一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备的制作方法

1.本实用新型涉及铁路工程施工监测技术领域，特别涉及一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备。


背景技术：

2.近些年来，随着社会经济的迅速发展以及往来交流，对交通建设的要求也越来越高，铁路工程作为支撑长途运输的主要途径发展越来越迅速。
3.目前，由监理单位对铁路工程建设项目的安全负责：传统的是监理单位的工作人员对施工现场安全生产情况进行巡查，监理人员实施旁站监理，发现存在生产安全隐患的，发出监理指令，督促限期改正；情况严重的应立即下达工程暂停令，责令立即整改，并同时向建设单位报告。
4.随着我国铁路建设高速发展，路基自动压实、梁体自动张拉、围岩自动监测等技术的应用，大大节约了现场施工及管理人员的数量：智能化、功能集成化手段的应用从根本上改变了施工流程，比如智能轨枕场、板场等，均实现了无人化、少人化、自动化的生产。传统的现场监理方式也应做出相应的创新调整以适应目前的铁路建设工程，并且铁路工程的建设通常会涉及到隧道工程，监理人员在隧道中实施现场监理，存在一定的安全隐患；为了实时监控隧道的施工情况，一般是简单的在隧道的某处固定安装监控设备，这种方式安装不便，功能单一，监测死角多范围小；并且在工程项目进展时需不断的进行反复拆除安装，严重浪费了人力财力以及时间成本。
5.因此，如何提供一种可移动式的，多功能的适用于隧道铁路工程施工现场实时远程全方位监测的设备，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，本实用新型提供至少解决上述部分技术问题的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，该监测设备结构简单，布局合理，坚固耐用；该监测设备可移动不需固定安装，便于投放与回收，且功能多智能化程度高，通过该设备可实时远程全方位的监测隧道铁路工程施工现场的情况，提高了监测工作效率，有利于优化调整监理工作，也节约了人力财力以及时间成本，并有助于提升安全性。
7.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
8.本实用新型提供一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，该设备包括：柜体、柜门、行走轮，摄像装置、云台、伸缩机构、传感器模组、通信装置、控制器和电源，其中：
9.所述柜门通过铰链安装于所述柜体侧端；所述行走轮为金属万向轮安装于所述柜体的底端；
10.所述摄像装置与所述云台连接并通过所述伸缩机构安装于所述柜体的顶端，用于实时获取隧道铁路工程施工现场的影像信息；所述传感器模组设置于所述柜体的顶端，用于实时获取铁路工程施工现场的环境信息；所述通信装置设置于所述柜体的顶端，用于将
影像信息和环境信息无线传输至客户端平台；
11.所述控制器和所述电源设置于所述柜体内部，所述摄像装置、云台、伸缩机构、传感器模组、通信装置和电源分别与所述控制器连接。
12.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述柜体和所述柜门的材质为：不锈钢，并在不锈钢表面涂覆绝缘防爆漆层。
13.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述摄像装置为本安型红外广角摄像仪。
14.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述传感器模组包括：有毒有害气体传感器，粉尘传感器、烟雾传感器、温度传感器和湿度传感器。
15.作为本实用新型的一种优选技术方案，该设备还包括：报警装置，所述报警装置为声光报警器，所述报警装置安装于所述摄像装置的顶端并与所述控制器连接；所述控制器用于在所述传感器模组获取的环境信息超过预设阈值时，控制所述报警装置进行声光报警，并通过所述通信装置发送报警消息于客户端平台。
16.作为本实用新型的一种优选技术方案，该设备还包括：显示装置，所述显示装置为led阵列显示屏或液晶触摸屏；所述显示装置镶嵌安装于所述柜体的一侧端，所述显示装置与所述控制器连接，用于显示预设指示信息以及所述传感器模组获取的所述环境信息。
17.作为本实用新型的一种优选技术方案，该设备还包括：灭火器，所述灭火器设置于所述柜体内部底端，用于施工现场出现突发火情时，便于工作人员进行灭火处理。
18.作为本实用新型的一种优选技术方案，该设备还包括：照明装置，所述照明装置为led防爆照明灯，所述照明装置设置于所述柜体顶端并与所述控制器连接，用于提供施工现场的辅助照明以及应急照明等照明功能。
19.作为本实用新型的一种优选技术方案，该设备还包括：定位装置，所述定位装置安装于所述柜体内部并与所述控制器连接，所述定位装置为以下任一种或多种：gps、北斗、glonass、伽利略和准天顶；定位装置用于为设备提供实时精确的定位功能。
20.作为本实用新型的一种优选技术方案，该设备还包括：语音装置，所述语音装置安装于所述柜体的侧端并位于所述显示装置的上端，所述语音装置与所述控制器连接；通过语音装置可远程实现施工现场声音采集，以及语音对讲和预设语音播放等功能。
21.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电源为可充电锂电池或可充电铅酸蓄电池。
22.与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：
23.1.本实用新型提供的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，结构布局合理，功能多智能化程度高，该监测设备可移动不需固定安装，便于投放与回收；通过该设备可实时远程全方位的监测隧道施工现场的情况，提高了隧道铁路工程施工监测的工作效率，也节约了人力财力以及时间成本，并有助于提升安全性。
24.2.本实用新型提供的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，摄像装置采用本安型红外广角摄像仪，安全性高，并且摄像装置通过伸缩机构安装于设备上，便于广范围的拍摄，可昼夜全方位的获取清晰的隧道铁路工程施工现场的影像，便于监理人员远程判断。
25.3.本实用新型提供的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，集成设置了传感器模组、报警、通信、定位、显示和语音等装置，有效提升了设备的功能性和智能化程度，
便于持续实时监测隧道铁路工程施工现场的情况，不需工作人员旁站监理，提高了工作效率。
26.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
27.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
30.图1为本实用新型实施例提供的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备的外观结构图。
31.图2为本实用新型实施例提供的的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备的内部结构图。
32.图3为本实用新型实施例提供的监测设备的功能结构图。
33.图4为本实用新型实施例提供的传感器模组的组成模块的框图。
34.其中，图1和图2中：1-柜体；2-柜门；21-把手；22-磁吸；23-资料盒；24-加强筋；3-行走轮；4-摄像装置；5-云台；6-伸缩机构；7-传感器模组；8-通信装置；9-控制器；10-电源；11-报警装置；12-显示装置；13-灭火器；14-照明装置；15-定位装置；16-语音装置。
具体实施方式
35.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例
所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
39.参照图1和图2所示，本实用新型提供了一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，该设备主要包括：柜体1、柜门2、行走轮3，摄像装置4、云台5、伸缩机构6、传感器模组7、通信装置8、控制器9、电源10、报警装置11、显示装置12、灭火器13、照明装置14、定位装置15和语音装置16。
40.其中：如图3所示，上述的摄像装置4、云台5、伸缩机构6、传感器模组7、通信装置8、电源10、报警装置11、显示装置12、照明装置14、定位装置(北斗+gps)15和语音装置16分别与控制器9连接，其具体连接控制关系可从产品的说明书以及现有技术中获取，此为公知技术，在此不再赘述。
41.参照图1和图2所示，柜门2通过铰链安装于柜体1上，本实施例中，柜体1和柜门2的材质可以采用不锈钢或碳钢，并在表面涂覆绝缘防爆漆层；具体可根据实际应用场景进行选择，本实施例考虑设备的安全性、耐用性以及抗压性，优选的柜体和柜门均采用不锈钢材质；本施例中，上述的铰链为金属铰链，可由以下任一种材质构成：不锈钢、铝合金、铜或铁，考虑防腐及耐用性优选的采用304不锈钢材质。
42.结合图1和图2所示，在本实施例中，柜门2的外端面设置有把手21，内端面设置有强力磁吸21，便于快速打开柜门2，并且柜门2的内端面上还设置了资料盒23，可存放相关资料(例如施工条例，安全条例和设备的技术资料等)以便工作人员查阅维护；同时柜门2的内端面还设置了加强筋24，以便增加柜门2的耐压性，防止柜门2变形，保证了柜门2在隧道环境中长期安全顺畅开合。
43.如图1所示，行走轮3安装于柜体1的底端，本实施例中，行走轮3采用金属材质的万向行走轮，用于安全的移动和支撑该监测设备。
44.如图1和图2所示，摄像装置4与云台5连接后通过伸缩机构6固定在柜体1的顶端，云台5和伸缩机构6分别为电动全方位云台和电动上下伸缩机构，摄像装置4、云台5和伸缩机构6均与控制器连接；云台是安装、固定摄像机的支撑设备，全方位云台内部有两个电机，分别负责云台的上下和左右各方向的转动，采用全方位云台，可便于进行前后左右以及镜头变焦，通过远程控制，伸缩机构6可进行上下高度调整；实现摄像装置4的多方向转动与焦距调节以及高度调节，以便于调整合适视场及角度，实现对隧道铁路工程现场施工情况的实时影像拍摄，进行全方位远程监控。
45.在本实施例中，摄像装置4为本安型红外广角摄像仪，防爆等级为exdiict6，防护等级为ip66，可在恶劣的环境下稳定运行；摄像装置4隔爆防爆，安全耐用；摄像装置4具备红外夜视功能，并设置为双头摄像，可同时前后超大广角拍摄，分辨率为1080p，便于昼夜拍摄清晰的隧道施工现场影像。
46.如图4所示，在本实施例中，传感器模组7中包括有毒有害气体传感器，粉尘传感器、烟雾传感器、温度传感器和湿度传感器；传感器模组7可优选的设置在柜体1的顶端位置，传感器的具体选型及安放位置可根据实际需要进行选择，在此不做具体限定；传感器模组7用于实时获取设备所处的环境信息，环境信息包括：有毒有害气体(甲烷、一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等气体)信息、粉尘信息、烟雾信息、温度和湿等信息；并将获取的上述信息上传存储至控制器9进行处理，并通过通信装置8无线传输至监理客户端平台，以供监理
工作人员远程查看判断。
47.本实施例中，摄像装置4获取的影像信息和传感器模组7获取的环境信息可通过通信装置8无线传输至客户端平台(这里的客户端平台可以是服务器，监控中心计算机，亦或者是可视对讲终端、手机和平板等移动客户端)；通信装置8为公众移动通信网通信模块(可以是各种制式的2g、3g、4g、5g通信模块，考虑成本及稳定性，这里优选的采用4g通信模块)；以便于监理单位工作人员远程实时获取隧道施工现场的相关信息，也有助于后期通过影像智能识别计算相关信息。
48.在本实施例中，控制器9设置于柜体1的内部，控制器9优选的采用开源微控制器mcu；开源微控制器mcu为mega2560；mega2560是一款易用型开源控制器，硬件资源丰富，具有4路uart、6路外部中断、6个定时器、15路pwm波，16路10位ad、1路i2c接口、1路spi接口、io口数高达70个，支持freertos操作系统。该控制器小体积、低成本、低功耗，有助于降低本实用新型设备的体积及功耗。
49.如图2所示，本实施例中，电源10设置于柜体1的内部，考虑设备稳定性，优选的设置在柜体1的内部底端，电源10为大容量的可充电锂电池或可充电铅酸蓄电池，有利于提升设备的便利性。
50.本实施例中，报警装置11为声光报警器，报警装置11安装于摄像装置4顶端并与所述控制器9连接；在控制器9判断传感器模组7获取的环境信息超过预设阈值时，控制报警装置11进行声光报警，同时通过通信装置8发送报警消息于客户端平台，或工作人员根据隧道施工现场的监控影像，判断存在生产安全隐患的，远程控制报警装置11进行声光报警。
51.本实施例中，显示装置12为液晶触摸显示屏或led阵列显示屏，显示装置12镶嵌安装于柜体1的一侧端，为了防护显示装置12在显示屏表面加装覆盖透明亚克力护板；显示装置12与控制器9连接，用于显示相关的指示信息和\或传感器模组7获取的环境信息,在显示装置12采用为液晶触摸显示屏时，隧道施工现场人员还可以通过显示装置12、摄像装置4及语音装置16远程与监理工作人员进行视频交流沟通。
52.如图2所示，灭火器13存放于柜体1的内部，用于施工现场出现突发火情时，便于工作人员进行灭火处理，同时柜体1的内部还可放置有：安全帽、手套以及隧道施工常用工具等。
53.本实施例中，照明装置14为led防爆照明灯，如图1所示，照明装置14设置在柜体1顶端，控制器9上集成有电源管理模块，将电源10的电压转换为适配电压传递给照明装置14；监理工作人员可远程控制开启照明装置14，也可适配独立开关，由现场工作人员控制开启照明装置14，进而可为施工现场提供辅助照明以及应急照明等照明功能。
54.本实施例中，定位装置15采用正点原子gps+北斗atk1218-bd的双定位模块，定位装置15外接有源天线，自带后备电源；可保存星历数据，掉电后半小时以内重新上电，可在几秒内定位，实现秒定。
55.本实施例中，语音装置16为集成麦克风和功放的防水语音喇叭，工作时可实时采集隧道铁路工程施工现场的声音，空闲时间可播放施工安全条例，播放舒缓音乐等，以及提供广播和对讲功能。
56.该监测设备具体工作时，由工作人员运输至目标地点进行投放，任务完成时再由工作人员回收运输转移；通过该设备，让监理人员具有了“千里眼”和“顺风耳”，尤其适用于
例如川藏铁路工程这种多隧道的施工现场监测；有助于提高隧道铁路工程施工的监测效率，解决了现有隧道铁路工程监测设备安装不便，功能单一的问题，避免了人力财力以及时间成本的浪费。
57.需要说明的是，本实用新型实施例中，与控制器连接的各部件，其具体连接控制关系可从产品的说明书以及现有技术中获取，此为现有公知技术手段，并非本实用新型所要保护的重点，在此不再过多赘述。
58.通过上述实施例的描述，本领域技术人员可知，本实用新型提供了一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，其结构布局合理，安全耐用，该监测设备集成设置了多种装置，功能多智能化程度高，可实时监测所处位置的环境情况，也可移动便于投放与回收管理，使用该监测设备不需要监理工作人员旁站监理，可以提高隧道铁路工程施工监测的工作效率，有助于提升工作人员安全性，也节约了人力财力以及时间成本，并为后期自动化、信息化和智能化的施工奠定了基础，有助于加快隧道铁路工程的施工效率。
59.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。
60.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，其特征在于，该设备包括：柜体、柜门、行走轮，摄像装置、云台、伸缩机构、传感器模组、通信装置、控制器和电源，其中：所述柜门通过铰链安装于所述柜体侧端；所述行走轮为金属万向轮安装于所述柜体的底端；所述摄像装置与所述云台连接并通过所述伸缩机构安装于所述柜体的顶端，用于实时获取隧道铁路工程施工现场的影像信息；所述传感器模组设置于所述柜体的顶端，用于实时获取铁路工程施工现场的环境信息；所述通信装置设置于所述柜体的顶端，用于将影像信息和环境信息无线传输至客户端平台；所述控制器和所述电源设置于所述柜体内部，所述摄像装置、云台、伸缩机构、传感器模组、通信装置和电源分别与所述控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，其特征在于，所述柜体和所述柜门的材质为：不锈钢，并在不锈钢表面涂覆绝缘防爆漆层。3.根据权利要求1所述的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，其特征在于，所述摄像装置为本安型红外广角摄像仪。4.根据权利要求1所述的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，其特征在于，所述传感器模组包括：有毒有害气体传感器，粉尘传感器、烟雾传感器、温度传感器和湿度传感器。5.根据权利要求1所述的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，其特征在于，该设备还包括：报警装置，所述报警装置为声光报警器，所述报警装置安装于所述摄像装置的顶端并与所述控制器连接；所述控制器用于在所述传感器模组获取的环境信息超过预设阈值时，控制所述报警装置进行声光报警，并通过所述通信装置发送报警消息于客户端平台。6.根据权利要求1所述的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，其特征在于，该设备还包括：显示装置，所述显示装置为led阵列显示屏或液晶触摸屏；所述显示装置镶嵌安装于所述柜体的一侧端，所述显示装置与所述控制器连接，用于显示预设指示信息以及所述传感器模组获取的环境信息。7.根据权利要求1所述的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，其特征在于，该设备还包括：灭火器，所述灭火器设置于所述柜体内部底端。8.根据权利要求1所述的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，其特征在于，该设备还包括：照明装置，所述照明装置为led防爆照明灯，所述照明装置设置于所述柜体顶端并与所述控制器连接。9.根据权利要求1所述的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，其特征在于，该设备还包括：定位装置，所述定位装置安装于所述柜体内部并与所述控制器连接，所述定位装置为以下任一种或多种：gps、北斗、glonass、伽利略和准天顶。10.根据权利要求6所述的一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，其特征在于，该设备还包括：语音装置，所述语音装置安装于所述柜体的侧端并位于所述显示装置的上端，所述语音装置与所述控制器连接。

技术总结
本实用新型公开了一种可移动式的隧道铁路工程施工监测设备，该监测设备至少包括：柜体、柜门、行走轮，摄像装置、云台、伸缩机构、传感器模组、通信装置、控制器和电源，其中；行走轮为金属万向轮安装于柜体的底端；摄像装置与云台连接并通过伸缩机构安装于柜体的顶端，用于实时拍摄隧道铁路工程施工现场的影像；传感器模组安装于柜体的顶端用于实时获取铁路工程施工现场的环境信息；获取的影像信息和环境信息通过通信装置无线传输至客户端平台；该设备可移动不需固定安装，便于投放与回收，该设备结构简单，布局合理，功能多智能化程度高，通过该设备可实时全方位的远程监测隧道施工现场的情况，提高了监测工作效率。提高了监测工作效率。提高了监测工作效率。


技术研发人员：李照星 卫来贵 王键 王佳琦 程永谊 刘仲武 贾德华 杨明华 杨再道 张景魁 曾敏 张永刚 吕彦朋 黄建
受保护的技术使用者：铁科院（北京）工程咨询有限公司
技术研发日：2023.01.04
技术公布日：2023/7/14