一种隧道积水预测报警装置

1.本实用新型属于隧道积水监测技术领域，具体涉及一种基于数据分析的隧道积水预测报警系统。


背景技术：

2.近年来，雨季及气候异常引起的城市内涝给市政部门带来巨大的压力。由降雨影响道路交通的现象时有发生，尤其是在强降雨过程中，隧道排水系统短时间内难以承受，造成的隧道积水很可能对公共交通造成严重的影响，容易导致恶性交通安全事故，甚至造成人员和财产的重大损失。城市内涝不仅不利于交通通行，还可能影响城市交通网的正常运行甚至造成人身财产安全等一系列问题。
3.为了解决上述问题，专利号为cn202110741107.1的专利中公开了一种城市隧道积水预警系统，包括透水铺检测装置、天然海绵体检测装置、雨水实时测量装置、数据处理中心以及雨水处理装置，当隧道水位到达安全水位时，其设置的雨水实时测量装置向控制中心发出信号，雨水处理装置开始工作，使隧道内雨水尽快排出，以此减小隧道积水造成的损失。但是，该专利并未对隧道险情进行提前预警，仍会有司机无法预测隧道内积水情况驶入隧道，导致车辆熄火造成财产损失，甚至危及驾驶员及乘客的人身安全。


技术实现要素：

4.为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种及时提供交通预警信号，减少交通堵塞，避免发生交通事故和人员伤亡的隧道积水监测预警系统。
5.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种隧道积水预测报警装置，包括液位传感器、摄像头和模数转化模块，模数转化模块为模拟量转化为数字模块，液位传感器的信号输出端通过模数转化模块与网关相连，液位传感器布置在隧道的内侧壁上，摄像头的信号输出端与网关相连，摄像头固定在隧道内侧壁的顶部。
6.液位传感器、摄像头和模数转化模块组成多元监测装置，液位传感器用于监测隧道内的积水深度，摄像头用于监测隧道内的高清积水面图像，积水深度数据和积水面图像将积水数据传输至网关。
7.网关接入云平台，网关与云平台组成数据处理模块，数据处理模块分析检测装置反馈的监测数据后获得隧道积水的状态，云平台与数据接收终端相连。云平台将每次降雨造成的隧道积水情况以及降雨量大小数据进行数据存储（采用传统的数据库oracle、flume等）；另外，数据处理模块能够根据大数据分析和预测即将出现的积水情况，并将积水情况反馈至交管部门、气象部门等，并给出处理建议。
8.本报警系统还包括警示灯和自动防护栏，警示灯、自动防护栏与数据接收终端组成隧道预警装置，自动起落杆座布置在隧道口的一侧，警示灯通过执行器与网关相连，自动防护栏通过执行器与网关相连，网关将隧道积水状态发送至隧道预警装置。
9.自动防护栏包括自动起落杆座，自动起落杆座布置在隧道口的一侧，自动起落杆
座上装有可旋转的杆件，警示灯固定在自动起落杆座上；本报警系统还包括灯架，灯架布置在隧道口的另一侧，灯架上装有三色指示灯和电子显示屏。设置好预警阙值，当液位传感器采集到的数据大于预警阙值时，系统报警；一旦积水超过一级警戒线，警示灯闪烁，自动防护栏保持升起状态，允许车辆通行，电子显示屏显示“轻度积水，减速慢行”；一旦积水超过二级警戒线，警示灯闪烁，自动防护栏90度旋转，不允许车辆通行，电子显示屏显示“重度积水，禁止通行”。
10.数据接收终端为手机，手机app会显示隧道的实时积水信息，并根据积水预测结果。
11.本实用新型与现有技术相比，具体有益效果体现在：本实用新型通过实时监测隧道内的积水情况，并将积水情况反馈至网关进行处理，一旦积水超过一级警戒线，警示灯闪烁，自动防护栏保持升起状态，允许车辆通行，电子显示屏显示“轻度积水，减速慢行”；一旦积水超过二级警戒线，警示灯闪烁，自动防护栏90度旋转，不允许车辆通行，电子显示屏显示“重度积水，禁止通行”，能够有效避免车辆误入积水严重的隧道而造成事故。另外，本报警系统对当前的积水情况进行分析后，对未来可能出现的积水情况给出预测数据，实现提前预警。
附图说明
12.图1为本实用新型的控制原理图。
13.图2为液位传感器、摄像头在隧道内的安装位置示意图。
14.图3为积水达到一级警戒线时，隧道预警装置的工作状态示意图。
15.图4为积水达到二级警戒线时，隧道预警装置的工作状态示意图。
16.图中，1为液位传感器，2为摄像头，3为隧道口，4为警示灯，5为自动防护栏，51为自动起落杆座，52为杆件，6为灯架，7为三色指示灯，8为电子显示屏。
具体实施方式
17.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。
18.如图1-2所示，一种隧道积水预测报警装置，包括液位传感器1、摄像头2和模数转化模块，摄像头2为高清摄像头2，模数转化模块为模拟量转化为数字模块，液位传感器1的信号输出端通过模数转化模块与网关相连，液位传感器1布置在隧道的内侧壁上，每隔一定距离即设置一个液位传感器1；摄像头2的信号输出端与网关相连，摄像头2固定在隧道内侧壁的顶部，每隔一定距离即设置一个摄像头2。
19.液位传感器1、摄像头2和模数转化模块组成多元监测装置，液位传感器1用于监测隧道内的积水深度，摄像头2用于监测隧道内的高清积水面图像，积水深度数据和积水面图像将积水数据传输至网关。
20.网关接入云平台，网关与云平台组成数据处理模块，数据处理模块分析检测装置反馈的监测数据后获得隧道积水的状态，云平台与数据接收终端相连。云平台将每次降雨造成的隧道积水情况以及降雨量大小数据进行数据存储（采用传统的数据库oracle、flume
等）；另外，数据处理模块能够根据大数据分析和预测即将出现的积水情况，并将积水情况反馈至交管部门、气象部门等，并给出处理建议。
21.本报警系统还包括警示灯4和自动防护栏5，警示灯4、自动防护栏5与数据接收终端组成隧道预警装置，自动起落杆座51布置在隧道口3的一侧，警示灯4通过执行器与网关相连，自动防护栏5通过执行器与网关相连，网关将隧道积水状态发送至隧道预警装置。
22.自动防护栏5包括自动起落杆座51，自动起落杆座51布置在隧道口3的一侧，自动起落杆座51上装有可旋转的杆件52，警示灯4固定在自动起落杆座51上；本报警系统还包括灯架6，灯架6布置在隧道口3的另一侧，灯架6上装有三色指示灯7和电子显示屏8。设置好预警阙值，当液位传感器1采集到的数据大于预警阙值时，系统报警。
23.数据接收终端为手机，手机app会显示隧道的实时积水信息，并根据积水预测结果。
24.本实用新型的工作过程为：在pc上打开云平台，在网关上添加液位传感器1、摄像头2和执行器，在执行器中添加警示灯4好自动防护栏5，在云平台上为传感器设定阙值，网关接收采集到的信息由云平台统计分析，处理数据后下发到交管部门，气象部门和普通用户，即可了解隧道积水情况，网关添加执行器并连接警示灯4和自动防护栏5，液位传感器1采集数据，在设定好的阙值下，如图3所示，当液位传感器1采集到的数据大于设定一级阙值时，网关通过执行器控制警示灯4亮，杆件52保持升起状态，电子显示屏8显示“轻度积水，减速慢行”，车辆可通行，达到警示目的；如图4所示，当液位传感器1采集到的数据大于设定二级阙值时，网关通过执行器控制警示灯4亮，杆件52实现90度旋转，电子显示屏8显示“重度积水，禁止通行”，车辆不可通行，达到预防事故发生的目的。
25.云平台将每次降雨造成的隧道积水情况及降雨量大小数据进行数据存储并进行数据处理和计算，从而结合天气预报得出每次降雨隧道积水的程度，交管部门、气象部门接收来自云平台的数据来进行实时处理。
26.本装置所要保护的仅仅是硬件的连接关系，并不涉及程序的改进，本装置所用到的数据处理设备和数据存储设备均采用现有的公知程序即能实现，不涉及计算机软件的改进。
27.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本实用新型范围内。