本發明專利技術公開了一種隧道洞口監測系統，包括處理單元、設置于隧道洞口上部并與洞口上部適形的運行軌道、機器人監測單元以及設置于洞口的洞口監測單元；所述機器人監測單元包括機器人本體、第一采集模塊以及第二采集模塊；所述第一采集模塊以及第二采集模塊均設置于機器人本體，所述機器人本體可沿運行軌道往復運動；所述第一采集模塊用于采集隧道洞口上部的山體邊坡圖像信息，所述第二采集模塊用于采集隧道洞口頂部結構的表面圖像信息。一種隧道洞口安全評價方法，通過分層綜合評定與單項控制指標相結合的方式，實現對隧道洞口安全性的準確評價。本發明專利技術能夠實現多角度、多類型的主動式監測，降低了隧道洞口的監測成本，準確評估隧道洞口的安全性。隧道洞口的安全性。隧道洞口的安全性。
【技術實現步驟摘要】
隧道洞口監測系統以及安全評價方法
[0001]本專利技術涉及隧道洞口領域，具體涉及一種隧道洞口監測系統以及安全評價方法。
技術介紹
[0002]隧道工程基礎設施建成后，隨著使用年限增加，隧道中結構的老化問題日益凸顯，隧道洞門洞口經常會發生結構開裂、邊坡滑坡、巖石滾落、路面積水結冰和團霧等問題，導致隧道洞門洞口容易出現較為嚴重的安全事故。
[0003]為保證隧道的運營安全，需要對隧道洞口結構損傷位置、損傷程度以及邊坡狀況進行監測，同時也需要對隧道洞口的安全狀況進行有效評估。目前的監測方式是在對隧道進行定期檢測的時候，通過人工目測等方式對洞門洞口結構、邊坡狀況進行檢查和判斷，或者對于重要的隧道洞口邊坡采用邊坡監測的成套監測系統來實施監測，但是這種專用于邊坡的監測系統較為復雜，成本高且施工安裝復雜，也缺乏可靠的隧道洞口安全評價方法。
[0004]因此，為解決以上問題，需要一種可靠且易操作的隧道洞口監測系統以及安全評價方法。
技術實現思路
[0005]有鑒于此，本專利技術的目的是克服現有技術中的缺陷，提供隧道洞口監測系統以及安全評價方法，能夠實現多角度、多類型的主動式監測，降低了隧道洞口的監測成本，同時能夠準確地評估隧道洞口的安全性。
[0006]本專利技術的隧道洞口監測系統，包括處理單元、設置于隧道洞口上部并與洞口上部適形的運行軌道、機器人監測單元以及設置于洞口的洞口監測單元；
[0007]所述機器人監測單元包括機器人本體、第一采集模塊以及第二采集模塊；所述第一采集模塊以及第二采集模塊均設置于機器人本體，所述機器人本體可沿運行軌道往復運動；所述第一采集模塊用于采集隧道洞口上部的山體邊坡圖像信息，所述第二采集模塊用于采集隧道洞口頂部結構的表面圖像信息；所述第一采集模塊以及第二采集模塊分別與處理單元通信連接。
[0008]進一步，所述洞口監測單元包括第三采集模塊；所述第三采集模塊用于采集洞口路面圖像信息、洞口通行車輛圖像信息以及洞口外天氣圖像信息；所述第三采集模塊與處理單元通信連接。
[0009]進一步，所述監測系統還包括為機器人本體充電的充電單元；所述充電單元包括控制模塊、用于為機器人本體提供電量的供電模塊、用于檢測機器人本體剩余電量的電量檢測模塊以及用于檢測機器人本體是否到達充電位置的位置檢測模塊；
[0010]所述供電模塊以及位置檢測模塊均設置于運行軌道，所述電量檢測模塊設置于機器人本體，所述機器人本體、電量檢測模塊以及位置檢測模塊均與控制模塊通信連接；
[0011]所述控制模塊用于輸出充電控制信號，并根據所述充電控制信號驅動機器人本體到達充電位置，控制機器人本體的電源輸入端與供電模塊的電源輸出端連接。
[0012]進一步，所述機器人本體設置有伸縮充電臂，所述供電模塊設置有與伸縮充電臂適配的充電槽。
[0013]進一步，所述隧道洞口上部的山體邊坡設置有標記模塊；所述標記模塊包括棋盤標記件以及反光板。
[0014]一種隧道洞口安全評價方法，包括如下步驟：
[0015]S1.確定隧道洞口總體安全狀況評分；
[0016]S2.以安全狀況評分作為安全評價指標，對總體安全狀況評分進行安全評價，得到隧道洞口的安全類別。
[0017]進一步，根據如下公式確定隧道洞口總體安全狀況評分CI：
[0018]CI＝(SDCI
×
W
sd
+STCI
×
W
st
+LMCI
×
W
lm
)/W；
[0019]其中，SDCI為隧道結構安全狀況評分，W
sd
為隧道結構的權重；STCI為山體結構安全狀況評分，W
st
為山體結構的權重；LMCI為路面結構安全狀況評分，W
lm
為路面結構的權重；W為總體安全狀況權重，所述W＝W
sd
+W
st
+W
lm
。
[0020]進一步，根據如下公式確定隧道結構安全狀況評分SDCI：
[0021][0022]其中，n為隧道結構分項個數，SDCI
i
為隧道結構分項的安全狀況值，w
i
為隧道結構分項權重；所述隧道結構分項包括隧道洞門變形速度以及隧道洞門結構破損。
[0023]進一步，根據如下公式確定山體結構安全狀況評分STCI：
[0024][0025]其中，n為山體結構分項個數，STCI
i
為山體結構分項的安全狀況值，w
i
為山體結構分項權重；所述山體結構分項包括山體位移限值以及山體位移速率變化率。
[0026]進一步，根據如下公式確定路面結構安全狀況評分LMCI：
[0027][0028]其中，n為路面結構分項個數，LMCI
i
為路面結構分項的安全狀況值，w
i
為路面結構分項權重；所述路面結構分項包括路面積水、路面結冰以及路面裂縫。
[0029]本專利技術的有益效果是：本專利技術公開的一種隧道洞口監測系統以及安全評價方法，根據隧道洞口不同的狀況，靈活布設監測點位，同時監測洞口的結構損傷情況、路面結冰積水狀況、隧道進出口天氣狀況以及邊坡的風險狀況，進而實現對隧道洞口的全面監測；通過布置運行軌道并以機器人本體作為監測載體，實現多角度、多類型的主動式動態監測；并通過分層綜合評定與單項控制指標相結合的方式，實現對隧道洞口的安全性進行準確評價。
附圖說明
[0030]下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步描述：
[0031]圖1為本專利技術的監測系統布置示意圖；
[0032]圖2為本專利技術的機器人本體充電連接示意圖；
[0033]圖3為本專利技術的標記模塊安裝布設示意圖；
[0034]其中，1
?
機器人本體，2
?
第三采集模塊，3
?
環形軌道，4
?
伸縮充電臂，5
?
充電樁，51
?
充電槽，6
?
棋盤格，7
?
黑白圓環反光板。
具體實施方式
[0035]以下結合說明書附圖對本專利技術做出進一步的說明，如圖所示：
[0036]本專利技術的隧道洞口監測系統，包括處理單元、設置于隧道洞口上部并與洞口上部適形的運行軌道、機器人監測單元以及設置于洞口的洞口監測單元；一般地，洞口上部為環形，則運行軌道采用環形軌道3，可通過膨脹螺栓將環形軌道3固定在隧道洞口上部位置；
[0037]所述機器人監測單元包括機器人本體1、第一采集模塊以及第二采集模塊；所述第一采集模塊以及第二采集模塊均設置于機器人本體1，所述機器人本體1可沿運行軌道往復運動；所述第一采集模塊用于采集隧道洞口上部的山體邊坡圖像信息，所述第二采集模塊用于采集隧道洞口頂部結構的表面圖像信息；所述第一采集模塊以及第二采集模塊分別與本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種隧道洞口監測系統，其特征在于：包括處理單元、設置于隧道洞口上部并與洞口上部適形的運行軌道、機器人監測單元以及設置于洞口的洞口監測單元；所述機器人監測單元包括機器人本體、第一采集模塊以及第二采集模塊；所述第一采集模塊以及第二采集模塊均設置于機器人本體，所述機器人本體可沿運行軌道往復運動；所述第一采集模塊用于采集隧道洞口上部的山體邊坡圖像信息，所述第二采集模塊用于采集隧道洞口頂部結構的表面圖像信息；所述第一采集模塊以及第二采集模塊分別與處理單元通信連接。2.根據權利要求1所述的隧道洞口監測系統，其特征在于：所述洞口監測單元包括第三采集模塊；所述第三采集模塊用于采集洞口路面圖像信息、洞口通行車輛圖像信息以及洞口外天氣圖像信息；所述第三采集模塊與處理單元通信連接。3.根據權利要求1所述的隧道洞口監測系統，其特征在于：所述監測系統還包括為機器人本體充電的充電單元；所述充電單元包括控制模塊、用于為機器人本體提供電量的供電模塊、用于檢測機器人本體剩余電量的電量檢測模塊以及用于檢測機器人本體是否到達充電位置的位置檢測模塊；所述供電模塊以及位置檢測模塊均設置于運行軌道，所述電量檢測模塊設置于機器人本體，所述機器人本體、電量檢測模塊以及位置檢測模塊均與控制模塊通信連接；所述控制模塊用于輸出充電控制信號，并根據所述充電控制信號驅動機器人本體到達充電位置，控制機器人本體的電源輸入端與供電模塊的電源輸出端連接。4.根據權利要求3所述的隧道洞口監測系統，其特征在于：所述機器人本體設置有伸縮充電臂，所述供電模塊設置有與伸縮充電臂適配的充電槽。5.根據權利要求1所述的隧道洞口監測系統，其特征在于：所述隧道洞口上部的山體邊坡設置有標記模塊；所述標記模塊包括棋盤標記件以及反光板。6.一種利用權利要求1
?
5任一項所述的隧道洞口監測系統進行隧道洞口安全評價的評價方法，其特征在于：包括如下步驟：S1.確定隧道洞口總體安全狀況評分；S2.以安全狀況評分作為安全評價指標，對總體安全狀況評分進行安...
【專利技術屬性】
技術研發人員：何廷全，李文鋒，劉家慶，陳漳昕，梁若翔，陳建忠，聶杰雄，覃子軒，黨思雨，
申請(專利權)人：招商局重慶交通科研設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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