一种隧道施工救生舱的视频通讯系统的制作方法

本实用新型属于隧道施工救援配套设备相关领域，更具体地，涉及一种隧道施工救生舱的视频通讯系统。

背景技术：

我国是世界隧道及地下工程建设规模和建设速度第一大国。软弱围岩隧道施工由于地质条件差、下穿公路或建筑物等情况极易发生隧道变形和塌方灾害，造成设备、人员损失惨重，教训深刻。

根据灾后事故调查发现，绝大多数软弱围岩的坍塌发生在掌子面后方。目前，国内隧道紧急避险装备尚处于初期研发阶段(CN201520213201.X)，移动式救生舱通讯系统的研发更是寥寥无几。救生舱作为隧道事故发生时施工人员逃生的首选场所，舱内与指挥部间的及时通讯尤为重要。

现有的救生舱往往仅配备有简单的通讯元件，尚无视频通讯功能，考虑到现实发生塌方的情况，若能提供舱内外人员的视频通讯，对于及时掌握舱内人员的身心状况、便于救援工作的组织开展等方面均具备积极意义，另一方面，现有的常规通信系统常采用光纤通信，但光纤易被损坏，隧道发生坍塌后，无法传播信号。CN201320461175.3公开采用中心通缆式钢丝绳的救生舱通信系统，但钢丝绳带的硬度高，使用时屈挠半径稍大。并且钢丝绳芯的绳头处钢丝头在使用时会损伤施工人员或者其他设备；钢丝绳在屈挠疲劳过程中部分断裂，也会带来不同程度的损坏。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种隧道施工救生舱的视频通讯系统，其中通过有线和无线方式的配合使用，能够有 效提供适用于隧道施工救生场合的通讯功能，并确保线路和接头在塌方情况下的有效防护；此外，通过对通信光缆的具体结构进行设计，其不仅可实现信息传输，具有抗干扰性强、距离远、穿越障碍物的特点，更能在软弱围岩隧道垮塌后，便于掌子面被困人员及时恢复与外界的联系。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种隧道施工救生舱的视频通讯系统，其特征在于，该视频通讯系统包括有线通讯单元和无线通讯单元，其中：

所述有线通讯单元通过光缆与外部信号端相连，所述无线通讯单元通过无线方式与外部信号端相连，由此共同提供救生舱内、外之间的视频通讯；此外，所述有线通讯单元具有与所述光缆相连的多个线路接口，这些线路接口被设置为竖直向下，并采用快插接头连接，同时在该快插接头上方设置有防护罩。

作为进一步优选地，所述无线通讯单元包括信息采集模块、次声波发射模块、次声波接收模块和信息接收模块，其中该信息采集模块包括音视频输入设备、第一A/D转换器和第一单片机，所述音视频输入设备依次连接所述第一A/D转换器和所述第一单片机；该次声波发射模块包括D/A转换器和与所述D/A转换器连接的低通滤波器，所述D/A转换器与所述第一单片机连接；该次声波接收模块包括次声波传感器，所述次声波传感器中设置有电容值随所述次声波发射模块发出的次声波声压变化而改变的电容；该信息接收模块包括第二A/D转换器、第二单片机和音视频输出元件，所述第二A/D转换器依次连接所述第二单片机和音视频输出元件，所述第二A/D转换器与所述次声波传感器连接。

作为进一步优选地，所述音视频输出元件包括图像输出模块和音频输出模块。

作为进一步优选地，该视频通讯系统还包括通讯切换单元，所述通讯切换单元分别与所述有线通讯单元、无线通讯单元信号相连，并用于在其 中一个通讯单元发生故障时或无法使用时切换至另外一个通讯单元。

作为进一步优选地，所述光缆被集中设置，并在其外部套有多层钢丝缠绕的橡胶软管。

作为进一步优选地，所述光缆本身从外到内依次包括外护套、内护套、屏蔽层和非金属加强芯，其中该外护套中空且其横截面呈圆环形，内部均匀设有多个玻璃纤维绳；该内护套、屏蔽层同样中空且其横截面呈圆环形，它与所述外护套呈同心设置；此外，在所述屏蔽层与所述非金属加强芯之间，沿着周向均匀布置有多根信号线。

作为进一步优选地，所述信号线各自包括绝缘层和设置在该绝缘层内部的多根线芯，其中相邻线芯之间相互抵接且填充有芯膏。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，不仅能够实现视频通讯功能，而且通过有线与无线方式的有机结合和方便切换，能够提供更为灵活、便于操作和有效的视频通讯方式；特别是，考虑到塌方时所产生的碎石、土块等可能会产生各类不利影响，本实用新型中对光缆结构进行了优化处理，并将信号接口均设置为竖直向下，采用快插接头连接，同时在该快插接头上方设置譬如钢结构的防护罩，由此可有效防止塌方所产生冲击对接头的破坏，确保救生舱内部视频通讯系统的正常运行。

附图说明

图1是按照本实用新型优选实施例的光缆的结构示意图；

图2是示范性说明无线视频单元的工作流程的原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼 此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型的视频通讯系统主要包括有线通讯单元、无线通讯单元，并可选择配备有通讯切换单元等组件，其中，所述有线通讯单元通过光缆与外部信号端相连，所述无线通讯单元通过无线方式与外部信号端相连，由此共同提供救生舱内、外之间的视频通讯；所述通讯切换单元则分别与所述有线通讯单元、无线通讯单元信号相连，并用于在其中一个通讯单元发生故障时或无法使用时切换至另外一个通讯单元；此外，所述有线通讯单元具有与所述光缆相连的多个线路接口，这些线路接口被被设置为竖直向下，并采用快插接头连接，同时在该快插接头上方设置有防护罩。此外，按照本实用新型的一个优选实施例，所述光缆被集中设置，并在其外部套有多层钢丝缠绕的橡胶软管。

通过以上构思，不仅可以有效克服常规救生设备中仅仅有简单的通讯功能，尚无视频通讯功能的缺陷，相应可有利于救援人员及时了解舱内人员的身心状况，便于救援工作的组织开展；而且本实用新型中通过采用有线和无线的结合和切换，可以确保视频通讯功能的完善，譬如以有线通讯为主、无线通讯为辅，两者互为补充，为视频传输提供双保险。

更进一步地，考虑到目前舱内通讯设备与信号端之间的连接主要依靠有线线路，隧道塌方时掉落的碎石和土块等可能会对通讯线路造成一定的撞击，撞击形式主要为轴向拉伸和径向剪切，因此优选将有线线路集中设置，并在外部套上多层钢丝缠绕的橡胶软管；特别是，针对对接口处的冲击破坏，本实用新型中专门将线路接口设置为竖直向下的方式，并通过快插接头连接以方便隧道施工工序中的拆装操作，同时还在接头连接处上方做譬如钢结构的防护罩，由此有效地防止了塌方冲击对接口的破坏和线路的损坏。

更具体而言，可同时参看图2，所述无线通讯单元譬如可包括信息采集模块、次声波发射模块、次声波接收模块和信息接收模块，其中该信息采 集模块包括音视频输入设备、第一A/D转换器和第一单片机，所述音视频输入设备依次连接所述第一A/D转换器和所述第一单片机；该次声波发射模块包括D/A转换器和与所述D/A转换器连接的低通滤波器，所述D/A转换器与所述第一单片机连接；该次声波接收模块包括次声波传感器，所述次声波传感器中设置有电容值随所述次声波发射模块发出的次声波声压变化而改变的电容；该信息接收模块包括第二A/D转换器、第二单片机和音视频输出元件，所述第二A/D转换器依次连接所述第二单片机和音视频输出元件，所述第二A/D转换器与所述次声波传感器连接。

参见图1，示范性显示了按照本实用新型另一优选实施例的光缆的结构。

该光缆本身从外到内依次包括外护套1、内护套3、屏蔽层4和非金属加强芯6，其中该外护套1中空且其横截面呈圆环形，内部均匀设有多个玻璃纤维绳2；该内护套3、屏蔽层4同样中空且其横截面呈圆环形，它与所述外护套1呈同心设置；此外，在所述屏蔽层与所述非金属加强芯之间，沿着周向均匀布置有多根信号线。

更具体而言，所述外护套1中空并且其横截面呈圆环形，其内设置所述玻璃纤维绳2；所述玻璃纤维绳2的数量为多根，这些玻璃纤维绳2周向均匀布置在所述外护套1内，并且相邻两根玻璃纤维绳2之间优选相互抵接，每根玻璃纤维绳2均与所述外护套1的内壁抵接。相应地，玻璃纤维绳2将光缆包裹住，提高缆线整体抗变形能力。

内护套3中空并且其横截面呈圆环形，其与外护套1同心，而且其外壁优选与每根所述玻璃纤维绳2均抵接；屏蔽层4中空并且其横截面呈圆环形，其套接在所述内护套3的内壁上；所述信号线的数量为多根并且这些信号线周向均匀布置在所述外护套1内，每根信号线均包括绝缘层8和设置在所述绝缘层8内的多根线芯6，每个绝缘层8内的相邻两根线芯6相互抵接且线芯6间填充所述芯膏，由此在提高光缆紧凑性的同时，提高了 电缆的传输功能。此外，所述非金属加强芯9的外侧优选与每根信号线的外护套1均抵接，并且在所述非金属加强芯9与所述信号线的外护套1间填充缆膏7。

按照本实用新型的又一优选实施例，所述外护套1、内护套3和绝缘层8均为阻燃聚烯烃材料。所述玻璃纤维绳2由玻璃纤维膨体纱编织而成。所述屏蔽层4为钢塑复合带铠装层。所述线芯6为多股铜丝绞合而成。非金属加强芯9采用玻璃纤维增强塑料。

综上，通过本实用新型的以上设计，所获得视频通讯系统所需设备体积小，节省了空间资源；即使隧道坍塌，施工人员被困掌子面，救生舱内的人员仍可以快捷、准确地通过该无线通讯系统与外界指挥部取得联系，从而快速展开营救。此外，不仅针对通讯接口处作出了完善的防护措施，而且所采用的光缆抗变形性好、耐久性强、通讯效果好、易于施工。

本领域的技术人员容易理解，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。