[实用新型]一种隧道安全性监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于监测技术领域，尤其涉及一种隧道安全性监测系统。

背景技术

我国经济建设的规模在不断扩大，城际列车、高速铁路、高速公路等项目正在进行大规模建设。这些项目要求线路直线化，因此大量的隧道在开凿建设，并投入使用。目前使用中的隧道受地质灾害的影响，时有发生坍塌，造成非常严重的后果，给人民的生命财产造成重大的损失。

我国对隧道的管理只考虑以下方面：火灾、交通安全事故、进水、拥堵、通风、照明等，并没有专门的技术进行隧道发生坍塌前的位移监测和管理。对于其他建筑物产生位移的监测设备均由国外进口，采用GPS为传感器，价格昂贵，传输方式有限，对于电网所不能达到的地方无法实现监测，隧道的监测基本属于空白阶段。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种隧道安全性监测系统，其特征在于该系统由控制中心、监测中心、监测设备系统、太阳能供电系统、北斗定位和授时系统及北斗卫星通信子系统组成；所述监测设备系统由位移传感器组成，每个隧道监测点采用三个传感器，设置安装在隧道的水平方向面上和垂直方向面上。该系统的所述北斗卫星通信子系统由控制中心主站、北斗卫星和1到k个远端隧道监测点三部分组成，采用星形网络结构。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

提供一种结构合理、使用方便、成本低廉、覆盖范围广、定位准确、宽带宽的监测设备和信息传输链路。

附图说明

图1隧道安全性监测系统原理框图。

图2 监测设备系统原理图。

图3北斗卫星定位原理图。

图4 北斗卫星通信子系统原理框图。

图5太阳能供电系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

首先太阳能供电装置启动，为系统设备提供电源，控制中心利用北斗卫星定位和授时系统将全国各个隧道监测点的收发子系统都全部精确定位并接到北斗卫星时钟源上。利用卫星链路发出信号通知整个系统开始工作。当整个系统开始工作时，每个监测点的监测设备中的位移传感器对隧道进行水平和垂直三维空间的监测。当有隧道有裂纹或者震动发生时，监测点的传感器会产生位移，同时报警，并通过安装在监测点的卫星传输系统将信息传回控制中心。

震动波是以弧形方式向外扩撒，接近弧形中心的先产生位移和报警，控制中心根据震动点的位置通知其他监测中心，做好预防和撤离准备。

本实用新型专利中每个子系统设计如下：

1、监测设备系统

监测设备系统由位移传感器组成，每个隧道监测点采用三个传感器，安装在隧道的水平方向和垂直方向，水平方向分为X轴和Y轴两个方向，垂直方向为Z轴，分别获得水平裂纹和垂直裂纹的信号。其原理图如图2所示，当有裂纹发生时，传感器采集到来水平X轴、水平Y轴和垂直方向Z轴的信号，传感器将输出的信号通过1KHz的低通滤波器，滤除参杂在信号中的高频干扰；然后将滤波后的信号传送给放大器，放大器将输入的信号放大到1V_pp，送到ARM板进行转换，由于采集到的信号为模拟信号，此时，ARM上的AD转换功能，将模型信号转换成数字信号，并传送给数据处理中心，同时，安装在ARM板上的LED灯光报警装置和蜂鸣器声音报警装置同时工作，产生报警功能。

2、定位和授时系统

北斗卫星系统致力于向全球用户提供高质量的定位、导航和授时服务，包括开放服务和授权服务两种方式。开放服务是向全球免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户，提供定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。

北斗卫星定位原理：