本實(shí)用新型屬于隧道施工救援配套設(shè)備相關(guān)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種隧道施工救生艙的視頻通訊系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國是世界隧道及地下工程建設(shè)規(guī)模和建設(shè)速度第一大國。軟弱圍巖隧道施工由于地質(zhì)條件差、下穿公路或建筑物等情況極易發(fā)生隧道變形和塌方災(zāi)害，造成設(shè)備、人員損失慘重，教訓(xùn)深刻。

根據(jù)災(zāi)后事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)軟弱圍巖的坍塌發(fā)生在掌子面后方。目前，國內(nèi)隧道緊急避險(xiǎn)裝備尚處于初期研發(fā)階段(CN201520213201.X)，移動(dòng)式救生艙通訊系統(tǒng)的研發(fā)更是寥寥無幾。救生艙作為隧道事故發(fā)生時(shí)施工人員逃生的首選場所，艙內(nèi)與指揮部間的及時(shí)通訊尤為重要。

現(xiàn)有的救生艙往往僅配備有簡單的通訊元件，尚無視頻通訊功能，考慮到現(xiàn)實(shí)發(fā)生塌方的情況，若能提供艙內(nèi)外人員的視頻通訊，對(duì)于及時(shí)掌握艙內(nèi)人員的身心狀況、便于救援工作的組織開展等方面均具備積極意義，另一方面，現(xiàn)有的常規(guī)通信系統(tǒng)常采用光纖通信，但光纖易被損壞，隧道發(fā)生坍塌后，無法傳播信號(hào)。CN201320461175.3公開采用中心通纜式鋼絲繩的救生艙通信系統(tǒng)，但鋼絲繩帶的硬度高，使用時(shí)屈撓半徑稍大。并且鋼絲繩芯的繩頭處鋼絲頭在使用時(shí)會(huì)損傷施工人員或者其他設(shè)備；鋼絲繩在屈撓疲勞過程中部分?jǐn)嗔眩矔?huì)帶來不同程度的損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種隧道施工救生艙的視頻通訊系統(tǒng)，其中通過有線和無線方式的配合使用，能夠有 效提供適用于隧道施工救生場合的通訊功能，并確保線路和接頭在塌方情況下的有效防護(hù)；此外，通過對(duì)通信光纜的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其不僅可實(shí)現(xiàn)信息傳輸，具有抗干擾性強(qiáng)、距離遠(yuǎn)、穿越障礙物的特點(diǎn)，更能在軟弱圍巖隧道垮塌后，便于掌子面被困人員及時(shí)恢復(fù)與外界的聯(lián)系。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型，提供了一種隧道施工救生艙的視頻通訊系統(tǒng)，其特征在于，該視頻通訊系統(tǒng)包括有線通訊單元和無線通訊單元，其中：

所述有線通訊單元通過光纜與外部信號(hào)端相連，所述無線通訊單元通過無線方式與外部信號(hào)端相連，由此共同提供救生艙內(nèi)、外之間的視頻通訊；此外，所述有線通訊單元具有與所述光纜相連的多個(gè)線路接口，這些線路接口被設(shè)置為豎直向下，并采用快插接頭連接，同時(shí)在該快插接頭上方設(shè)置有防護(hù)罩。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無線通訊單元包括信息采集模塊、次聲波發(fā)射模塊、次聲波接收模塊和信息接收模塊，其中該信息采集模塊包括音視頻輸入設(shè)備、第一A/D轉(zhuǎn)換器和第一單片機(jī)，所述音視頻輸入設(shè)備依次連接所述第一A/D轉(zhuǎn)換器和所述第一單片機(jī)；該次聲波發(fā)射模塊包括D/A轉(zhuǎn)換器和與所述D/A轉(zhuǎn)換器連接的低通濾波器，所述D/A轉(zhuǎn)換器與所述第一單片機(jī)連接；該次聲波接收模塊包括次聲波傳感器，所述次聲波傳感器中設(shè)置有電容值隨所述次聲波發(fā)射模塊發(fā)出的次聲波聲壓變化而改變的電容；該信息接收模塊包括第二A/D轉(zhuǎn)換器、第二單片機(jī)和音視頻輸出元件，所述第二A/D轉(zhuǎn)換器依次連接所述第二單片機(jī)和音視頻輸出元件，所述第二A/D轉(zhuǎn)換器與所述次聲波傳感器連接。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述音視頻輸出元件包括圖像輸出模塊和音頻輸出模塊。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，該視頻通訊系統(tǒng)還包括通訊切換單元，所述通訊切換單元分別與所述有線通訊單元、無線通訊單元信號(hào)相連，并用于在其 中一個(gè)通訊單元發(fā)生故障時(shí)或無法使用時(shí)切換至另外一個(gè)通訊單元。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述光纜被集中設(shè)置，并在其外部套有多層鋼絲纏繞的橡膠軟管。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述光纜本身從外到內(nèi)依次包括外護(hù)套、內(nèi)護(hù)套、屏蔽層和非金屬加強(qiáng)芯，其中該外護(hù)套中空且其橫截面呈圓環(huán)形，內(nèi)部均勻設(shè)有多個(gè)玻璃纖維繩；該內(nèi)護(hù)套、屏蔽層同樣中空且其橫截面呈圓環(huán)形，它與所述外護(hù)套呈同心設(shè)置；此外，在所述屏蔽層與所述非金屬加強(qiáng)芯之間，沿著周向均勻布置有多根信號(hào)線。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述信號(hào)線各自包括絕緣層和設(shè)置在該絕緣層內(nèi)部的多根線芯，其中相鄰線芯之間相互抵接且填充有芯膏。

總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)視頻通訊功能，而且通過有線與無線方式的有機(jī)結(jié)合和方便切換，能夠提供更為靈活、便于操作和有效的視頻通訊方式；特別是，考慮到塌方時(shí)所產(chǎn)生的碎石、土塊等可能會(huì)產(chǎn)生各類不利影響，本實(shí)用新型中對(duì)光纜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化處理，并將信號(hào)接口均設(shè)置為豎直向下，采用快插接頭連接，同時(shí)在該快插接頭上方設(shè)置譬如鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)罩，由此可有效防止塌方所產(chǎn)生沖擊對(duì)接頭的破壞，確保救生艙內(nèi)部視頻通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

附圖說明

圖1是按照本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的光纜的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是示范性說明無線視頻單元的工作流程的原理框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼 此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本實(shí)用新型的視頻通訊系統(tǒng)主要包括有線通訊單元、無線通訊單元，并可選擇配備有通訊切換單元等組件，其中，所述有線通訊單元通過光纜與外部信號(hào)端相連，所述無線通訊單元通過無線方式與外部信號(hào)端相連，由此共同提供救生艙內(nèi)、外之間的視頻通訊；所述通訊切換單元?jiǎng)t分別與所述有線通訊單元、無線通訊單元信號(hào)相連，并用于在其中一個(gè)通訊單元發(fā)生故障時(shí)或無法使用時(shí)切換至另外一個(gè)通訊單元；此外，所述有線通訊單元具有與所述光纜相連的多個(gè)線路接口，這些線路接口被被設(shè)置為豎直向下，并采用快插接頭連接，同時(shí)在該快插接頭上方設(shè)置有防護(hù)罩。此外，按照本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述光纜被集中設(shè)置，并在其外部套有多層鋼絲纏繞的橡膠軟管。

通過以上構(gòu)思，不僅可以有效克服常規(guī)救生設(shè)備中僅僅有簡單的通訊功能，尚無視頻通訊功能的缺陷，相應(yīng)可有利于救援人員及時(shí)了解艙內(nèi)人員的身心狀況，便于救援工作的組織開展；而且本實(shí)用新型中通過采用有線和無線的結(jié)合和切換，可以確保視頻通訊功能的完善，譬如以有線通訊為主、無線通訊為輔，兩者互為補(bǔ)充，為視頻傳輸提供雙保險(xiǎn)。

更進(jìn)一步地，考慮到目前艙內(nèi)通訊設(shè)備與信號(hào)端之間的連接主要依靠有線線路，隧道塌方時(shí)掉落的碎石和土塊等可能會(huì)對(duì)通訊線路造成一定的撞擊，撞擊形式主要為軸向拉伸和徑向剪切，因此優(yōu)選將有線線路集中設(shè)置，并在外部套上多層鋼絲纏繞的橡膠軟管；特別是，針對(duì)對(duì)接口處的沖擊破壞，本實(shí)用新型中專門將線路接口設(shè)置為豎直向下的方式，并通過快插接頭連接以方便隧道施工工序中的拆裝操作，同時(shí)還在接頭連接處上方做譬如鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)罩，由此有效地防止了塌方?jīng)_擊對(duì)接口的破壞和線路的損壞。

更具體而言，可同時(shí)參看圖2，所述無線通訊單元譬如可包括信息采集模塊、次聲波發(fā)射模塊、次聲波接收模塊和信息接收模塊，其中該信息采 集模塊包括音視頻輸入設(shè)備、第一A/D轉(zhuǎn)換器和第一單片機(jī)，所述音視頻輸入設(shè)備依次連接所述第一A/D轉(zhuǎn)換器和所述第一單片機(jī)；該次聲波發(fā)射模塊包括D/A轉(zhuǎn)換器和與所述D/A轉(zhuǎn)換器連接的低通濾波器，所述D/A轉(zhuǎn)換器與所述第一單片機(jī)連接；該次聲波接收模塊包括次聲波傳感器，所述次聲波傳感器中設(shè)置有電容值隨所述次聲波發(fā)射模塊發(fā)出的次聲波聲壓變化而改變的電容；該信息接收模塊包括第二A/D轉(zhuǎn)換器、第二單片機(jī)和音視頻輸出元件，所述第二A/D轉(zhuǎn)換器依次連接所述第二單片機(jī)和音視頻輸出元件，所述第二A/D轉(zhuǎn)換器與所述次聲波傳感器連接。

參見圖1，示范性顯示了按照本實(shí)用新型另一優(yōu)選實(shí)施例的光纜的結(jié)構(gòu)。

該光纜本身從外到內(nèi)依次包括外護(hù)套1、內(nèi)護(hù)套3、屏蔽層4和非金屬加強(qiáng)芯6，其中該外護(hù)套1中空且其橫截面呈圓環(huán)形，內(nèi)部均勻設(shè)有多個(gè)玻璃纖維繩2；該內(nèi)護(hù)套3、屏蔽層4同樣中空且其橫截面呈圓環(huán)形，它與所述外護(hù)套1呈同心設(shè)置；此外，在所述屏蔽層與所述非金屬加強(qiáng)芯之間，沿著周向均勻布置有多根信號(hào)線。

更具體而言，所述外護(hù)套1中空并且其橫截面呈圓環(huán)形，其內(nèi)設(shè)置所述玻璃纖維繩2；所述玻璃纖維繩2的數(shù)量為多根，這些玻璃纖維繩2周向均勻布置在所述外護(hù)套1內(nèi)，并且相鄰兩根玻璃纖維繩2之間優(yōu)選相互抵接，每根玻璃纖維繩2均與所述外護(hù)套1的內(nèi)壁抵接。相應(yīng)地，玻璃纖維繩2將光纜包裹住，提高纜線整體抗變形能力。

內(nèi)護(hù)套3中空并且其橫截面呈圓環(huán)形，其與外護(hù)套1同心，而且其外壁優(yōu)選與每根所述玻璃纖維繩2均抵接；屏蔽層4中空并且其橫截面呈圓環(huán)形，其套接在所述內(nèi)護(hù)套3的內(nèi)壁上；所述信號(hào)線的數(shù)量為多根并且這些信號(hào)線周向均勻布置在所述外護(hù)套1內(nèi)，每根信號(hào)線均包括絕緣層8和設(shè)置在所述絕緣層8內(nèi)的多根線芯6，每個(gè)絕緣層8內(nèi)的相鄰兩根線芯6相互抵接且線芯6間填充所述芯膏，由此在提高光纜緊湊性的同時(shí)，提高了 電纜的傳輸功能。此外，所述非金屬加強(qiáng)芯9的外側(cè)優(yōu)選與每根信號(hào)線的外護(hù)套1均抵接，并且在所述非金屬加強(qiáng)芯9與所述信號(hào)線的外護(hù)套1間填充纜膏7。

按照本實(shí)用新型的又一優(yōu)選實(shí)施例，所述外護(hù)套1、內(nèi)護(hù)套3和絕緣層8均為阻燃聚烯烴材料。所述玻璃纖維繩2由玻璃纖維膨體紗編織而成。所述屏蔽層4為鋼塑復(fù)合帶鎧裝層。所述線芯6為多股銅絲絞合而成。非金屬加強(qiáng)芯9采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料。

綜上，通過本實(shí)用新型的以上設(shè)計(jì)，所獲得視頻通訊系統(tǒng)所需設(shè)備體積小，節(jié)省了空間資源；即使隧道坍塌，施工人員被困掌子面，救生艙內(nèi)的人員仍可以快捷、準(zhǔn)確地通過該無線通訊系統(tǒng)與外界指揮部取得聯(lián)系，從而快速展開營救。此外，不僅針對(duì)通訊接口處作出了完善的防護(hù)措施，而且所采用的光纜抗變形性好、耐久性強(qiáng)、通訊效果好、易于施工。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。