CN218728670U - 一种基于5g的铁路隧道防灾疏散救援监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于5G的新型铁路隧道防灾疏散救援监控系统，包括：安装在隧道内的采集业务前端、5G通信网络和部署在云服务器上的智能运维平台；采集业务前端用于采集铁路隧道内部的各类数据信息，所述采集业务前端通过5G通信网络与智能运维平台连接，所述采集业务前端按照标准接口协议向所述智能运维平台传输汇聚采集数据；所述采集业务前端采集设备设施状态信息、环境灾害因素信息、设施灾害因素信息、视频实时图像信息、人员语音及数据传送信息、人员定位信息；本实用新型实现智能化运维管理，解决了传统系统联动功能不足、与实际运维需求差异较大的技术问题。

Description

一种基于5G的铁路隧道防灾疏散救援监控系统

技术领域

本实用新型涉及铁路隧道监控领域，尤其是涉及一种基于5G的铁路隧道防灾疏散救援监控系统。

背景技术

随着中国铁路建设里程的陡增，隧道个数及长度也随之增加，特别是西南、川藏地区隧道位置偏远、地理环境不佳，对保障铁路隧道运营安全的防灾疏散救援监控系统提出了更高的要求。目前，铁路隧道防灾疏散救援监控系统存在以下问题：

1)有线组网不灵活：各类被监控设备设施数量多且分布零散，隧道内线缆敷设空间有限，前端采集均通过有线方式传输，线缆敷设工程量大且复用率低。现场级采用工业总线方式，中心级采用以太网，通过有线连接，总体组网不灵活，功能不易扩展；

2)监控能力有限：被监控设备设施接入类别少，一般仅包括照明配电箱、风机控制箱、防护门、消防泵，对气体、洪涝、异物、结构等复杂灾害因素的实时监测、视频监控能力不足，多接入后系统业务数据量倍增；

3)联动功能不足：系统中心级仅具备数据汇聚能力，尚未形成有效的运维管理平台，多接入的被监控设备设施数据互通困难，联动控制能力不足，限制系统发展及发挥有效功能作用，不能满足智能化安全运营维护及管理需求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种通过无线网络通信的方式实现系统灵活组网，且选择5G技术作为无线通信方式，具备与主流智能化技术融合的条件，提高系统监控及联动能力，提供系统灵活扩展、功能升级的条件。

本实用新型所采用的技术方案是，一种基于5G的铁路隧道防灾疏散救援监控系统，包括：安装在隧道内的采集业务前端、5G通信网络和部署在云服务器上的智能运维平台；

采集业务前端包括传感类、视频类、无线手持通信设备类，用于采集铁路隧道内部的各类数据信息，采集业务前端通过5G通信网络上传至部署在云服务器上的智能运维平台；

5G通信网络可选铁路自主建设的5G专网或由运营商在铁路沿线覆盖的5G公网，或根据现场实施情况也支持经节点转换为有线/无线局域网等传统网络传输方式，本方案具备网络兼容性；

智能运维平台用于对采集数据及相关基础信息数据进行融合分析，根据分析结果对隧道内采集业务前端进行联动控制，并在平台终端界面提供智能运维信息模块，包括监测信息、联动控制信息、图表分析信息、预警告警信息、处置方案信息、仿真模型等，以上利用中心云的计算、存储、网络资源进行配置。

1)采集业务前端

采集业务前端包括传感类、视频类、无线手持通信设备类，按照标准接口协议传输汇聚采集数据；

传感类采集信息，包括设备设施状态信息、环境灾害因素信息、设施灾害因素信息；

设置开关传感器、位移传感器等设备用于通风、照明、水泵、防护门等设备设施状态信息采集；设置气体探测器、感温探测器、风速计、液位计、泥位计等设备用于隧道内有害气体、火风雨泥等环境灾害因素信息采集；设置雷达、北斗定位、异物探测传感器等设备用于异物侵线等设施灾害因素信息采集；

视频类采集信息，设置视频监控设备用于采集隧道内外实时图像信息；

无线手持通信设备类采集信息，设置无线手持通信设备用于采集人员语音及数据传送信息、人员定位信息；

2)5G通信网络

通过铁路5G专网或安全可靠的铁路沿线5G公网进行数据双向传输，打通从前端到平台的数据无线传输链路，解决系统灵活组网和设备层扩展接入的需求；特别适用于地理环境较差的或长大的隧道，解决有线传输光缆敷设及维护工程量大、光缆复用率低的问题。

3)智能运维平台

利用中心云的计算、存储、网络资源，将采集业务前端的数据进行融合，与BIM+GIS基础信息数据集成，通过构建模型、动态分析、学习解算能力，平台实现提供智能运维信息模块，包括监测信息、联动控制信息、图表分析信息、预警告警信息、处置方案信息、仿真模型等。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型提供了一种基于5G的铁路隧道防灾疏散救援监控系统，包括隧道内采集业务前端、5G通信网络和部署在云服务器上的智能运维平台，具备灵活组网、扩展升级的能力，解决了传统系统有线组网不灵活、前端监控能力及扩展升级受限的技术问题，利用中心云的计算、存储、网络资源，融合主流智能化技术，实现实时监测、联动控制、图表分析、预警告警、处置方案提供、仿真呈现等功能，从而实现智能化运维管理，解决了传统系统联动功能不足、与实际运维需求差异较大的技术问题。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型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简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例中提供的一种基于5G的铁路隧道防灾疏散救援监控系统的组成示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本实用新型中提供了一种基于5G的铁路隧道防灾疏散救援监控系统的实施例，包括：隧道内采集业务前端、5G通信网络和部署在云服务器上的智能运维平台；

采集业务前端包括传感类、视频类、无线手持通信设备类，用于采集铁路隧道内部的各类数据信息，采集业务前端将数据通过5G通信网络上传至部署在铁路路局中心云服务器上的智能运维平台；

5G通信网络可选铁路自主建设的5G专网或由运营商在铁路沿线覆盖的5G公网，或根据现场实施情况也支持经节点转换为有线/无线局域网等传统网络传输方式，本实施例具备网络兼容性；

智能运维平台用于对采集数据及相关基础信息数据进行融合分析，根据分析结果对隧道内采集业务前端进行联动控制，并在平台终端界面提供智能运维信息模块，包括监测信息、联动控制信息、图表分析信息、预警告警信息、处置方案信息、仿真模型等，以上利用铁路路局中心云的计算、存储、网络资源进行配置。

铁路隧道内按需间隔设置采集业务前端，包括传感类、视频类、无线手持通信设备类，设备内配置5G传输模块用于信号的接收与传递。1)传感类采集信息，包括设备设施状态信息、环境灾害因素信息、设施灾害因素信息：设置开关传感器、位移传感器等设备用于通风、照明、水泵、防护门等设备设施状态信息采集；设置气体探测器、感温探测器、风速计、液位计、泥位计等设备用于隧道内有害气体、火风雨泥等环境灾害因素信息采集；设置雷达、北斗定位、异物探测传感器等设备用于异物侵线等设施灾害因素信息采集。2)视频类采集信息，设置视频监控设备用于采集隧道内外实时图像信息。 3)无线手持通信设备类采集信息，设置无线手持通信设备用于采集人员语音及数据传送信息、人员定位信息。

通过铁路5G专网或安全可靠的铁路沿线5G公网进行数据双向传输。由于本系统对数据实时性、安全可靠性要求较高，因此，可在近隧道处机房部署5G边缘计算设备，将业务数据进行边缘本地化快速计算处理，有效提高系统性能，减少中心级网络资源压力。其中，在铁路沿线5G公网承载情况下，为充分保障系统数据安全、保密、可靠，采用定制无线网及承载网切片技术，将本系统数据与公网业务数据隔离传输，为系统提供资源预留、优先调度的功能。

在铁路路局部署本系统智能运维平台，通过5G核心网与中心级云计算平台安全技术对接，依托路局中心云的计算、存储、网络资源实现平台功能。平台是将上述物理采集的信息传输汇聚至平台的数据层进行融合和智能化分析，至应用层实现功能后，最终至展示层呈现各智能运维信息模块。1)数据层：将采集的传感类、视频类、无线手持通信设备类等信息数据进行融合，与BIM+GIS基础信息数据集成，形成构建模型、动态分析、学习解算的能力，提供系统仿真优化、识别判断的能力。2)应用层：形成系统智能化运维管理平台，通过数据层的融合分析，实现多种灾害的预警告警、设备设施的实时监测及联动控制，提供更精准的信息告警、处置方案推荐及一键救援功能，更好地辅助人员进行运维管理及判断决策。3)展示层：在系统运维管理中心监控终端及大屏上，呈现各应用模块内容，包括实时监测设备设施信息、实时视频画面、现场无线手持终端人员信息、日常图表分析信息、预警告警信息、处置方案信息、一键救援按钮等。同时，通过 BIM+GIS仿真呈现直观界面，清晰的展示出隧道内外部与被监控设备设施的位置关系，在同一界面内同时呈现出运维人员关心的全部重要信息，从而提高系统的易操作性。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种基于5G的新型铁路隧道防灾疏散救援监控系统，其特征在于，包括：安装在隧道内的采集业务前端、5G通信网络和部署在云服务器上的智能运维平台；采集业务前端用于采集铁路隧道内部的各类数据信息，所述采集业务前端通过5G通信网络与智能运维平台连接，所述采集业务前端按照标准接口协议向所述智能运维平台传输汇聚采集数据；

所述采集业务前端采集设备设施状态信息、环境灾害因素信息、设施灾害因素信息、视频实时图像信息、人员语音及数据传送信息、人员定位信息。

2.根据权利要求1所述的基于5G的新型铁路隧道防灾疏散救援监控系统，其特征在于，所述采集业务前端包括开关传感器、位移传感器、气体探测器、感温探测器、风速计、液位计、泥位计、雷达、北斗定位装置、异物探测传感器。

3.根据权利要求1所述的基于5G的新型铁路隧道防灾疏散救援监控系统，其特征在于，所述5G通信网络为铁路5G专网或铁路沿线5G公网。

4.根据权利要求1所述的基于5G的新型铁路隧道防灾疏散救援监控系统，其特征在于，所述智能运维平台与铁路局中心级云计算平台安全技术对接，依托铁路局中心级云计算平台的计算、存储、网络资源对采集数据及相关基础信息数据进行融合分析，根据分析结果对隧道内的采集业务前端进行联动控制。

5.根据权利要求4所述的基于5G的新型铁路隧道防灾疏散救援监控系统，其特征在于，所述智能运维平台的平台终端界面设有智能运维信息模块，所述智能运维信息模块能提供并显示监测信息、联动控制信息、图表分析信息、预警告警信息、处置方案信息及仿真模型。

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