进一步的，隧道出口处设有第二卡口相机，第二卡口相机通过出口环网交换机与本地工控机电连接。

上述技术方案可知，本实用新型的有益技术效果如下：

实现对具有潜在危险的异常车辆进行监测、预警和阻拦，可减少公路隧道内交通事故的发生。针对不同异常级别，依级别依次联动不同设备和告警，避免过度告警和不及时告警。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例1的系统硬件拓扑图；

图2为本实用新型实施例1的系统布设示意图；

图3为本实用新型实施例2的系统硬件拓扑图；

图4为本实用新型实施例2的系统布设示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1

隧道内绝大部分突发事件都由车辆异常引起，异常车辆在洞外行车时一定会有相关征兆，比如：隧道内自然车辆在洞外时的局部温度应远超正常值，即洞内突发事件必有洞外异常行车征兆。

本实施例提供的公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，其系统硬件拓扑图如图1所示，系统布设图如2所示，具体包括：

入口环网交换机，用于系统中各个部分的数据交换传输。入口环网交换机的选用不作限定，以现有技术中可实现的方式实施，比如可选用摩莎EDS- 510A-3SFP-T。

卡口相机、红外热成像仪和雷达测速仪组成了监测子系统，其中：

卡口相机，设于隧道入口外，优选设于距离隧道入口3倍停车视距处，通过入口环网交换机与本地工控机电连接，用于抓拍车辆车牌号；卡口相机的选用不作限定，以现有技术中可实现的方式实施，比如可选用海康威视IDS- TCV900-AE/25。

红外热成像仪，设于隧道入口外，优选设于距离隧道入口3倍停车视距处，通过入口环网交换机与本地工控机电连接，用于采集车辆的车辆红外热成像图像。在具体的实施方式中，如图2所示，红外热成像仪安装于门架1中间位置。红外热成像仪的选用不作限定，以现有技术中可实现的方式实施，比如可选用 Fluke RSE300。

雷达测速仪，设于隧道入口外，优选设于距离隧道入口3倍停车视距处，通过入口环网交换机与本地工控机电连接，用于实时采集车辆车速。雷达测速仪的选用不作限定，以现有技术中可实现的方式实施，比如可选用海康威视 SJT1。

在具体的实施方式中，为了获取更清晰的车辆车牌号，优选的，在门架1 的侧面加装有补光灯；为了获取更清晰的车辆红外热成像图像，优选的，在门架1的侧面加装红外热成像仪，可从侧面对经过的车辆进行红外热成像采集。

网络视频录像机，通过入口环网交换机与红外热成像仪电连接，实时录制红外热成像仪采集的图像，以供后期数据回放使用。网络视频录像机的选用不作限定，以现有技术中可实现的方式实施，比如可选用海康威视DS-9616N-I8。

本地工控机，与入口环网交换机电连接，本地工控机的选用不作限定，以现有技术中可实现的方式实施，比如可选用研华MIC-7700。本地工控机配置为当车辆车速、车辆红外热成像图像存在异常状态时，本地工控机向情报板、柔性水幕阻拦装置推送告警信息，同时通过无线路由网关推送车辆车牌号和告警信息至云平台。在本实施例中，车辆异常状态包括：超速、低速、车辆高温。

情报板、柔性水幕阻拦装置组成了提示告警子系统，其中：

情报板，设于隧道入口外，优选设于距离隧道入口2倍停车视距处，通过入口环网交换机与本地工控机电连接，用于显示本地工控机推送的告警信息。情报板的选用不作限定，以现有技术中可实现的方式实施，比如可选用LED 显示屏。

柔性水幕阻拦装置，设置在隧道入口处；柔性水幕阻拦装置包括依顺次相连接水箱、水泵、喷头，还包括通过入口环网交换机与本地工控机电连接的投影仪。在具体的实施方式中，柔性水幕阻拦装置为一水幕投影装置，包括当喷头打开后可以在隧道入口处形成一面与隧道横断面平行的水幕，投影仪用于接收本地工控机推送的告警信息，将告警信息投影到水幕上。优选的，柔性水幕阻拦装置还包括声光报警器，声光报警器通过入口环网交换机与本地工控机电连接，接收到本地工控机推送的告警信号后发出以声音、闪光形式进行报警，用于提醒驾驶人员。

无线路由网关，分别与本地工控机、云平台电连接，将本地工控机传输的车辆车牌号和告警信息推送至云平台。无线路由网关的选用不作限定，以现有技术中可实现的方式实施，比如可选用宏电H7920。

云平台，与终端有线或无线通信连接，在具体的实施方式中，终端包括手机、PC机等；云平台可通过APP、WEB和短信等方式将本地工控机传输的告警信息推送至隧道监控管理人员，隧道监控管理人员可调用隧道的CCTV跟踪该异常车辆。

上述公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，其工作流程具体如下：

S1、对于进入触发区域的车辆，通过雷达测速仪采集车辆车速，通过红外热成像仪采集车辆红外热成像图像

在具体的实施方式中，如图2所示，触发区域设为从隧道入口开始，到距离隧道入口为3倍停车视距的这一段区域。停车视距根据不同的道路限速进行设置。由于红外响应相对滞后，优选的，设置红外触发区域时，将红外触发区域相对于视频拍摄区域向远离隧道入口方向移动5-10m，以实现车辆行车视频图像和车辆红外热成像图像同步采集。

S2、当车辆车速、车辆红外热成像图像出现异常状态，本地工控机向情报板、柔性水幕阻拦装置、云平台推送告警信息

当出现车辆车速出现超速、低速，或车辆红外热成像图像出现车辆超温时，系统进行第一次告警，本地工控机将告警信息推送至情报板，并通过无线路由网关推送车辆信息和告警信息至云平台，情报板展示告警信息，提示该告警车辆。云平台页面实时呈现告警提示，隧道监控管理人员可根据云平台通过APP、WEB和短信等方式推送的告警信息，查看具体异常事件，做好可能出现的应急情况准备。

在具体的实施方式中，车辆车速的超速、低速根据道路限速确定，车辆超温设为车辆的车身或轮胎温度超过200摄氏度。

S3、情报板显示异常车辆的车辆车牌号，提示驾驶员靠边停车检查

在具体的实施方式中，在隧道入口前划出紧急停车区，用于异常车辆紧急停车，起到预警控制作用。

S4、柔性水幕阻拦装置在隧道入口处形成带有告警信息的水幕投影，对异常车辆进行柔性紧急阻拦；本地工控机控制情报板显示提醒信息，提示过往车辆注意，推送提醒信息至云平台，提示隧道监控管理人员跟踪异常车辆

当异常车辆未经停留越过紧急停车区后，系统进行第二次告警，在隧道入口处形成带有告警信息的水幕投影作为警示灯光带，可以对异常车辆进行隧道洞外柔性紧急阻拦，起到预警控制作用。同时，本地工控机控制情报板显示提醒信息，提示过往车辆注意，推送提醒信息至云平台，提示隧道监控管理人员跟踪异常车辆，隧道监控管理人员可调用隧道CCTV跟踪该异常车辆。

通过采用本实例的技术方案，融合雷达测速和热成像技术，实现对具有潜在危险的异常车辆进行监测、预警和阻拦，可减少公路隧道内交通事故的发生。针对不同异常级别，依级别依次联动不同设备和告警，避免过度告警和不及时告警。

实施例2

在异常车辆实际行车时，可能会出现驾驶员没有注意到情报板上的告警信息，或者看到带有告警信息的水幕投影但是没有反应过来，驾驶员继续驱车开入隧道中，这样会在隧道中形成安全隐患。

为解决上述技术问题，在实施例1的基础上进行进一步优化，如图3、图4所示，采用以下技术方案：

新增一卡口相机设在隧道出口处，通过出口环网交换机与本地工控机电连接。在具体的实施方式中，如图4所示，在隧道出口处安装门架2，门架2上安装卡口相机；优选的，在门架2上加装有补光灯。

卡口相机用于抓拍隧道出口处的车辆车牌号，当进入隧道的异常车辆的车辆车牌号一直没有被隧道出口处的卡口相机抓拍到，且超过预设时间后，说明异常车辆可能在隧道内已经出现了安全事故；在具体的实施方式中，本地工控机配置为：

若在预设时间内异常车辆驶出隧道，本地工控机关闭情报板、柔性水幕阻拦装置告警，并推送解除告警至云平台；

若在预设时间内异常车辆未驶出隧道，本地工控机进行第三次告警，控制情报板、柔性水幕阻拦装置显示风险提示，提醒后续车辆隧道里可能存在风险，建议减速行驶，推送异常车辆未驶出隧道的告警信息至云平台，用于提醒的隧道监控管理人员启动应急预案进行应急处置。

在具体的实施方式中，预设时间的设置根据隧道的长度和道路限速确定。

通过采用本实例的技术方案，在隧道出口布设卡口相机实现隧道出、入口车辆比对，以确认异常车辆在隧道内的驻留时间，若长于预设时间发出告警信息，通过情报板、柔性水幕阻拦装置，提前提醒其他进入隧道的车辆。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，其特征在于，包括：

入口环网交换机；

本地工控机，与入口环网交换机电连接；

监测子系统，包括卡口相机、红外热成像仪和雷达测速仪，所述卡口相机、红外热成像仪、雷达测速仪均设于隧道入口外，分别通过入口环网交换机与本地工控机电连接；

提示告警子系统，包括情报板、柔性水幕阻拦装置，所述情报板、柔性水幕阻拦装置分别通过入口环网交换机与本地工控机电连接；所述情报板设于隧道入口外，所述柔性水幕阻拦装置设于隧道入口处。

2.根据权利要求1所述的公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，其特征在于，所述卡口相机、雷达测速仪、红外热成像仪设于距离隧道入口3倍停车视距处，所述情报板设于距离隧道入口2倍停车视距处。

3.根据权利要求1所述的公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，其特征在于，所述柔性水幕阻拦装置包括：依顺次相连接水箱、水泵、喷头，还包括通过入口环网交换机与本地工控机电连接的投影仪。

4.根据权利要求3所述的公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，其特征在于，还包括：所述柔性水幕阻拦装置还包括声光报警器，所述声光报警器通过入口环网交换机与本地工控机电连接。

5.根据权利要求1所述的公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，其特征在于，所述红外热成像仪的旁侧加装有第二红外热成像仪、补光灯。

6.根据权利要求1所述的公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，其特征在于，还包括网络视频录像机，所述网络视频录像机通过入口环网交换机与红外热成像仪电连接。

7.根据权利要求1所述的公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，其特征在于，还包括：

无线路由网关，分别与本地工控机、云平台电连接；及

云平台，与终端有线或无线通信连接。

8.根据权利要求1所述的公路隧道行车安全风险辨识与防控系统，其特征在于，还包括：隧道出口处设有第二卡口相机，所述第二卡口相机通过出口环网交换机与本地工控机电连接。

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