CN219829969U - 一种公路隧道空气质量监控预警设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及公路隧道安全领域，具体涉及一种公路隧道空气质量监控预警设备，该设备包括至少一个监测警示装置以及中转装置；所述监测警示装置包括监测模块、警示模块以及为监测模块与警示模块中所有用电元件供电的供电模块；所述监测模块包括第一控制器以及与第一控制器相连接的至少一个监控摄像头、至少一个废气检测器、至少一个颗粒物检测器、至少一个气象传感器、远程通信模块；所述警示模块包括第二控制器以及与第二控制器相连接的至少一个显示屏、至少一个扬声器、远程通信模块；所述中转装置包括处理器以及与处理器连接的远程通信模块，本实用新型的提前预警效果较好、能够及时提醒司乘人员避险。
Description
技术领域
本实用新型涉及公路隧道安全领域，具体涉及一种公路隧道空气质量监控预警设备。
背景技术
公路隧道(下文中均简称“隧道”)一般修建在丘陵、山地和高原等地势起伏地带，一般呈半封闭结构，因此空气污染对隧道的造成的危害比对其他运输网络造成的危害更严重，隧道内的空气质量一般与通行隧道的车流量、隧道的建设长度和通风情况密切相关，另外也与当天天气相关，如强沙尘天气、大雾天气也会影响隧道内的空气质量。隧道的通风情况一般受到隧道坡度、形状、长短、通风设计、通风设备等的影响，在通风情况一定的情况下，随着车流量的增多和隧道长度的增长，有害物质(如废气、可吸入颗粒物等)会更易聚集且不易消散，从而加重空气隧道内的空气污染情况。
隧道内的空气质量不佳，一是会降低能见度，影响驾驶员的视野，易发生事故，危害道路安全；二是有害物质含量过高会影响人的神经生理功能、危害呼吸系统让司乘人员身体不适，进而影响车辆行驶安全。
目前，现有的隧道空气质量监控设备主要以监测工作为主，工作方式通常是在监测值达到警戒值时，向工作人员报告，并不具备对司乘人员预警的功能，因此当隧道内已经能见度较低、有害物质含量较高但还没发生事故时，现有的空气质量监控设备无法对通过隧道的司乘人员提前预警，有较大的发生事故的可能性。并且隧道的另一个特殊性在于，隧道内若是发生了事故，事故现场一旦冒烟、起火，仅聚集在隧道内难以散去的浓烟就可以使司乘人员受到极大伤害，而隧道的里程一般较长，往往前方浓烟还在扩散，但后续的司乘人员未收到预警就无法及时避险，因此极易发生二次事故。因此现有的公路隧道空气质量监控设备主要存在着提前预警效果欠佳、无法及时提醒司乘人员避险的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种提前预警效果较好、能够及时提醒司乘人员避险的公路隧道空气质量监控预警设备。
本实用新型的技术方案为：本实用新型提供的一种公路隧道空气质量监控预警设备包括至少一个监测警示装置以及中转装置；
所述监测警示装置包括监测模块、警示模块以及为监测模块与警示模块中所有用电元件供电的供电模块；
所述监测模块包括第一控制器以及与第一控制器相连接的至少一个监控摄像头、至少一个废气检测器、至少一个颗粒物检测器、至少一个气象传感器、远程通信模块；
所述警示模块包括第二控制器以及与第二控制器相连接的至少一个显示屏、至少一个扬声器、远程通信模块；
所述中转装置包括处理器以及与处理器连接的远程通信模块。
进一步的，上述供电模块包括外部送电单元与自供电单元。
进一步的，上述自供电单元包括储能单元以及与储能单元相连接的风能发电单元与太阳能发电单元。
进一步的，上述监测模块间隔均匀地安装在隧道内部，监测模块与隧道的通风设施之间具有不影响监测模块的监测准确性的距离。
进一步的，上述警示模块间隔均匀地安装在隧道内部及隧道外部。
本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型的提前预警效果较好，本实用新型的监测警示装置中的监测模块具有第一控制器以及与第一控制器相连接的至少一个气象传感器、至少一个废气检测器、至少一个颗粒物检测器、至少一个监控摄像头、远程通信模块，当本实用新型被安装在隧道投入使用时，气象传感器能够监测温度、湿度、气压、风速和风向数据，废气检测器能够监测CO、CO2、O3、NOx、SO2的含量，颗粒物检测器能够监测可吸入颗粒物的含量，监控摄像头能够提供隧道内的实时画面，因此通过监测模块采集的数据能够判断隧道内是否存在能见度过低或者有害物质含量过高的情况，这些数据会由第一控制器通过远程通信模块发送至中转装置中存储，中转装置会通过远程通信装置将这些数据发送给远程控制终端，远程主控器对这些数据进行判断，若存在发生事故的风险，远程主控器会给中转装置传输信息，中转装置会给第二控制器传输信息，第二控制器会控制显示屏显示警示标语、控制扬声器播报警示语音对司乘人员提前预警，减小他们遇到事故的概率，远程主控器也会对工作人员进行报警，让工作人员尽快处理。
(2)本实用新型能够及时提醒司乘人员避险，若隧道内发生起火等事故，本实用新型中的显示屏与扬声器会在第二控制器的控制下进行警示，避免还在向隧道行驶的司乘人员继续行驶乃至遭遇事故，可以减少二次事故发生的概率。
进一步的，自供电单元与外部送电单元的设置能够减小本实用新型断电的概率，使其即使发生灾害也能够继续工作。
进一步的，监测模块与隧道通风设施之间的距离可以确保监测模块采集的数据能够较为准确的反映隧道内的真实情况。
进一步的，警示模块间隔均匀地安装在隧道内部及隧道外部可以更好的起到警示作用，易于让人们获得警示信息。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为隧道安装本实用新型后的横截面图；
图3为隧道安装本实用新型后的透视图；
上述附图中附图标记各自对应的名称为：1-气象传感器、2-废气检测器、3-颗粒物检测器、4-监控摄像头、5-显示屏、6-扬声器、7-风能发电单元、8-太阳能发电单元、9-储能单元。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作出进一步说明。
如图1所示，本实用新型提供的隧道空气质量监控预警设备包括至少一个监测警示装置以及中转装置，监测警示装置包括监测模块、警示模块以及为监测模块与警示模块中所有用电元件供电的供电模块，供电模块包括外部送电单元与自供电单元，自供电单元包括储能单元9以及与储能单元9相连接的风能发电单元7与太阳能发电单元8，如图3所示，风能发电单元7及太阳能发电单元8均安装在隧道的外部用于收集太阳能或风能，并将太阳能或风能转化为电能，转化后的电能会储存在储能单元9中，在隧道发生损害外部送电单元无法送电时，储能单元9会为监测警示装置供电。
如图1所示，监测模块包括第一控制器以及与第一控制器相连接的至少一个监控摄像头4、至少一个废气检测器2、至少一个颗粒物检测器3、至少一个气象传感器1、远程通信模块，监测模块在安装时为确保监测数据的准确性，与隧道内的通风口及通风设备等通风设施之间具有不影响监测模块的监测准确性的距离。如图2所示，监测模块中的监控摄像头4间隔均匀地安装在隧道内壁较高处的两侧，用于捕捉隧道内的实时画面；废气检测器2间隔均匀地安装在隧道内壁的靠近路面的两侧，用于监测CO、CO2、O3、NOx、SO2等的含量；颗粒物检测器3间隔均匀地安装在隧道内壁上，用于监测可吸入颗粒物PM2.5、PM10等的含量；气象传感器1安装在隧道内壁的顶部，用于收集温度、湿度、气压、风速、风向数据，监控摄像头4、废气检测器2、颗粒物检测器3、气象传感器1采集到的数据均会传输到第一控制器，由第一控制器通过远程通信模块传输给中转装置。
如图1所示，警示模块包括第二控制器以及与第二控制器相连接的至少一个显示屏5、至少一个扬声器6、远程通信模块，如图3所示，警示模块间隔均匀地安装在隧道内及隧道外，警示模块中的第二控制器会通过远程通信模块接收工作指令，并根据指令变换显示屏5上显示的警示标语以及扬声器6播报的内容，用于提醒即将到达隧道洞口前方的或隧道内的车辆。
如图1所示，中转装置包括处理器以及与处理器连接的远程通信模块，中转装置通过远程通信模块与监测模块、警示模块及远程控制终端通信，中转装置收到监测模块采集的数据后，处理器会将其储存后通过远程通信模块发给远程控制终端。
本实用新型的工作原理为：该设备工作时，监控摄像头4捕捉到的隧道内实时画面、废气检测器2监测到的CO、CO2、O3、NOx、SO2等的含量、颗粒物检测器3监测到的可吸入颗粒物PM2.5、PM10等的含量与气象传感器1收集到的温度、湿度、气压、风速、风向数据均会传输到第一控制器，第一控制器会通过远程通信模块将这些数据传输给中转装置，中转装置将这些数据储存在处理器中后，会通过远程通信模块传输给远程控制终端，远程控制终端收到数据后，会结合存储在中转装置中的该隧道不同时段车流量、空气质量评估及通风设备运行记录等历史数据，以及专家知识和行业标准等数据判断隧道内的能见度是否过低、有害物质含量是否过高、能见度是否还会继续降低、有害物质含量是否还会持续增高。
当隧道的能见度或有害物质有引发事故的风险时，远程控制终端会发送数据给中转装置，中转装置会将数据传递给警示模块，显示屏5上将会显示警示文字，扬声器6会进行警示播报，警示文字与警示播报的内容如“前方隧道能见度过低，请勿通行”“前方隧道存在大量浓烟，请及时避险”等。同时，远程控制终端也会及时提醒工作人员抢修并将对判断后产生的相关衍生数据、不同程度预警警示指令和协调抢险应急工作等运维工作措施记录传输到中转装置中进行存储。
供电模块会通过外部送电单元对警示模块与监测模块进行供电，当隧道发生塌方等情况无法供电时，自供电单元会通过储能单元进行供电。
Claims (5)
1.一种公路隧道空气质量监控预警设备，其特征在于，包括至少一个监测警示装置以及中转装置；
所述监测警示装置包括监测模块、警示模块以及为监测模块与警示模块中所有用电元件供电的供电模块；
所述监测模块包括第一控制器以及与第一控制器相连接的至少一个监控摄像头(4)、至少一个废气检测器(2)、至少一个颗粒物检测器(3)、至少一个气象传感器(1)、远程通信模块；
所述警示模块包括第二控制器以及与第二控制器相连接的至少一个显示屏(5)、至少一个扬声器(6)、远程通信模块；
所述中转装置包括处理器以及与处理器连接的远程通信模块。
2.根据权利要求1所述的一种公路隧道空气质量监控预警设备，其特征在于，所述供电模块包括外部送电单元与自供电单元。
3.根据权利要求2所述的一种公路隧道空气质量监控预警设备，其特征在于，所述自供电单元包括储能单元(9)以及与储能单元(9)相连接的风能发电单元(7)与太阳能发电单元(8)。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种公路隧道空气质量监控预警设备，其特征在于，所述监测模块间隔均匀地安装在隧道内部，监测模块与隧道的通风设施之间具有不影响监测模块的监测准确性的距离。
5.根据权利要求1～3任一项所述的一种公路隧道空气质量监控预警设备，其特征在于，所述警示模块间隔均匀地安装在隧道内部及隧道外部。
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