施工隧道内位置共享及交通安全隐患预警系统及方法与流程

本发明涉及一种施工隧道内位置共享及交通安全隐患预警系统及方法。

背景技术：

在隧道施工时，不良地质超前预报数据采集及隧道变形监控量测是不可或缺的工作。

隧道内尤其掌子面附近通行条件一般较差，技术人员乘车进入隧道后需持设备远离车辆进行数据采集，而所乘车辆经常因躲避施工车辆远离原位置。通常隧道内噪声较大，通讯交流存在较大限制，技术人员在返回后经常需花费大量时间寻找乘车，因而存在较大不便。而且，施工隧道内光线较弱，浮尘密布，可视条件较差，加之受噪声影响，工作人员在寻找其他人员位置时也存在较大困难。此外，隧道内各种施工车辆通行频繁，施工人员分布又较为密集，导致隧道内经常因可视条件差而出现重大交通事故，出现人员伤亡。因此，如何建立一种施工隧道内位置共享及交通安全隐患预警系统，共享工作人员和车辆各自位置，辅助工作人员寻车、寻人，并能提示车辆司机附近人员距离以及精确显示其位置，防止交通事故发生，进而消除隧道工作人员施工安全隐患，是目前亟需解决的一个技术难题。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，提出了一种施工隧道内位置共享及交通安全隐患预警系统及方法，本发明能够识别车辆周围视觉盲区里的工作人员，并提示其位置，在人车距离过近时发出预警，防止交通事故发生，从而消除了隧道工作人员施工安全隐患。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种施工隧道内位置共享及交通安全隐患预警系统，包括位置共享系统和交通安全隐患预警系统，其中：

所述位置共享系统被配置为对施工隧道内人车之间或人人之间位置定位与位置信息共享；

所述交通安全隐患预警系统包括车外测距及成像装置、车内驾驶辅助系统和危险预警系统；

所述车外测距及成像装置包括脉冲雷达和红外传感器，所述脉冲雷达探测车辆周边人员距离；所述红外传感器能够采集红外热辐射数据，并无线传输至车内驾驶辅助系统；

所述车内驾驶辅助系统，被配置为显示车辆周边人员距离和位置，并对人车之间的距离进行预警，以保证空间内的安全驾驶；

所述危险预警系统，被配置为在人车距离小于设定值时，发出警报。

进一步的，所述位置共享系统将基于智能终端为操作平台，所述智能终端将使用自身的定位功能，实现施工隧道内人车之间或人人之间位置共享。

进一步的，每个智能终端具有唯一的id，能够对应相应的人员或车辆，为识别需要寻找的人员或者车辆的位置提供信息。

进一步的，所述车外测距及成像装置设置有磁铁，可吸附于车身。

进一步的，所述脉冲雷达能够通过天线发射微波脉冲，发射频率大于26ghz，波束角小于5°，微波脉冲在遇到施工人员或其他障碍物后，发生反射并被天线接收，雷达内置有光电耦合器，将光信号转换成电信号传输到车内驾驶辅助系统的算法芯片进行距离测算。

进一步的，所述红外传感器能采集和汇聚工作人员发出的红外热辐射，将红外辐射信号转换成数字信号传输到车内驾驶辅助系统。

进一步的，所述车内驾驶辅助系统接收数据后进行处理计算，脉冲雷达发射微波脉冲时刻为t1，微波脉冲在遇到施工人员或其他障碍物后，发生反射并被天线接收，接收时刻为t2，驾驶辅助系统的算法芯片根据d＝c×(t2－t1)/2，c为光速，计算出视觉盲区里车体和人员之间的距离d，并通过智能终端显示，如果距离d小于设定值时，发出预警提醒驾驶人员。

进一步的，所述车内驾驶辅助系统将接收的热红外辐射数字信号后，内置的电子元件及软件将数字信号处理并生成周边人员的高清红外热像图，用以精确显示车辆周边人员方位。

进一步的，所述车内驾驶辅助系统将视觉盲区里车体和人员之间的距离信息d叠加到高清红外热像图上的相同目标上，用以精确显示人员距离信息和方位信息，辅助车辆驾驶人员安全驾驶。

上述技术方案将测距功能和红外成像功能共同作用，从而彻底解决隧道内的交通安全问题。

基于上述系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：当工作人员需要在隧道内寻找通行车辆或者其他人员时，开启智能终端的位置共享系统，并根据系统所显示的位置寻找目标；

步骤2：工作人员在隧道内进行超前报数据采集或者变形监控量测时，开启工作人员危险预警系统，当施工车辆靠近时，系统发出预警，保证人身安全；

步骤3：车辆驾驶人员在进入隧道前将测距及成像装置安置于施工车辆车顶或者车身某一部位，开启驾驶辅助系统，查看车身周边脉冲雷达采集的人员距离信息和红外传感器成像方位信息，保证安全驾驶。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用施工隧道内位置共享及交通安全隐患预警系统，该系统包括位置共享系统和交通安全隐患预警系统两部分。其中位置共享系统能够实现施工隧道内人车之间或人人之间位置共享，辅助工作人员寻车、寻人。

交通安全隐患预警系统包括车外测距及成像装置、车内驾驶辅助系统和工作人员危险预警系统，能够识别车辆周围视觉盲区里的工作人员，并提示其位置，在人车距离过近时发出预警，从而防止交通事故发生。

本发明从根本上解决了隧道内由于各种条件限制所存在的工作人员寻车、寻人困难和由于可视条件差所带来的交通事故潜在风险，为工作人员提供了较大便利，提高了工作效率，并消除了施工隧道内的交通安全隐患。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明的位置共享系统示意图。

图2是本发明的测距及成像装置示意图。

图3是本发明的驾驶辅助系统示意图。

其中，1.施工隧道内位置共享及交通安全隐患预警系统，2.位置共享系统，3.交通安全隐患预警系统，4.隧道内通行或施工车辆，5.工作人员，6.测距及成像装置，7.脉冲雷达，8.红外传感器，9.驾驶辅助系统，10.工作人员危险预警系统；

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

一种施工隧道内位置共享及交通安全隐患预警系统，包括位置共享系统和交通安全隐患预警系统，其中：

位置共享系统被配置为对施工隧道内人车之间或人人之间位置定位与位置信息共享；

交通安全隐患预警系统包括车外测距及成像装置、车内驾驶辅助系统和危险预警系统；

车外测距及成像装置包括脉冲雷达和红外传感器，所述脉冲雷达探测车辆周边人员距离；所述红外传感器能够采集红外热辐射数据，并无线传输至车内驾驶辅助系统；

车内驾驶辅助系统，被配置为显示车辆周边人员距离和位置，并对人车之间的距离进行预警，以保证空间内的安全驾驶；

危险预警系统，被配置为在人车距离小于设定值时，发出警报。

位置共享系统将基于智能终端为操作平台，所述智能终端将使用自身的定位功能，实现施工隧道内人车之间或人人之间位置共享。

每个智能终端具有唯一的id，能够对应相应的人员或车辆，为识别需要寻找的人员或者车辆的位置提供信息。

车外测距及成像装置设置有磁铁，可吸附于车身。

脉冲雷达能够通过天线发射微波脉冲，发射频率大于26ghz，波束角小于5°，微波脉冲在遇到施工人员或其他障碍物后，发生反射并被天线接收，雷达内置有光电耦合器，将光信号转换成电信号传输到车内驾驶辅助系统的算法芯片进行距离测算。

红外传感器能采集和汇聚工作人员发出的红外热辐射，将红外辐射信号转换成数字信号传输到车内驾驶辅助系统。

车内驾驶辅助系统接收数据后进行处理计算，脉冲雷达发射微波脉冲时刻为t1，微波脉冲在遇到施工人员或其他障碍物后，发生反射并被天线接收，接收时刻为t2，驾驶辅助系统的算法芯片根据d＝c×(t2－t1)/2(c为光速)计算出视觉盲区里车体和人员之间的距离d，并通过智能终端显示，如果距离d小于设定值时，发出预警提醒驾驶人员。

车内驾驶辅助系统将接收的热红外辐射数字信号后，内置的电子元件及软件将数字信号处理并生成周边人员的高清红外热像图，用以精确显示车辆周边人员方位。

车内驾驶辅助系统通过内置的数据处理芯片和软件将视觉盲区里车体和人员之间的距离信息d叠加到高清红外热像图上的相同目标上，用以精确显示人员距离信息和方位信息，辅助车辆驾驶人员安全驾驶。

上述技术方案将测距功能和红外成像功能共同作用，从而彻底解决隧道内的交通安全问题。

如图1、2、3所示，一种施工隧道内位置共享及交通安全隐患预警系统(1)，包括位置共享系统(2)和交通安全隐患预警系统(3)两部分。交通安全隐患预警系统(3)包括测距及成像装置(6)、驾驶辅助系统(9)、工作人员危险预警系统(10)，其中测距及成像装置(6)包括脉冲雷达(7)和红外传感器(8)。

具体实施，包括以下步骤：

基于上述系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：当工作人员(5)需要在隧道内寻找通行车辆(4)或者其他人员时，开启智能终端的位置共享系统(2)，并根据系统所显示的位置寻找目标；

步骤2：工作人员(5)在隧道内进行超前报数据采集或者变形监控量测时，开启工作人员危险预警系统(10)，当施工车辆(4)靠近时，系统发出预警，保证人身安全；

步骤3：车辆驾驶人员在进入隧道前将测距及成像装置(6)安置于施工车辆(4)车顶或者车身某一部位，开启驾驶辅助系统(9)，查看车身周边脉冲雷达(7)采集的人员距离信息和红外传感器(8)成像方位信息，保证安全驾驶。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。