[发明专利]一种寒区隧道安全运行监测系统

说明书

本发明公开了一种寒区隧道安全运行监测系统，包括数据采集模块、数据分析模块、云存储模块、采集分析模块、数据调用模块、数据加密模块、数据发送模块、监督模块，数据采集模块采集寒区隧道各个阶段的数据信息，并将采集的数据信息发送至于云存储模块，云存储模块将不同的数据信息进行分类存储，使用分析模块根据环境信息得到对应的车辆信息和预测车辆信息，数据分析模块根据车辆信息分析车辆对寒区隧道的温度场、渗透场、应力场来影响，计算土体的冻胀率，再对寒区隧道的质量进行判断，监督模块可以向寒区隧道监管部门发出警报信号，为寒区隧道的质量监测提供了更加准确的理论基础，起到了预防寒区隧道的安全质量问题的作用。

技术领域

本发明涉及寒区隧道技术领域，特别是涉及一种寒区隧道安全运行监测系统。

背景技术

随着我国经济的不断发展，交通越来越发达，在我国很多偏远寒冷的地区，由于恶劣环境的影响，导致隧道受到冻害的影响，下渗水的冻胀力是寒区隧道冻害问题的主要因素，为了克服水的冻胀力对混凝土的受冻破坏和侵蚀破坏，在现有技术中已经存在很多对寒区隧道的研究，例如，在水发生冻胀时利用伽辽金法、三角函数、流体热耦合模型等对隧道的温度场、渗流场和应力场的研究，不同场之间的数学耦合模型计算为寒区隧道的设计建设和安全维护使用提供了理论依据，但是这些计算中没有考虑隧道在使用过程中车辆对隧道的影响，隧道中通过的车辆也会影响到隧道的温度场的变化，而隧道的通车量又受到环境和交通政策的影响，降低了寒区隧道安全运行监测的准确性，增加了在寒区隧道的维护过程中花费的人力和财力。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种寒区隧道安全运行监测系统，利用数据分析模块分析在不同类型的环境信息的影响下寒区隧道的车辆信息对温度场、渗透场、应力场的影响，数据分析模块分析的结果可以作为寒区隧道安全维护的理论依据，并对寒区隧道的安全运行起到监测的作用。

其解决的技术方案是，一种寒区隧道安全运行监测系统，包括数据采集模块、数据分析模块、云存储模块、采集分析模块、数据调用模块、数据加密模块、数据发送模块、监督模块，数据分析模块包括温度场分析模块、渗透场分析模块、应力场分析模块、使用分析模块和耦合分析模块，数据采集模块包括设计采集模块、使用采集模块、维护采集模块和环境采集模块，监督模块包括分析监督模块、异常监督模块、采集监督模块和警报模块，云存储模块包括设计信息存储模块、使用信息存储模块、维护信息存储模块、其他数据信息存储模块；

系统管理过程具体如下：

1)、数据采集模块采集隧道的设计阶段、使用阶段、维护阶段的各个阶段的数据信息，并将采集的数据信息发送至于云存储模块，云存储模块将不同的数据信息进行分类存储；

2)、所述环境采集模块采集寒区隧道的环境信息并将环境信息存储于云存储模块，所述使用分析模块将环境信息分为四类，分别为第一类型、第二类型、第三类型、第四类型，再从使用采集模块采集到的使用信息中分析出每类环境信息对应的车辆信息，利用线性回归预测模型计算出车辆信息和环境信息对应关系的回归参数，利用回归参数和环境信息可以得到预测车辆信息；

3)、数据分析模块根据车辆信息分析出隧道的土体的冻胀率，穿过寒区隧道的车辆通过作用于寒区隧道的温度场、渗透场、应力场来影响土体的冻胀率，具体的分析过程如下：

步骤一、所述渗透场分析模块用于分析车辆信息对寒区隧道内的渗透场的影响，所述车辆信息包括车辆的车量数目、速度、质量、通车率，车辆与寒区隧道内的空气发生能量转换，转换的能量使得寒区隧道内的温度场量发生变化，温度场量的变化作用于寒区隧道内的渗透场；

步骤二、渗透场的渗透参数与隧道的孔隙率有关，所述维护采集模块通过隧道内的传感器采集隧道的监测数据，所述应力场分析模块用于寒区隧道的应力分析，所述温度场分析模块用于寒区隧道内的温度分析；