本发明属于公路隧道巡检，具体公开基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人。
背景技术：
1、公路隧道作为交通基础设施的重要组成部分，其安全状况直接关系到行车人员的生命财产安全。定期的巡检可以及时发现隧道内的安全隐患，并采取相应的维修措施，确保隧道安全通行。
2、然而目前传统采用的巡检方式为人工巡检，这种巡检方式一般是定期进行的，且巡检状态受巡检人员个人能力和主观因素的影响，进而存在不及时、不到位、漏检率大的缺陷，另外人工巡检常常需要巡检人员进入隧道内部，在整个巡检过程中巡检人员常常面临着交通和环境的双重风险。为了规避人工巡检的弊端，现在大多采用智能化的巡检方式，如机器人巡检，来提高隧道监测的精度和安全性。
3、但现有技术中机器人巡检虽然在巡检效率和巡检安全上具有明显提升，但也存在以下弊端：1.现有机器人对公路隧道中的每个隧道段通常会采用统一的巡检速度，缺乏针对性，由于不同的隧道段可能存在不同的交通状况、环境条件，以统一速度巡检容易导致对隧道内某些重点隧道段的巡检不够充分，存在巡检不够细致或遗漏问题，另外也在一定程度上降低机器人的巡检效率。
4、2、现有机器人在公路隧道内的巡检中通常严格遵循预定的巡检计划、充电路线，缺乏灵活调整的能力，特别是在电量限制的情况下，具体体现在当机器人监测到电量受限时仍然按照原定巡检计划进行巡检直至电量不足时停止巡检、前往充电，无法在电量受限时灵活调整巡检计划和充电路线，进而容易错过重点区域的监测，可能会导致问题恶化或造成不必要的损失，再者在电量受限时，机器人继续按照原定计划巡检可能会导致能耗不均匀，从而降低巡检的整体效率。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，有效解决了现有技术存在的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，包括以下模块：隧道段划分模块，用于获取公路隧道的长度，由此将公路隧道进行均匀划分，得到若干隧道段。
3、巡检速度规划模块，用于调取公路隧道的历史巡检日志规划各隧道段对应的巡检速度。
4、剩余电量监测模块，用于在由巡检机器人沿着巡检轨道按照各隧道段对应的巡检速度执行巡检计划时实时监测剩余电量，其中巡检机器人内含监测设备。
5、巡检计划动态调整模块，用于基于实时监测的剩余电量识别是否需要充电，并在识别需要充电时记录巡检机器人当前所处巡检位置，将其与充电桩所在位置进行对比，由此确定适配充电路线和适配行进速度，进而调整巡检计划。
6、巡检监测模块，用于在由巡检机器人按照各隧道段对应的需求巡检速度执行巡检计划时利用监测设备进行通行路况和通行环境监测。
7、参考数据库，用于存储各种巡检异常等级对应的巡检异常占比率区间，存储各巡检异常等级对应的需求巡检速度。
8、巡检异常识别模块，用于根据通行路况监测结果识别是否存在通行阻碍，同时根据通行环境监测结果识别通行环境是否恶劣。
9、通行应急引导模块，用于在分析公路隧道存在通行障碍或通行环境恶劣时定位通行障碍、通行环境恶劣所处隧道段，并将相应隧道段记为风险隧道段，同时进行预警，进而分析风险隧道段的集中分布位置和风险隧道段连续情况，从而据此由巡检机器人进行通行应急引导。
10、在一种可替换的实施方式中，所述规划各隧道段对应的巡检速度操作如下：从历史巡检日志中提取各隧道段在各条巡检日志的巡检结果，进而选取巡检结果为异常的巡检日志，记为异常巡检日志，由此统计异常巡检日志数量及异常指向。
11、基于异常巡检日志的数量及各条异常巡检日志对应的异常指向计算各隧道段对应的巡检异常占比率，计算表达式为，式中表示第隧道段对应的异常巡检日志数量，表示隧道段编号，，表示第隧道段的历史巡检日志数量，、分别表示第隧道段对应的异常巡检日志中异常指向为通行路况、通行环境的异常巡检日志数量，、分别表示通行路况、通行环境对应的权重因子，表示自然常数。
12、将各隧道段对应的巡检异常占比率与参考数据库中各种巡检异常等级对应的巡检异常占比率区间进行匹配，得到各隧道段对应的巡检异常等级，同时将其从参考数据库中筛选出各隧道段对应的需求巡检速度。
13、在一种可替换的实施方式中，所述、的获取如下：从各隧道段的异常巡检日志中提取异常处理时长，由此基于异常指向统计异常指向为通行路况、通行环境对应的平均异常处理时长。
14、将异常指向为通行路况、通行环境对应的平均异常处理时长进行比值计算得到、。
15、在一种可替换的实施方式中，所述确定适配充电路线实施如下：
16、基于巡检机器人当前所处巡检位置定位巡检机器人当前所处巡检隧道段，由此确定待检隧道段。
17、将当前所处巡检位置与充电桩所在位置进行对比，由此规划充电路线。
18、统计规划的各条充电路线的行进距离及包含的待检隧道段数量；
19、记录各条充电路线上各待检隧道段的编号，由此得到各待检隧道段对应的巡检异常占比率，进而将各条充电路线上各待检隧道段对应的巡检异常占比率进行均值计算。
20、将各条充电路线的行进距离结合包含的待检隧道段数量和巡检异常占比率计算各条充电路线对应的选用价值度。
21、从各条充电路线对应的选用价值度中选取最大选用价值度对应的充电路线作为适配充电路线。
22、在一种可替换的实施方式中，所述适配行进速度的确定过程如下：将适配充电路线的行进距离结合剩余电量得到巡检机器人在适配充电路线上的限制行进速度。
23、基于适配充电路线上各待检隧道段的编号获取各待检隧道段的需求巡检速度。
24、将各待检隧道段的需求巡检速度进行对比，从中选取最小需求巡检速度，并与巡检机器人在适配充电路线上的限制行进速度进行对比，若最小巡检速度低于限制行进速度，则以限制行进速度作为适配行进速度，反之则以最小巡检速度作为适配行进速度。
25、在一种可替换的实施方式中，所述调整巡检计划如下：从当前所处巡检隧道段起将适配充电路线上包含的待检隧道段提取出来作为当前待检隧道段。
26、在一种可替换的实施方式中，所述风险隧道段的集中分布位置如下分析过程：获取风险隧道段的编号，并从各隧道段的编号中提取起始隧道段编号、中间隧道段编号、结束隧道段编号。
27、将各风险隧道段的编号分别与起始隧道段编号、中间隧道段编号、尾部隧道段编号进行对比，分别统计风险隧道段对应的起始接近度、中段接近度、尾部接近度，其中、、，式中表示第风险隧道段的编号，表示各隧道段对应编号的中位编号。
28、将风险隧道段与起始隧道段、中间隧道段、结束隧道段的接近度进行对比，通过确定模型，得到风险隧道段的集中分布位置。
29、在一种可替换的实施方式中，所述风险隧道段连续情况分析如下：将风险隧道段的编号进行对比，进而从中提取最大编号与最小编号。
30、将风险隧道段的最大编号与最小编号进行对比，计算风险隧道段连续指数，计算表达式为，式中、分别表示风险隧道段的最大编号、最小编号，表示风险隧道段的数量。
31、在一种可替换的实施方式中，所述由巡检机器人进行通行应急引导实施过程如下：（1）若风险隧道段的集中分布位置位于起始段时，则由巡检机器人联动隧道入口情报板进行封道处理。
32、（2）若风险隧道段的集中分布位置位于中间段时，则将风险隧道段连续指数与限定值进行对比，若风险隧道段连续指数大于限定值，则由巡检机器人发送警报信息对隧道内存在的车辆进行绕行引导，若风险隧道段连续指数小于或等于限定值，则由巡检机器人行进到各风险隧道段进行局部引导。
33、（3）若风险隧道段的集中分布位置位于尾部段时，则由巡检机器人向起始段、中间段的车辆发送减速通行语音提示。
34、在一种可替换的实施方式中，所述通行应急引导模块还包括基于通行环境恶劣所处隧道段由巡检机器人联动相应隧道段的风机工作。
35、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过将公路隧道进行路段划分，并调取各隧道段的历史巡检日志，由此基于历史巡检日志的巡检结果计算各隧道段对应的巡检异常占比率，进而据此规划各隧道段对应的巡检速度，实现了巡检速度在各隧道段的针对性规划，这样能够使机器人在相对简单、顺畅的隧道段上加快巡检速度，从而节省时间和能源，提高巡检效率，而在重点隧道段可以降低巡检速度让机器人更加仔细地检查这些区域，确保发现潜在问题，提高巡检的准确性和全面性，有利于在提高巡检效率的同时最大限度减少巡检过程中可能发生的安全隐患，提升巡检质量。
36、（2）本发明在由巡检机器人沿着巡检轨道执行巡检计划时通过实时监测剩余电量，进而在识别需要充电时记录巡检机器人当前巡检位置，由此确定适配充电路线，并调整巡检计划，实现了巡检过程中巡检计划和充电路线的针对性、灵活性调整，能够在前往充电的路途中兼顾重点区域的监测，不仅可以最大程度地利用机器人的工作时间，避免机器人仅因为电量不足而在路途中耗费时间，从而提高巡检的效率和覆盖范围，还能够避免重点区域的错过监测，有利于及时发现潜在问题或异常情况。
37、（3）本发明在识别需要充电时通过记录巡检机器人当前巡检位置来确定适配充电路线后还根据适配充电路线上存在的待监测隧道段进行充电路途中的行进速度规划，能够在充电路途中保障剩余电量能够支撑到行进到充电位置的同时满足待监测隧道段巡检速度的需求，这样可以保证机器人在充电之前能够有效监测更多的隧道段，提高巡检效率和质量，实现充电需求与巡检需求的兼具满足，具有较高的实用价值。
38、（4）本发明在依据各隧道段的通行路况和通行环境监测结果识别出风险隧道路段时通过增加风险隧道段的集中分布位置和风险隧道段连续情况分析，由此利用巡检机器人行进到相应处理位置针对性进行通行应急引导，这样能够为驾驶员提供精准的路况信息和通行建议，帮助避开风险区域或采取适当的措施，降低事故风险，保障道路安全，进而可以帮助驾驶员更快速、更安全地通过风险隧道路段，减少交通拥堵和延误，提高通行效率，实现隧道交通管理的优化，有助于提升隧道交通系统的整体运行效率和安全性。
1.基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，其特征在于，包括以下模块：
2.如权利要求1所述的基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，其特征在于：所述规划各隧道段对应的巡检速度操作如下：
3.如权利要求2所述的基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，其特征在于：所述、的获取如下：
4.如权利要求1所述的基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，其特征在于：所述确定适配充电路线实施如下：
5.如权利要求4所述的基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，其特征在于：所述适配行进速度的确定过程如下：
6.如权利要求4所述的基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，其特征在于：所述调整巡检计划如下：
7.如权利要求1所述的基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，其特征在于：所述风险隧道段的集中分布位置如下分析过程：
8.如权利要求7所述的基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，其特征在于：所述风险隧道段连续情况分析如下：
9.如权利要求8所述的基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，其特征在于：所述由巡检机器人进行通行应急引导实施过程如下：
10.如权利要求1所述的基于物联网的公路隧道监测、巡检、预警一体化机器人，其特征在于：所述通行应急引导模块还包括基于通行环境恶劣所处隧道段由巡检机器人联动相应隧道段的风机工作。
