一种基于5G传输的海底隧道监控系统布设方法

技术领域

本发明涉及隧道监控领域，尤其涉及一种基于5G传输的海底隧道监控系统布设方法。

背景技术

隧道监控系统是公路行业必不可少的一个系统。由于隧道具有密闭性高，危险性高等特点。如不采用先进的监控管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。所以对于隧道中状态的远程监视和控制一直是高速公路行业所研究的重点。

一般隧道内监控系统网络环境的搭建以光纤环网作为主流网络结构搭建，但是此方式如果出现2处或2处以上断点的时候会造成大范围设备掉线，环网结构依然不能满足海底隧道的传输稳定性要求。普通的隧道监控系统检测不完善，尤其海底隧道环境内，对于设备的监控要求更高，因此，需要做出更多的检测。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种基于5G传输的海底隧道监控系统布设方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于5G传输的海底隧道监控系统布设方法，包括以下步骤：

(1)在海底隧道内架设全覆盖的3G/4G/5G基站，并安装若干个PLC柜，每个PLC柜内安装有接收器，使PLC柜形成3G/4G/5G网络下的无线传输，PLC柜与监控中心连接；

网络组成形式不固定，即：实现连续PLC柜传输，跳接1个柜体传输，跳接2个柜体传输，跳接n个柜体传输，n的数量与3G/4G/5G信号的传输距离和PLC柜的布设密度有关，公式如下：

n＝3G/4G/5G信号的传输距离/PLC柜布设间距

(2)隧道内PLC柜使用光纤架设双环网架构，即光纤环网链路，通过以太网通信模式，将隧道内的PLC柜之间形成有线通信；

(3)在交换机上配置冗余传输链路，3G/4G/5G无线传输为主传输链路，光纤环网链路为备用传输链路，在3G/4G/5G网络发生波动或者异常时启用；

(4)在隧道内顶部安装车道指示标识及风机，在隧道口及隧道外安装光强检测器，在隧道内中部安装氧含量检测器，在隧道内安装震动传感器、水位传感器，在隧道与海面接触部分安装氯离子传感器、水压传感器，以上设备均与安装在隧道中的PLC柜连接；

(5)将从光强检测器、氧含量检测器、震动传感器、水位传感器、氯离子传感器、水压传感器中获取的数据进行整合，建立五个控制逻辑：照明控制链路、环境控制链路、隧道异常震动和水位控制链路、隧道异常位移控制链路、隧道寿命检测链路。

特别的，照明控制链路包括光强检测器、照明控制箱、照明灯，照明控制箱和照明灯安装在隧道内，照明控制箱与PLC柜连接，照明灯与照明控制箱连接。

特别的，环境控制链路包括氧含量检测器、风机、车道指示标识。

特别的，隧道异常震动和水位控制链路包括震动传感器、水位传感器。

特别的，隧道异常位移控制链路包括水压传感器。

特别的，隧道寿命检测链路包括氯离子传感器。

本发明的有益效果是：本发明搭建3G/4G/5G基站，并在隧道中放置PLC柜，使用主用5G无线信号备用光纤环网有线信号模式，做传输网络冗余逻辑，改变了传统网络传输的固定性弊端，可有效防止由于网络断线导致的隧道失控，满足海底隧道的传输稳定性要求。同时，在隧道内布设海底隧道适用的光强检测器、氧含量检测器、震动传感器、水位传感器、氯离子传感器、水压传感器，以及建立与监控中心连接的照明控制链路、环境控制链路、隧道异常震动和水位控制链路、隧道异常位移控制链路、隧道寿命检测链路，检测项目多，使得该系统更加适用于海底隧道环境。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

一种基于5G传输的海底隧道监控系统布设方法，包括以下步骤：

(1)在海底隧道内架设全覆盖的3G/4G/5G基站，并安装若干个PLC柜，每个PLC柜内安装有接收器，使PLC柜形成3G/4G/5G网络下的无线传输，PLC柜与监控中心连接；

网络组成形式不固定，即：实现连续PLC柜传输，跳接1个柜体传输，跳接2个柜体传输，跳接n个柜体传输，n的数量与3G/4G/5G信号的传输距离和PLC柜的布设密度有关，公式如下：

n＝3G/4G/5G信号的传输距离/PLC柜布设间距

(2)隧道内PLC柜使用光纤架设双环网架构，即光纤环网链路，通过以太网通信模式，将隧道内的PLC柜之间形成有线通信；

(3)在交换机上配置冗余传输链路，3G/4G/5G无线传输为主传输链路，光纤环网链路为备用传输链路，在3G/4G/5G网络发生波动或者异常时启用；

(4)在隧道内顶部安装车道指示标识及风机，在隧道口及隧道外安装光强检测器，在隧道内中部安装氧含量检测器，在隧道内安装震动传感器、水位传感器，在隧道与海面接触部分安装氯离子传感器、水压传感器，以上设备均与安装在隧道中的PLC柜连接；

(5)将从光强检测器、氧含量检测器、震动传感器、水位传感器、氯离子传感器、水压传感器中获取的数据进行整合，建立五个控制逻辑：照明控制链路、环境控制链路、隧道异常震动和水位控制链路、隧道异常位移控制链路、隧道寿命检测链路。

照明控制链路包括光强检测器、照明控制箱、照明灯，照明控制箱和照明灯安装在隧道内，照明控制箱与PLC柜连接，照明灯与照明控制箱连接；在隧道内外发生照度变化时，通过隧道口及隧道外安装的照度检测器信号分析，PLC柜通过控制照明控制箱启闭照明灯来达到隧道内外照明亮度一致。

环境控制链路包括氧含量检测器、风机、车道指示标识；在隧道内如遇到氧气含量不足，通过隧道内安装的氧含量检测器获得的信号，PLC柜通过控制风机的启动来达到给隧道内注入新风，使得隧道中的氧气浓度达到正常标准。如氧气浓度不适合车辆及人员进入，PLC柜通过控制隧道口安装的车道指示标识来提醒车辆及人员禁止驶入。

隧道异常震动和水位控制链路包括震动传感器、水位传感器；当隧道内通过震动传感器、水位传感器检测到异常震动、异常水位，通过逻辑判定，可判断隧道内是否处于应急危险状态，并通过PLC柜将报警信息传送至监控中心。

隧道异常位移控制链路包括水压传感器；当隧道与海面接触部分的水压传感器检测到水压变化时，通过数据比对可判断隧道是否与海底断开连接。

隧道寿命检测链路包括氯离子传感器；通过氯离子传感器，可判断隧道内钢结构腐蚀性，从而判断隧道使用寿命，并将此数据传输至监控中心。

本发明搭建3G/4G/5G基站，使用3G/4G/5G信号做无差分传输，使得某一个或者几个传输点位错误不影响其他网络传输；使用了主无线信号，备用有线光缆的传输方式，系统更加稳定；改变了传统网络传输的固定性弊端，可有效防止由于网络断线导致的隧道失控，满足海底隧道的传输稳定性要求。

同时，在隧道内布设海底隧道适用的光强检测器、氧含量检测器、震动传感器、水位传感器、氯离子传感器、水压传感器，以及建立与监控中心连接的照明控制链路、环境控制链路、隧道异常震动和水位控制链路、隧道异常位移控制链路、隧道寿命检测链路，新增了适用于海底隧道环境的检测项目，使得系统更加适用于海底隧道。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。