一种电力隧道安全监测施工系统及方法与流程

1.本发明涉及电力隧道施工技术领域，具体涉及一种电力隧道安全监测施工系统及方法。


背景技术：

2.目前电力隧道也称电缆隧道，指用于容纳大量敷设在电缆支架上的电缆的走廊或隧道式构筑物。电缆隧道除了让隧道能更好地保护电缆，还能够使人们对电缆的检查和维修都很方便。电力隧道在施工过程中由于隧道狭长而且有各种阻挡，对于施工人员的安全有较大威胁。为了安全施工，通常施工方都会有施工安全办法。
3.现有一申请公开号为cn111156008a的发明专利，其保护了一种危险源河流电力隧道的盾构施工及监测方法，包括以下步骤：(1)对下穿河流的隧道洞内加固；(2)盾构施工下穿河流；(3)盾构施工下穿电力隧道；(4)施工监测。本发明对每个步骤进行了改进措施，使盾构区间下穿河流和河流下的电力隧道施工实现了高质量安全下穿的目的。
4.上述技术方案中，在电力隧道施工过程中，由于电力隧道狭小且环境复杂，一旦出现安全事故难以掌握施工现场具体情况，从而导致救援难以快速进行。


技术实现要素：

5.为解决现有电力隧道施工难以掌握施工现场的具体情况，难以快速进行救援，本发明提供了一种电力隧道安全监测施工系统及方法。
6.本发明的技术方案为：
7.一方面，本发明提供了一种电力隧道安全监测施工系统，包括多个现场监测设备、监测移动端和监测云端，现场监测设备包括安装支架，安装支架连接有驱动安装支架移动的移动组件，安装支架上连接有图像采集设备和环境检测设备，图像采集设备和环境检测设备共同固定连接有数据传输线，数据传输线另一端固定连接有无线通讯设备，安装支架连接有缠绕数据传输线的收卷组件；
8.所述现场监测设备的图像采集设备采集图像信息，环境检测设备检测现场监测设备周围的温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值；
9.所述监测云端接收现场监测设备的图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值，监测云端预存有温度标准值、空气湿度标准值、有害气体浓度标准值和氧气浓度标准值，当温度值超过温度标准值、空气湿度值超过空气湿度标准值、有害气体浓度值超过有害气体浓度标准值或氧气浓度值低于氧气浓度标准值时，监测云端向监测移动端发送报警信号、图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值；
10.所述监测移动端接收报警信号、图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值后进行报警，并显示图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值。
11.本发明所达到的有益效果为：本系统能够实时监测电力隧道内的情况，用户可以
通过监测移动端来实时查看隧道内的图像和温度湿度等信息，当电力隧道内出现异常时，系统能够自动检测出来并发出警报，方便工作人员及时进行应对处理或进行救援。同时现场监测设备能够在电力隧道中移动，不需要用户手动转移现场监测设备，在狭小的隧道中能够有效减少工作人员的工作量，使得系统能够实时检测到电力隧道中施工区域的信息，数据传输线通过收卷组件可以延伸很长的距离，能够保证无线通讯设备的信号质量良好，让监测云端能够接收准确的数据。
12.进一步，移动组件包括固定连接于安装支架上的连接板，连接板上固定连接有第一支架，第一支架上固定连接有多个第一真空吸盘，第一真空吸盘均固定连接有第一连接管，第一连接管另一端固定连接有第一真空泵，连接板上滑动连接有第二支架，第二支架沿连接板的长度方向滑移，第二支架上固定连接有多个第二真空吸盘，第二真空吸盘均固定连接有第二连接管，第二连接管另一端固定连接有第二真空泵；
13.第二支架螺纹连接有螺纹杆，螺纹杆转动连接于连接板上，螺纹杆沿连接板的长度方向设置，螺纹杆一端固定连接有驱动电机。
14.通过上述方案，第一真空吸盘和第二真空系统让现场监测设备能够在电力隧道的侧壁甚至顶壁上固定，同时又不破坏隧道墙体，便于现场监测设备跟随工作人员移动，保持监测位置准确。在现场监测设备要移动时，可以先让第二真空泵放气，让第二真空吸盘失去吸力，此时驱动电机带动螺纹杆转动，由于第一支架固定，从而带动第二支架移动，然后第二真空泵吸气，让第二真空吸盘吸住隧道壁，第一真空泵放气，让第一真空吸盘失去吸力，此时驱动电机再带动螺纹杆反转，由于第二支架固定，从而带动第一支架移动，然后第一真空泵吸气，让第一真空吸盘吸住隧道壁，即可使现场监测设备移动。
15.进一步，现场监测设备包括图像采集模块、数据采集模块、数据传输模块和移动控制模块；
16.所述图像采集模块控制图像采集设备拍摄图像并传输图像信息；
17.所述数据采集模块控制环境检测设备检测温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值并传输；
18.所述数据传输模块接收图像采集模块的图像信息和数据采集模块的温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值并通过无线通讯模块发送给监测云端；
19.所述移动控制模块接收输入的移动指令后控制移动组件带动现场监测设备移动；
20.监测云端包括数据预存模块、数据收发模块、数据比较模块；
21.所述数据预存模块预存有温度标准值、空气湿度标准值、有害气体浓度标准值和氧气浓度标准值；
22.所述数据收发模块接收数据传输模块发送的图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值，数据收发模块将报警信号、图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值传输给监测移动端；
23.所述数据比较模块加工温度值与温度标准值进行比较，将空气湿度值与空气湿度标准值进行比较，将有害气体浓度值与有害气体浓度标准值进行比较，将氧气浓度值与氧气浓度标准值进行比较，当温度值超过温度标准值、空气湿度值超过空气湿度标准值、有害气体浓度值超过有害气体浓度标准值或氧气浓度值低于氧气浓度标准值时，数据比较模块向数据收发模块传输报警信号；
24.监测移动端包括信息接收模块和信息显示模块；
25.所述信息接收模块接收数据收发模块传输的报警信号、图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值；
26.所述信息显示模块显示接收的报警信号、图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值。
27.通过上述方案，通过多个模块完成系统的正常运行。
28.进一步，所述移动控制模块接收输入的移动指令后控制第二真空泵放气，驱动电机正转，在经过设定时间后控制第二真空泵抽真空，然后控制第一真空泵放气，驱动电机反转，经过设定时间后控制第一真空泵抽真空，驱动电机停止工作。
29.通过上述方案，当需要现场监测设备移动时，先让第二真空泵放气，让第二真空吸盘失去吸力，此时驱动电机带动螺纹杆转动，由于第一支架固定，从而带动第二支架移动，然后第二真空泵吸气，让第二真空吸盘吸住隧道壁，第一真空泵放气，让第一真空吸盘失去吸力，此时驱动电机再带动螺纹杆反转，由于第二支架固定，从而带动第一支架移动，然后第一真空泵吸气，让第一真空吸盘吸住隧道壁，完成移动。
30.进一步，连接板对应第二支架位置处开设有滑槽，滑槽沿连接板的长度方向设置，第二支架滑动连接于滑槽内，螺纹杆螺纹连接于第二支架对应滑槽内位置处。
31.通过上述方案，滑槽让第二支架移动轨迹更稳定。
32.进一步，收卷组件包括固定连接于安装支架上的收卷支架，收卷支架上转动连接有收卷辊，收卷辊一端固定连接有把手。
33.通过上述方案，工作人员转动把手即可完成数据传输线的收卷或放出。
34.进一步，环境检测设备包括湿度传感器、温度传感器、有害气体传感器和氧气浓度传感器。
35.通过上述方案，湿度传感器用于检测湿度值，温度传感器用于检测温度值，有害气体传感器根据具体情况选择具体检测的气体，以检测对应气体的浓度，氧气浓度传感器用于检测氧气浓度。
36.进一步，安装支架靠近图像采集设备位置处转动连接有调整面板，图像采集设备固定连接于调整面板上，调整面板固定连接有转动轴，转动轴固定连接有涡轮，安装支架靠近涡轮位置处固定连接有蜗杆，蜗杆啮合于涡轮上。
37.通过上述方案，工作人员通过转动蜗杆可以调节图像采集设备的冲向，从而调整拍摄角度。
38.另一方面，本发明提供了一种电力隧道安全监测施工方法，基于上述的电力隧道安全监测施工系统，包括以下步骤：
39.将现场监测设备布置在施工现场，抽出数据传输线，保持无线通讯设备在信号良好位置；
40.图像采集设备采集图像，环境检测设备检测现场监测设备周围的温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值；
41.无线通讯设备将采集的图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值发送给监测云端；
42.监测云端定时对温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值进行比较，当
温度值超过温度标准值、空气湿度值超过空气湿度标准值、有害气体浓度值超过有害气体浓度标准值或氧气浓度值低于氧气浓度标准值时，监测云端向监测移动端发送报警信息，监测云端实时将图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值传输给监测移动端；
43.监测移动端接收图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值并进行显示，在监测移动端接收到报警信息后发出警报。
44.本发明所达到的有益效果为：本方法能够实时监测电力隧道内的情况，用户可以通过监测移动端来实时查看隧道内的图像和温度湿度等信息，当电力隧道内出现异常时，系统能够自动检测出来并发出警报，方便工作人员及时进行应对处理或进行救援。
45.本发明的一种电力隧道安全监测施工系统及方法具有以下优点：
46.1.本方法能够实时监测电力隧道内的情况，用户可以通过监测移动端来实时查看隧道内的图像和温度湿度等信息，当电力隧道内出现异常时，系统能够自动检测出来并发出警报，方便工作人员及时进行应对处理或进行救援。
47.2.数据传输线通过收卷组件可以延伸很长的距离，能够保证无线通讯设备的信号质量良好，让监测云端能够接收准确的数据。
48.3.第一真空吸盘和第二真空系统让现场监测设备能够在电力隧道的侧壁甚至顶壁上固定，同时又不破坏隧道墙体，便于现场监测设备跟随工作人员移动，保持监测位置准确。
附图说明
49.图1是本发明实施例一电力隧道安全监测施工系统的整体系统框图；
50.图2是本发明实施例一电力隧道安全监测施工系统现场监测设备的示意图；
51.图3是本发明实施例一电力隧道安全监测施工系统图像采集设备和环境检测设备的示意图；
52.图4是本发明实施例一电力隧道安全监测施工系统涡轮和蜗杆的示意图；
53.图5是本发明实施例一电力隧道安全监测施工系统移动组件的剖视图；
54.图6是本发明实施例一电力隧道安全监测施工系统第一真空吸盘和第二真空吸盘的剖视图；
55.图7是本发明实施例一电力隧道安全监测施工系统现场监测设备的模块框图。
56.图中，1、现场监测设备；11、安装支架；12、移动组件；121、连接板；1211、滑槽；122、第一支架；123、第一真空吸盘；1231、第一连接管；1232、第一真空泵；124、第二支架；125、第二真空吸盘；1251、第二连接管；1252、第二真空泵；126、螺纹杆；127、驱动电机；13、图像采集设备；131、调整面板；132、转动轴；133、涡轮；134、蜗杆；14、环境检测设备；141、湿度传感器；142、温度传感器；143、有害气体传感器；144、氧气浓度传感器；15、无线通讯设备；151、数据传输线；16、收卷组件；161、收卷支架；162、收卷辊；163；把手；17、图像采集模块；171、数据采集模块；172、数据传输模块；173、移动控制模块；2、监测移动端；21、信息接收模块；22、信息显示模块；3、监测云端；31、数据预存模块；32、数据收发模块；33、数据比较模块。
具体实施方式
57.为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
58.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
59.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
60.实施例一、本发明提供了一种电力隧道安全监测施工系统，如图1所示，包括多个现场监测设备1、监测移动端2和监测云端3。现场监测设备1设置于施工现场，根据隧道施工进度放置。监测移动端2设置于施工现场工作人员或救援任人员的移动设备内。监测云端3设置于云端服务器内。
61.如图2和图3所示，现场监测设备1包括安装支架11，安装支架11上连接有图像采集设备13和环境检测设备14。图像采集设备13采集图像信息。环境检测设备14包括湿度传感器141、温度传感器142、有害气体传感器143和氧气浓度传感器144。湿度传感器141用于检测湿度值，温度传感器142用于检测温度值，有害气体传感器143根据具体情况选择具体检测的气体，以检测对应气体的浓度，氧气浓度传感器144用于检测氧气浓度。
62.如图2和图3所示，图像采集设备13和环境检测设备14共同固定连接有数据传输线151，数据传输线151另一端固定连接有无线通讯设备15。安装支架11连接有收卷组件16，收卷组件16包括固定连接于安装支架11上的收卷支架161，收卷支架161上转动连接有收卷辊162，收卷辊162一端固定连接有把手163。工作人员转动把手163即可完成数据传输线151的收卷或放出。
63.如图3和图4所示，安装支架11靠近图像采集设备13位置处转动连接有调整面板131，图像采集设备13固定连接于调整面板131上，调整面板131固定连接有转动轴132，转动轴132固定连接有涡轮133，安装支架11靠近涡轮133位置处固定连接有蜗杆134，蜗杆134啮合于涡轮133上。工作人员通过转动蜗杆134可以调节图像采集设备13的冲向，从而调整拍摄角度。
64.如图5和图6所示，安装支架11连接有移动组件12，移动组件12包括固定连接于安装支架11上的连接板121。连接板121上固定连接有第一支架122，第一支架122上固定连接有多个第一真空吸盘123，第一真空吸盘123均固定连接有第一连接管1231，第一连接管1231另一端固定连接有第一真空泵1232。连接板121上滑动连接有第二支架124，第二支架124沿连接板121的长度方向滑移，第二支架124上固定连接有多个第二真空吸盘125，第二真空吸盘125均固定连接有第二连接管1251，第二连接管1251另一端固定连接有第二真空泵1252。第二支架124螺纹连接有螺纹杆126，螺纹杆126转动连接于连接板121上，螺纹杆
126沿连接板121的长度方向设置，螺纹杆126一端固定连接有驱动电机127。第一真空吸盘123和第二真空系统让现场监测设备1能够在电力隧道的侧壁甚至顶壁上固定，同时又不破坏隧道墙体，便于现场监测设备1跟随工作人员移动，保持监测位置准确。在现场监测设备1要移动时，可以先让第二真空泵1252放气，让第二真空吸盘125失去吸力，此时驱动电机127带动螺纹杆126转动，由于第一支架122固定，从而带动第二支架124移动，然后第二真空泵1252吸气，让第二真空吸盘125吸住隧道壁，第一真空泵1232放气，让第一真空吸盘123失去吸力，此时驱动电机127再带动螺纹杆126反转，由于第二支架124固定，从而带动第一支架122移动，然后第一真空泵1232吸气，让第一真空吸盘123吸住隧道壁，即可使现场监测设备1移动。
65.如图7所示，现场监测设备1包括图像采集模块17、数据采集模块171、数据传输模块172和移动控制模块173。图像采集模块17控制图像采集设备13拍摄图像并传输图像信息。数据采集模块171控制环境检测设备14检测温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值并传输。数据传输模块172接收图像采集模块17的图像信息和数据采集模块171的温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值并通过无线通讯模块发送给监测云端3。移动控制模块173接收输入的移动指令后控制第二真空泵1252放气，驱动电机127正转，在经过设定时间后控制第二真空泵1252抽真空，然后控制第一真空泵1232放气，驱动电机127反转，经过设定时间后控制第一真空泵1232抽真空，驱动电机127停止工作。
66.如图7所示，监测云端3包括数据预存模块31、数据收发模块32、数据比较模块33。数据预存模块31预存有温度标准值、空气湿度标准值、有害气体浓度标准值和氧气浓度标准值。数据收发模块32接收数据传输模块172发送的图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值，数据收发模块32将报警信号、图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值传输给监测移动端2。数据比较模块33加工温度值与温度标准值进行比较，将空气湿度值与空气湿度标准值进行比较，将有害气体浓度值与有害气体浓度标准值进行比较，将氧气浓度值与氧气浓度标准值进行比较，当温度值超过温度标准值、空气湿度值超过空气湿度标准值、有害气体浓度值超过有害气体浓度标准值或氧气浓度值低于氧气浓度标准值时，数据比较模块33向数据收发模块32传输报警信号。
67.如图7所示，监测移动端2包括信息接收模块21和信息显示模块22。信息接收模块21接收数据收发模块32传输的报警信号、图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值。信息显示模块22显示接收的报警信号、图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值。
68.本发明提供了一种电力隧道安全监测施工系统的实施原理为：本系统能够实时监测电力隧道内的情况，用户可以通过监测移动端2来实时查看隧道内的图像和温度湿度等信息，当电力隧道内出现异常时，系统能够自动检测出来并发出警报，方便工作人员及时进行应对处理或进行救援。同时现场监测设备1能够在电力隧道中移动，不需要用户手动转移现场监测设备1，在狭小的隧道中能够有效减少工作人员的工作量，使得系统能够实时检测到电力隧道中施工区域的信息，数据传输线151通过收卷组件16可以延伸很长的距离，能够保证无线通讯设备15的信号质量良好，让监测云端3能够接收准确的数据。
69.实施例二、本发明提供了一种电力隧道安全监测施工方法，基于实施例一的电力隧道安全监测施工系统，具体步骤如下：
70.s1、将现场监测设备1布置在施工现场，抽出数据传输线151，保持无线通讯设备15在信号良好位置。
71.s2、图像采集设备13采集图像，环境检测设备14检测现场监测设备1周围的温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值。
72.s3、无线通讯设备15将采集的图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值发送给监测云端3。
73.s4、监测云端3定时对温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值进行比较，当温度值超过温度标准值、空气湿度值超过空气湿度标准值、有害气体浓度值超过有害气体浓度标准值或氧气浓度值低于氧气浓度标准值时，监测云端3向监测移动端2发送报警信息，监测云端3实时将图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值传输给监测移动端2。
74.s5、监测移动端2接收图像信息、温度值、空气湿度值、有害气体浓度值和氧气浓度值并进行显示，在监测移动端2接收到报警信息后发出警报。
75.本发明提供了一种电力隧道安全监测施工方法的实施原理为：本方法能够实时监测电力隧道内的情况，用户可以通过监测移动端2来实时查看隧道内的图像和温度湿度等信息，当电力隧道内出现异常时，系统能够自动检测出来并发出警报，方便工作人员及时进行应对处理或进行救援。
76.以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。