[发明专利]一种隧道运营阶段的安全监测系统

说明书

本发明提供了一种隧道运营阶段的安全监测系统，包括有：数据监测子系统，用于实时在线采集获取隧道运营阶段隧道微小振动时的振动数据信号；数据汇集以及处理子系统，用来结合隧道的现状条件对采集到的隧道振动数据信号进行集中处理，得到处理后的振动特征量；监测预警子系统，用于接收所述振动特征量，依据所述振动特征量对隧道结构进行综合评估，并依评估结果进行监测预警。本发明的隧道安全监测系统可以实时的监测隧道内的振动信号，并实现了对振动数据信号的实时分析处理，依据分析处理结果对隧道结构进行健康状态评价，评价结果可以为隧道潜在的故障或结构缺陷提供支持或数据指导。

技术领域

本发明涉及隧道安全监控技术领域，特别是一种隧道运营阶段的安全监测系统。

背景技术

为保证隧道的运营安全，必须进行长期的安全监测，以此了解隧道结构在严酷环境中的受力及内环境状况，从而及时了解隧道结构损伤位置及损伤程度，进而对结构安全状况、内环境做出评估并加以有效处理，目前，还未有完善且有效的隧道运营阶段安全监测系统来对隧道的安全状态进行实时的监测。

且隧道监测系统核心为如何准确且客观的从隧道内实测的信号中提取出与隧道结构健康状况相关的特征信息，进而识别出隧道结构的特征参数，实现对隧道结构的健康状态进行评价；而实测信号中多存在大量的复杂噪声干扰，现有技术中多采用经验模态分解(EMD)算法来进行信号的降噪处理。且现有技术中已有的隧道结构监测系统的水平较低，系统设计中部分环节多为经验设计，人为影响因素较大，故评测效果不稳定。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种监测精度高、智能化程度高且系统组成简单的隧道运营阶段的安全监测系统，能够实时的、准确的反应出隧道结构的健康状态，进而有效的保证所述隧道的安全运营。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提出了一种隧道运营阶段的安全监测系统，包括有：

数据监测子系统，用于实时在线采集获取隧道运营阶段隧道微小振动时的振动数据信号；

数据汇集以及处理子系统，用来结合隧道的现状条件对采集到的隧道振动数据信号进行集中处理，得到处理后的振动特征量；

数据通信子系统，用于将所述振动特征量进行无线传输给远程后台的监测预警子系统；

监测预警子系统，用于接收所述振动特征量，依据所述振动特征量对隧道结构进行综合评估，并依评估结果进行监测预警；

所述数据监测子系统通过数据通信子系统与数据汇集以及处理子系统连接，所述监测预警模块也通过数据通信子系统与所述数据汇集以及处理子系统连接。

优选地，所述数据监测子系统包括压片式加速度传感器，所述压片式加速度传感器按照编号分布式的安装在隧道内的不同位置，对隧道内不同位置的所述振动数据信号进行采集。

优选地，所述数据汇集以及处理子系统包括数据信号汇集模块，数据信号处理模块以及预警结果反馈模块；所述数据信号汇集模块用于对所述振动数据信号进行汇集、再依传感器ID号进行分类整合，分别储存在与传感器ID号对应的本地服务器上的储存区域内；所述数据信号处理模块包括信号预处理单元、信号延展单元、信号补偿单元、信号降噪单元以及信号特征提取单元，用于对所述振动数据信号进行一步步处理得到所述振动特征量；所述预警结果反馈模块用于通过数据通信子系统获取监测预警子系统得到的所述评估结果，并将所述评估结果反馈给隧道本地的相关工作人员进行检测核实。

优选地，所述监测预警子系统包括隧道结构状态评价模块，用于将接收到的所述振动特征量与隧道刚建成投入运行时监测得到的初始振动特征量进行比较，得到其相对于初始振动特征量的磨损衰退量，依据磨损衰退量来对隧道结构的健康状态进行评价。