基于无线通信技术的公路隧道智能巡检系统分析

基于无线通信技术的公路隧道智能巡检系统分析

陈超

身份证号：6103261987****0615

摘要：近年来，随着我国经济的快速增长，公路建设事业发展迅速。为了适应高质量公路，特别是互联网对收费公路运营管理的要求，通信、收费、监控等通信系统应运而生。稳定性和可靠性是必需的，而且大多数系统设施在全天候下运行。如何保证公路的正常运行，使机电系统处于良好的工作状态，顺利完成收费工作，坚持日常巡查，是及早发现故障隐患的有效手段。然而，在设备管理过程中发现了许多问题。例如，使用传统的人工巡检方法，难以确保巡检质量和巡检到位率，巡检标准存在人为理解差异，设备运行缺陷信息得不到及时反馈或反馈有遗漏，一些隐患没有被检查出来，巡检者工作难以量化，等等。这些问题都需要以创新思路对巡检方式进行改变，以促进巡检管理更加标准规范，特别是能有效融入信息化因素，以促进高速机电设备管理中存在问题的解决，提高高速运营的保障。

关键词：无线通信技术；公路隧道；智能巡检

引言

智能巡检机器人隧道检测系统主要是将机器人本体作为其核心要素，通过各种声像、光效采集设备以及自动化机电设备，替代传统的人工隧道巡检，对隧道展开全自动化的监测以及智能化的故障诊断，能够对隧道内的实际环境变化状况和存在的安全隐患进行及时的预警提醒，同时，对隧道后期可能会出现的隐患进行准确预测，对于狂风暴雨这样的极端恶劣天气以及在隧道内部出现异常现象时，会在后台系统第一时间提出警示信号，提醒相关工作人员，能够给公路的隧道巡检和常规管理工作提供决策上的信息数据支持。

1系统功能架构

根据业务功能划分，主要可将基于无线通信技术的智能巡检技能划分为三个子系统，分别为巡检终端子系统、巡检后台子系统和数据通讯子系统。巡检后台子系统可在Web服务器中运行，是整个隧道智能巡检系统进行数据处理的核心要素，其主要核心功能包括以下几个方面：巡检数据管理和维护、基础信息和系统管理、巡检计划管理，以及数据统计和报表生成。巡检后台子系统主要模式为B/S模式，对于其他计算机使用的局域网及lnternet，都可以通过电脑自带的浏览器直接登录。数据通信子系统是实现巡检后台子系统及巡检终端子系统数据通信的重点环节，通过这一系统，能够随时随地下载巡检任务，也能够将巡检数据结果进行回传，相关的工作人员可在巡检后台子系统中设定当日的巡检任务，同时将和巡检任务相关的数据资料及缺陷库回传至巡检终端，当相关工作人员完成巡检任务之后，可通过数据通信子系统将巡检过程中所获得的数据信息回传至巡检后台子系统中，对数据展开统筹和整合。巡检终端子系统主要在巡检终端进行应用，其主要作用是对巡检过程中的数据信息进行采集，是整个隧道智能巡检系统中不可或缺的组成要素，在巡检任务的执行过程中，相关专业人员手拿巡检终端设备到隧道内进行巡检，在巡检现场就可直接完成识读巡检定位标识并完成隧道实际状态数据的采集。在整个巡检终端子系统中，可直接展开巡检工作人员的身份权限验证、识别巡检任务，将巡检数据信息进行全过程记录，工作人员可根据系统内的提示页面展开相应操作，或者可直接依照巡检对象的实际状态展开现场核对，也可将目标参数的数据信息直接输入并展开相应的抄表记录。

2基于无线通信技术的公路隧道智能巡检系统

2.1衬砌病害智能检测技术

传统人工隧道病害检测方式效率低、准确性差，而随着信息处理技术和传感器技术的发展，针对隧道结构各种表观病害损伤情况的检测评价，通过自动化采集隧道衬砌图像的方式逐渐成为主流。自动快速检测技术从成像原理可分为普通光学成像和激光成像2种。普通光学成像采用多台工业相机组成相机阵列，连续快速非接触拍摄图像覆盖整个隧道断面；激光成像依靠激光反射差值成像，获得衬砌表观图像。国内外已经开展了不少相关研究和应用。

2.2隧道环境监测

在公路隧道中的各类安全事故中，存在有毒和危害气体是导致出现安全事故的重要原因之一，若是日常巡检以及安全防护不到位置，很容易出现隧道安全隐患事故。在公路的隧道内存在的有害物体，主要为二氧化碳、一氧化碳以及甲烷等，依照气体在化学性质上的特征，可以将其划分为有毒气体以及可燃气体。对于一些里程数校长的公路隧道，有害气体通常分布得不是特别均匀，因此，每隔一段距离就需要设置出一个有毒气体的监测点，也是因为智能巡检工作需要在某个时间内掌握隧道内数个点位的有害气体实际浓度水平，以此来帮助相关管理人员更加精准地做出决策。在公路隧道的实际环境监测工作中，智能巡检机器人可以根据其设定的导轨，在公路隧道内快速地进行移动，动态化地对隧道内的有毒气体及其分布状况进行实时性的检测，若是隧道内的有毒气体浓度值超过了报警阀值，那么，智能巡检系统后台则会自动发出警报，并通知相关的管理人员进行确认。

2.3相关数据的无缝衔接

公路里程较长，穿越山河沟堑，使得供电资源较为分散，不能集中管理。因此，电压波动是比较主要的影响因素。当电压发生变动时，往往会导致一些机电设备因不能承受电压波动而发生问题。基于此，对机电设备进行智能化、全天候的监测，可以及时提出预警，采取有效措施处置，有效改善设备运行状况，延长使用寿命。公路机电智能巡检系统，对各个供电系统的相关设备进行监测，与机房温湿度、车道报警信号整合后，将相关数据集中反馈到管理中心，全面掌握所有设备的运行状况，提高了维护管理效率。

2.4通信传输功能

在整个隧道的智能巡检机器人系统中，无线通信功能模块是其中的重点组成内容，也是保障隧道内部实际状态测量数据更加精准的关键所在。无线网桥的数据传输形式主要为无线（微波），通过无线来实现远距离的数据传输，其中存在的5.8G无线网桥，能够在环境恶劣、施工较为艰难，里程较长的两个地区中进行数据传输，在传输时，局域网的最快速度能够高达150Mbps，对于一些远距离无线监控节点来说，不管是传输语音、传输视频还是传输数据，都具备非常明显的优势，在建设工程量上也比较小，施工周期较短、成本花费较少。由于隧道在结构上比较复杂和特殊，很容易衰减信号，因此，要想让隧道内部所有位置有无线通信的存在，需要保障隧道内部的无线通信信号充足，相关技术人员可以运用5.8G无线网桥来构建公路的隧道智能巡检机器人无线通信模块，通过对无线网桥的有效使用，实现了巡检数据信息的动态传输，也能让报警信号及时回传到后台终端系统中，包括设备的实际运行状态、隧道内的异常状况监测数据、预警信息等，随时都可以上传到巡检机器人系统平台的云端服务器中。

结语

随着交通隧道车流量的迅速增加，隧道运行安全隐患和风险也相对增加，为有效提升交通运行的安全性，需要定期对隧道进行巡检并在突发情况下及时响应，需要可替代人工完成隧道常规巡检任务，降低运维人员作业风险和劳动强度，提高隧道运营维护的自动化程度和智能化水平，节约隧道运营管理费用。

参考文献

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