城市道路地下空洞的探测与预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及地下空洞探察技术领域，具体而言涉及城市道路地下空洞的探测与预警系统。


背景技术：

2.由于车辆振动、路面渗水和地下管线漏水等原因，导致城市道路频繁发生开裂、变形、沉降和塌陷等问题。通过物探方法，定期开展城市道路检测，可以提前预警道路塌陷隐患。探地雷达法是能同时满足快速、无损和高分辨率的道路检测物探方法。
3.目前一般采用地质雷达对道路下方的空洞进行识别，通常是由车将探地雷达设备通过道路，获取道路以下的雷达回拨探测数据，再统一保存上传到后台，通过后台的雷达回波处理软件进行回波数据的图像处理，实现空洞位置的探测。目前的探测过程中，通常是集中对某一区域或者某一道路进行连续的检测后，将数据带回去进行软件处理，但在发现空洞后，需要进行二次现场的勘察，勘测周期延长。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于提供一种城市道路地下空洞的探测与预警系统，包括：
5.探地雷达，包括计算机系统、雷达发射机、发射天线、雷达接收机和接收天线，所述雷达发射机与计算机系统连接，用于发射雷达波信号到发射天线使所述发射天线发射雷达波，所述接收天线用于接收经反射的所述雷达波，并传输至所述雷达接收机，所述雷达接收机对所述雷达波进行处理，并将接受的雷达波信号传输至计算机系统；
6.牵引载具，用于牵拉所述探地雷达沿道路移动，驾驶舱内设有报警器，与计算机系统连接，被设置成在雷达波信号超出预设值时发出警报；
7.其中，所述牵引载具的尾端设有连接机构，所述探地雷达可拆卸连接到所述连接机构，并在与所述连接机构连接状态下，处于水平悬空状态。
8.优选的，所述连接机构包括固定到牵引载具的支撑箱、与所述支撑箱弹性连接的支架，所述探地雷达还包括机架以及固定到机架上的手柄和行走轮，所述手柄卡合连接在所述支架。
9.优选的，所述支架能沿竖直方向相对于所述支撑箱滑动连接，所述支撑箱内设有连接到所述支架底部的弹簧。
10.优选的，所述支架上方设有u型容纳槽，所述手柄被放置到所述u型容纳槽中，且所述u型容纳槽的上方设有用于封闭开口的横杆。
11.优选的，所述横杆能相对于所述支架转动，以使u型容纳槽打开或被封闭。
12.优选的，所述支撑箱靠近机架的一侧还设有橡胶垫。
13.优选的，所述支撑箱上设有两个所述支架，两个所述支架之间设有连杆。
14.优选的，所述手柄上设有气泡水平仪。
15.优选的，所述计算机系统和所述报警器之间通过蓝牙或2/3/4g网络信号连接。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
17.本实用新型在检测到道路下方出现较大的空洞后，通过报警器提示检测人员停车，在空洞地点将探地雷达卸下，在围绕空洞地点进行更大范围的勘测，并结合钻芯取样等手段进行进一步的勘测，并进行拍照以及记录，以完善对空洞处的初步探查，减少勘探周期。
18.本实用新型的探地雷达悬浮与地面，容易通过道路上的减速带以及颠簸路段，并且方便拆卸，有利于停车后的进一步探查。
19.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。
20.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
21.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
22.图1是本实用新型所示的探地雷达的探测示意图；
23.图2是本实用新型所示的探地雷达的原理框图；
24.图3是本实用新型所示的探地雷达与连接机构的结构示意图；
25.图4是本实用新型所示的连接机构的结构示意图。
具体实施方式
26.为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
27.在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意城市道路地下空洞的探测与预警系统来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。
28.结合图1所示，本实用新型目的在于提供城市道路地下空洞的探测与预警系统，包括牵引载具1、连接机构2和探地雷达3。牵引载具1牵引探地雷达3在道路上以一定的速度匀速移动，可以实现对道路下方可能出现的空洞、空穴、塌陷等情况的非接触式在线检测。
29.在可选的实施例中，牵引载具1是由勘测人员驾驶的牵引车辆。
30.结合图2所示，探地雷达3包括计算机系统31、雷达发射机32、发射天线33、雷达接收机34和接收天线35，雷达发射机32与计算机系统31连接，雷达发射机32用于发射雷达波信号到发射天线33，使发射天线33发射雷达波，接收天线35用于接收经反射的雷达波，即回波，并传输至雷达接收机34，雷达接收机34对雷达波进行处理，例如信号调理和放大等处
理。
31.在可选的实施例中，计算机系统31优选工业级计算机系统系统，包括处理器和存储器。存储器优选采用海量存储介质或者阵列式存储介质，用于存储获得的雷达回波数据以及探测过程所收集的其他数据。
32.计算机系统31控制地质雷达3的正常运行，包括控制雷达发射机32发射雷达波，控制雷达接收机34接收由接收天线35接收的雷达波，以及，对接收到的回波信号进一步处理，例如通过预先安装探地雷达3配套的雷达波处理软件，通过对横波和纵波的分析处理，据此判断地下空洞、空穴等地质情况。
33.计算机系统31可以是工业计算机系统，例如具有高速处理和缓存能力的计算机系统，并优选配置有显示器，显示器可通过视频线路连接至计算机系统，使得检测人员可实时在线观测到局部地域的分析结果，以确定是否需要进行干预检测。
34.在本实用新型的示例中，牵引车辆优选电动机驱动的电动车，可载人行驶，其中检测人员可通过显示器观测到问题，但通常不在车载端(牵引车辆)设置可视化软件，仅进行快速在线检测出可能出现问题的地方，及时进行干预处理。
35.在可选的实施例中，雷达发射机32与计算机系统31电连接，受计算机系统31控制来产生雷达波。雷达发射机32所产生的雷达波的工作频率在10～1000mhz范围内。该频段的雷达波适用于探测地质条件。
36.在可选的实施例中，发射天线33，与雷达发射机32电连接，用于将雷达发射机32产生的雷达波发射。该天线可以是反射面天线、透镜天线、喇叭天线、介质天线、微带天线等。在不同的地质条件下，还可以根据实际探测深度进行天线适配，例如，5米以内用500mhz天线，17米内用200mhz天线。
37.在可选的实施例中，计算机系统31还包括定位系统，例如gps定位模组、北斗定位模块等，以在行进过程中实时地获取探地雷达所检测区域的位置信息，优先其误差精度小于5m，由此，在后期将探测数据使用后台的回波分析与可视化软件处理是，将检测到的数据与时间以及坐标对应，可以准确的获得整个道路和区域的空洞的空间位置信息。
38.进一步的，计算机系统31还包括2/3/4g网络传输模块，用于将实时采集的数据上传到服务器，供后台进行分析和处理，并将处理结果进一步的反馈到计算机系统31。
39.进一步的，通过计算机系统31对反射波的分析可快速识别空洞或裂隙的尺寸以及深度等参数。由此，可通过预先设定空洞尺寸的预设值，例如以5mm距离(例如间隙或者空隙宽)，当检测到的空洞或裂隙的尺寸达到预设值时，计算机系统31发出报警信号，计算机系统31和报警器11之间通过蓝牙信号连接，由报警器11发出警报,以提示检测人员此时的地下空洞达到预设值，需要下车进一步的勘察。
40.在可选的实施例中，探地雷达3可选用的俄罗斯oko-3地质雷达，采用双通道高速率扫描技术，采样点多，有效提高数据分析率和动态范围，所处理获得的图形更加清晰。配套的与其雷达采集软件使用，可实时的获得地下的空洞数据以及可视化图像信息。当然，在另外的实施例中，还可以采用诸如劳雷gssi、mala、ltd、ger等型号的地质雷达。
41.结合图3所示，牵引载具1的尾端设有连接机构2，探地雷达3可拆卸连接到连接机构2，并在与连接机构2连接状态下，处于水平悬空状态。如此，牵引载具1在行驶状态下，即使道路存在减速带或存在凹凸颠簸路段，探地雷达3都可以顺利同步移动。
42.结合图3所示，连接机构2包括固定到牵引载具1的支撑箱21、与支撑箱21弹性连接的支架22，探地雷达3还包括机架301以及固定到机架301上的手柄304和行走轮302。
43.手柄304连接两个斜杆303固定到机架301上，斜杆303和手柄304构成u型，探地雷达3单独使用时，勘察人员可手扶手柄304推动探地雷达3移动。
44.在可选的实施例中，手柄304卡合连接在支架22。支架22上方设有卡座23，卡座23上设有u型容纳槽231，手柄304被放置到u型容纳槽231中，且u型容纳槽231的上方设有用于封闭开口的横杆24。
45.优选的，横杆24能相对于卡座23转动，以使u型容纳槽231打开或被封闭。
46.尤其是，当横杆24转动至与手柄304平行的状态，u型容纳槽231打开，当横杆24转动至横跨u型容纳槽231时，u型容纳槽231被封闭，卡座23卡在u型容纳槽231不能脱出，机架301抵触到支撑箱21一侧，实现与牵引载具1的固定。
47.具体的，在报警器11发出警报后，检测人员下车，将u型容纳槽231打开，然后将手柄304从u型容纳槽231中卸出，探地雷达3被检测人员独立操作，并在周围进行大面积的检测。
48.在另外的实施例中，还可以通过随行的物探人员进行实际的道路路面裂缝识别，在合适的位置进行钻芯取样，并保存装车，在该处地点进行作业标记和拍照，以利于进一步的勘察。作为重点勘察对象，减少整体的检测勘察周期。
49.进一步的，结合图4所示，支撑箱21上设有两个支架22，两个支架22之间设有连杆25。如此，可以保持两个支架22同步的滑动，使位于卡座23中的手柄304处于稳定的状态，不会发生倾斜。
50.优选的，手柄304上设有气泡水平仪，使用人员在将手柄304放到两个支架22上的卡座23中时，可以观察气泡水平仪进行调整，如，在卡座23中垫设垫片等方式，保持手柄304处于水平状态。保持监测数据的准确性。
51.在可选的实施例中，支架22能沿竖直方向相对于支撑箱21滑动连接，支撑箱21内设有连接到支架22底部的弹簧。如此，当经过特别颠簸路面时，能提供缓冲，防止手柄304与支架22之间产生过大的应力。
52.进一步的，在支撑箱21靠近机架301的一侧还设有橡胶垫211，以防止机架301和支撑箱21之间直接发生碰撞。
53.结合以上实施例，本实用新型在检测到道路下方出现较大的空洞后，通过报警器提示检测人员停车，在空洞地点将探地雷达卸下，在围绕空洞地点进行更大范围的勘测，并结合钻芯取样等手段进行进一步的勘测，并进行拍照以及记录，以完善对空洞处的初步探查，减少勘探周期。
54.虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。