隧道智慧化机器人巡检方案
【智能终端设备根据隧道空间位置可分为隧道入口、隧道内部、隧道出口三个应用场景进行布设，保障整个隧道行驶区间的交通安全】
隧道智能安全监控平台支持云部署和专网服务器部署两种模式，分别对应互联网和专网通讯通道。通信协议涵盖HTTP、TCP、MQTT等。智能硬件具备物联网终端自组网功能，设备间可通过IoT/LoRa进行通讯。设备具备有线/无线通讯模组，可直接通过专网或互联网（光纤）与后台服务进行数据传输，也可以通过网络中继转发数据。
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《感知层》
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感知层主要是隧道外场布设的终端设备，包括智慧路桩、道路安全警示终端、气象环境监测终端、隧道洞口监测传感器、隧道轨检机器人、智能信标等新型基础设施。
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《支撑层》
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支撑层为本次工程的综合应用系统提供基础的、共同的基础设施平台、应用支撑，为支撑数据管理和应用系统运行。
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《数据层》
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数据层是通过隧道外场智能终端和业务应用的各类信息资源进行科学的分类组织，为本次工程的相关应用系统提供数据支撑。
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《应用服务层》
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应用服务层主要是指隧道智能安全监控平台，包括隧道智能安全监控子系统和数据交换与共享子系统，开展业务系统的系统聚合，对系统各类服务针对隧道智能安全监控数据进行应用以及数据交换共享服务。
注：上图以茅荆坝隧道右线单个隧道轨检机器人和单个引导通道入口为例示意
智能终端设备根据隧道空间位置可分为隧道入口、隧道内部、隧道出口三个应用场景进行布设，保障整个隧道行驶区间的交通安全。以下对三个应用场景的安全监测方案进行说明。
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《隧道限速及超速提醒》
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在隧道入口洞口右侧前100米，布设具备雷达监测的智慧路桩产品进行隧道内限速提醒和车速检测，在隧道入口洞口右侧前50米，布设外接大尺寸LED屏幕的道路安全警示终端产品进行安全信息提示和车速超速信息提示，设备之间通过NB-loT、LoRa等物联网方式进行终端自组网通讯，保证低功耗的同时信息传输的稳定性。
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《隧道洞口环境气象检测及提醒》
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在隧道入口洞口右侧前50米，布设满足公路环境气象监测要求的气象环境监测终端产品和外接大尺寸LED屏幕的道路安全警示终端产品，气象环境监测终端检测要素包括公路地面积水结冰积雪情况、环境温湿度、光照度、能见度、空气颗粒物、地面温湿度等，道路安全警示终端通过LED屏、红蓝警灯、扬声器等形式进行气象环境隐患信息和安全提示发布。设备之间通过NB-loT、LoRa等物联网方式进行终端自组网通讯，保证低功耗的同时信息传输的稳定性。
《隧道洞口结构安全及预警》
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在隧道入口洞口周边坡体安装低功耗物联网监测设备，监测指标包括倾斜、振动、环境温湿度和内部含水量等，在隧道入口洞口右侧前50米，布设外接大尺寸LED屏幕的道路安全警示终端产品，隧道入口洞口结构安全监测设备24小时不间断对隧道洞口的各项指标进行监测，并通过NB-loT、LoRa等物联网方式与道路安全警示终端进行通讯和数据回传，一旦监测到危及隧道结构安全的指标，道路安全警示终端通过LED屏、红蓝警灯、扬声器等形式进行安全警报和车辆引导信息发布，同时后台平台及时报警，便于公路隧道管理人员及时采取安全管制和应急抢险措施。
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《隧道自动轨检机器人》
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在隧道洞壁安全白线外安装性价比较高的钢索吊轨、自动轨检机器人和充电坞、网络中继等配套设施，实现隧道日常巡检的自动化管理，自动轨检机器人搭载设备及传感器包括监控视频、语音通讯模组、红外测温模组、环境监测传感器、气体监测传感器等，轨检机器人日常巡检运行速度6Km/h，续航里程10Km|2h，采用定时巡检，自动充电的模式，能有效代替人工对隧道内部结构、环境和交通运行情况进行监测和报警。
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《隧道内道路高精度定位》
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在隧道洞壁安装智能信标，智能信标间隔20米。在隧道内无GPS环境下实现隧道高精度定位，通过蓝牙与手机和车载设备进行通讯，协助隧道管理人员精准定位并获取相关点位的设施、设备、养护、工程等信息。
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《隧道逃生通道和消防应急设施指引》
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在隧道内逃生通道和消防应急设施两侧和对面布设智慧路桩产品，智慧路桩可与轨检机器人和后台平台进行信息交互，一旦发生应急事件，启动隧道应急指引模式，通过点阵发光面板和扬声器进行指引，最大限度降低事故的影像。
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《隧道应急通讯报警》
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一旦发生交通事故和应急事件，智慧路桩可作为应急报警通讯设备使用，事故主体人员可以就近通过智慧路桩的一键报警按钮和后台值班人员进行通信，报告现场事故情况和人员伤亡情况，便于后台人员根据实际情况组织事故处理和救援工作。后台值班人员也可以主动发起与现场的对话。
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《隧道洞口环境气象检测及提醒》
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在隧道出口洞口右侧后20米，布设满足公路环境气象监测要求的气象环境监测终端产品，在隧道出口洞口右侧前50米，布设智慧路桩，气象环境监测终端检测要素包括公路地面积水结冰积雪情况、环境温湿度、光照度、能见度、空气颗粒物、地面温湿度等，智慧路桩通过点阵发光面板、扬声器等形式进行气象环境隐患信息和安全提示发布。设备之间通过NB-loT、LoRa等物联网方式进行终端自组网通讯，保证低功耗的同时信息传输的稳定性。
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《隧道洞口结构安全及预警》
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在隧道出口洞口周边坡体安装低功耗物联网监测设备，监测指标包括倾斜、振动、环境温湿度和内部含水量等，在隧道出口洞口右侧前50米，布设双屏应急版智慧路桩，隧道出口洞口结构安全监测设备24小时不间断对隧道洞口的各项指标进行监测，并通过NB-loT、LoRa等物联网方式与智慧路桩进行通讯和数据回传，一旦监测到危及隧道结构安全的指标，智慧路桩通过点阵发光面板、扬声器等形式进行安全警报和车辆引导信息发布，同时后台平台及时报警，便于公路隧道管理人员及时采取安全管制和应急抢险措施。
