一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统及其防治方法与流程

1.本发明属于白蚁防治技术领域，具体涉及一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统及其防治方法。


背景技术：

2.地球上白蚁一般分布在南纬45
º
与北纬45
º
之间。白蚁几乎占领了地球上热带、亚热带的各个角落，分布面积约占全球陆地总面积的50%。全球白蚁资源数量人均约占有0.5吨，而以白蚁的个体重量1克为计算，人类人均约有50余万只白蚁。
3.除新疆、青海、宁夏、内蒙古和黑龙江5个省（自治区）外，我国其余各省（市、自治区）都有白蚁分布。中国白蚁分布的北界为：吉林的公主岭、北京地区、山西的介休、陕西的韩城、甘肃的文县、再往西与西藏的察隅、墨脱相连。在此线的东南面为中国已知的白蚁分布区，面积约占全国总面积的40%。我国白蚁种类异常富庶，已知白蚁有4科44属479种，大多分布于南方，少数出现于华北和东北的辽宁等地。危害房屋建筑的白蚁种类有70余种，主要蚁害种有19种。白蚁在我国的活动分布主要在淮河以南的广大地区，向北渐渐稀少，往南逐渐递增。
4.白蚁是一种群居性昆虫，破坏力极强，是世界五大害虫之一。白蚁喜潮湿的环境，而地铁大多处于地下，环境多潮湿，白蚁喜居。白蚁的危害具有极大的隐蔽性，其常隐藏在建筑结构墙体内部，它们修筑隧道、活动隐蔽，危害不易被人察觉，一经发现往往后果已经很严重。
5.白蚁可能会咬噬地铁内部的电线、电缆、光缆等重要管线，造成电器设备短路，直接危及配电房、通风机、控制室等关键部位的安全，有可能导致地铁运营突然瘫痪。
6.白蚁蛀蚀物体时，不仅靠其一对锐利的牙齿，更主要是靠它们分泌的蚁酸，蚁酸是有机酸，具有强大的腐蚀力。蚁酸与水作用时，溶液中电离出h+离子（hcooh约等hcoo-和h+），这些溶液与水泥、钢筋产生化学反应，反应生成蚁酸亚铁这种盐类，导致钢筋混凝土逐渐腐蚀，结构出现破损。如果钢筋混凝土墙体的另一端有适合白蚁的木纤维，白蚁就会在墙体裂缝中分泌蚁酸。水泥腐蚀后，裂缝会进一步扩大，从而可以通过水泥墙到达木板。
7.白蚁入侵除造成常规部位蛀蚀危害外，白蚁集中出飞还会引起站内乘客恐慌。2018年5月，广州地铁4号线车陂南地铁站a出口通道内，数百只白蚁纷飞，在蜘蛛网上挂得密密麻麻。2019年4月，南昌地铁2号线翠苑路站2号出入口没法进出，成千上万的白蚁密密麻麻在空中飞舞。
8.根据王瑊的《城市轨道交通工程白蚁危害及防控措施探讨》，“地铁线路、车站、车辆段、电缆等各体系均有白蚁危害的发生，下至十多米深的地下区间隧道，上至数十米高的高架线路都曾有蚁害发生的报道。总体来看，轨道交通系统中以车辆段的白蚁危害程度最高，以各种电缆白蚁危害可能造成的事故损失最为严重”。
9.根据史文懿的《白蚁对广州市轨道交通四号线工程的危害及处理措施》，“建筑与地面往下3m范围内土层接触的部分；车站地面建筑（风道风亭、通道出入口）的内外结构；电
缆沟、地面及埋地电缆，尤其是直埋地下的通讯和信号电缆；电缆与地面建筑接入孔洞处；地面建筑地下室部分内外结构、地面首层内外墙基部分；较大面积的绿化带”为地铁白蚁防治重点范围。
10.根据赖敏的《南方地区燃气管道白蚁危害及防治》，该论文对2009～2016年燃气管道被白蚁危害泄漏情况进行了汇总，“白蚁侵害的燃气管道主要类型为gb15558.2－2005直通sdr11，外直径110～200 mm，厚约7～10 mm，埋管时间均超过5年。白蚁侵害燃气管道外壁形成一片片大小不一、蜿蜒曲折的凹坑，凹坑深约1～7 mm，局部形成细小孔洞，穿透燃气管道内壁，导致燃气泄漏，中断交通，导致居民区燃气供应中断”。
11.根据黄海涛的《埋地电缆受白蚁为害的原因及其防治方法》，“在广东，因白蚁为害引起埋地电缆的故障占总故障的60％～70％。2002年12月，沙角c电厂3号机组gis 开关室内w 相500kv 充油电缆因白蚁蛀食而漏油并导致机组跳闸”。
12.白蚁蛀食塑料电缆护套层现象相当普遍，通讯电缆因蚁害故障，轻则降低通讯质量，重则导致通讯受阻中断。电力电缆被白蚁咬穿护层后，很可能引起短路事故，使电力输送中断，甚至酿成火灾。地铁信号电缆因蚁害失灵，使地铁安全运营受到严重威胁。
13.由此可见，地铁进行白蚁防治十分重要。地铁为最为便捷的交通方式，是绝大多数市民出行的首选，出行频次高、人流密度大。为了给广大市民营造一个安全、良好的地铁出行环境，从根源上解决白蚁问题才是重中之重。
14.地铁白蚁治理方面，在设备电线林立的设备房、电缆层、线路密布的信号箱等处，工作人员难以进入施工处理，给白蚁治理工作带来了难度，且工程量大，耗时较长。地铁白蚁病害需要众多工人定期维护，劳动量大。对于隐蔽区域，地铁工人难以到达，人工方式难以实现隐蔽区域的白蚁监测和白蚁灭杀。
15.基于上述诸多现实问题，有必要采取基于物联网的地铁白蚁防治自动化智能系统，破解地铁白蚁防治难题。


技术实现要素：

16.本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统及其防治方法。
17.本发明的技术方案是：一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统，包括对地铁场景中白蚁进行感知的白蚁活动感知装置，所述白蚁活动感知装置的输出端与信号调节装置数据相连，所述信号调节装置的执行端与白蚁药物喷涂装置相连，所述白蚁药物喷涂装置进行喷涂防治，所述白蚁药物喷涂装置布设在地铁场景中，所述信号调节装置与服务器数据相连。
18.更进一步的，所述白蚁活动感知装置为多个微波多普勒探测器，所述微波多普勒探测器布设在地铁场景中。
19.更进一步的，所述白蚁药物喷涂装置包括容纳白蚁防治药物的药物存储罐，药物存储罐的出液端管路中设置有喷涂泵和喷头，所述白蚁药物喷涂装置将防治药物喷涂到地铁场景中形成药物保护层。
20.更进一步的，所述信号调节装置还与超声波检测装置数据相连，所述超声波检测装置对药物保护层的厚度进行超声波检测。
21.更进一步的，所述服务器数据通过通讯网络与监控终端数据连通，所述监控终端实时显示通讯数据。
22.更进一步的，所述监控终端包括监控电脑、监控平板、监控手机。
23.一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统的防治方法，包括以下步骤：a.地铁运营前，确定白蚁防治范围，对防治范围进行区域划分b.基于区域划分布设白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置c.确定白蚁防治药物，进行大规模喷涂d.顺序进行双膜喷涂e.检测药物保护层是否达到设计要求f.地铁运营后，识别的白蚁活动信息g.进行运营后的药物保护层监测h.将监测数据进行通讯传送。
24.更进一步的，步骤a地铁运营前，确定白蚁防治范围，对防治范围进行区域划分，具体过程如下：首先，获得白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置的作用范围；然后，获得地铁场景的结构信息；最后，对地铁场景的结构信息进行区域划分，得到白蚁防治单元区域。
25.更进一步的，步骤b基于区域划分布设白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置，具体过程如下：首先，得到划分的白蚁防治单元区域；然后，在白蚁防治单元区域中布设喷涂用的白蚁药物喷涂装置；再后，在白蚁防治单元区域中布设检测用的超声波检测装置；最后，白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置的辐射区均大于白蚁防治单元区域。
26.更进一步的，步骤d顺序进行双膜喷涂，具体过程如下：首先，步骤c进行大规模喷涂后形成第一遍药物膜；然后，通过白蚁药物喷涂装置对吊顶、电线部分进行二次药物喷涂；最后，第二遍药物成膜后，对重要且易被白蚁侵蚀部位进行再次喷涂。
27.本发明的有益效果如下：本发明公开了一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统及其防治方法。本发明可以实现对地铁白蚁防治药物喷涂厚度的自动识别、白蚁活动范围及数量的自动感知、白蚁灭杀范围及喷涂药量的监控。采用找到大量活动的工蚁喷洒灭杀药，让白蚁互相传染，最终达到消灭整巢白蚁的目的，本发明可以大幅度提高地铁白蚁防治的效果和效率。
附图说明
28.图1是地下车站主体结构的部分白蚁防治纵断面示意图；图2是地下车站主体结构的白蚁防治剖面示意图；图3是地下车站出顶板结构的白蚁防治剖面示意图；图4是基于物联网的地铁白蚁防治自动化智能系统实施流程图；图5是基于物联网的地铁白蚁防治自动化智能系统示意图；
其中：1地面线
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2 变形缝3明挖区间结构
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4 装修前负一层天花吊顶隔层5负一层墙壁基部
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6 垂直电梯井壁7站厅层墙壁基部
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8 天花吊顶和墙壁相连部支架9站台层墙壁基部
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10 夹层墙壁基部11 风道结构
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12 内壁。
实施方式
29.以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：如图1至图5所示，一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统，包括对地铁场景中白蚁进行感知的白蚁活动感知装置，所述白蚁活动感知装置的输出端与信号调节装置数据相连，所述信号调节装置的执行端与白蚁药物喷涂装置相连，所述白蚁药物喷涂装置进行喷涂防治，所述白蚁药物喷涂装置布设在地铁场景中，所述信号调节装置与服务器数据相连。
30.所述白蚁活动感知装置为多个微波多普勒探测器，所述微波多普勒探测器布设在地铁场景中。
31.所述白蚁药物喷涂装置包括容纳白蚁防治药物的药物存储罐，药物存储罐的出液端管路中设置有喷涂泵和喷头，所述白蚁药物喷涂装置将防治药物喷涂到地铁场景中形成药物保护层。
32.所述信号调节装置还与超声波检测装置数据相连，所述超声波检测装置对药物保护层的厚度进行超声波检测。
33.所述服务器数据通过通讯网络与监控终端数据连通，所述监控终端实时显示通讯数据。
34.所述监控终端包括监控电脑、监控平板、监控手机。
35.一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统的防治方法，包括以下步骤：a.地铁运营前，确定白蚁防治范围，对防治范围进行区域划分b.基于区域划分布设白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置c.确定白蚁防治药物，进行大规模喷涂d.顺序进行双膜喷涂e.检测药物保护层是否达到设计要求f.地铁运营后，识别的白蚁活动信息g.进行运营后的药物保护层监测h.将监测数据进行通讯传送。
36.步骤a地铁运营前，确定白蚁防治范围，对防治范围进行区域划分，具体过程如下：首先，获得白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置的作用范围；然后，获得地铁场景的结构信息；最后，对地铁场景的结构信息进行区域划分，得到白蚁防治单元区域。
37.步骤b基于区域划分布设白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置，具体过程如下：
首先，得到划分的白蚁防治单元区域；然后，在白蚁防治单元区域中布设喷涂用的白蚁药物喷涂装置；再后，在白蚁防治单元区域中布设检测用的超声波检测装置；最后，白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置的辐射区均大于白蚁防治单元区域。
38.步骤d顺序进行双膜喷涂，具体过程如下：首先，步骤c进行大规模喷涂后形成第一遍药物膜；然后，通过白蚁药物喷涂装置对吊顶、电线部分进行二次药物喷涂；最后，第二遍药物成膜后，对重要且易被白蚁侵蚀部位进行再次喷涂。
39.具体的，步骤步骤a地铁运营前，确定白蚁防治范围，对防治范围进行区域划分中，还包括针对于地铁场景的防治规则，具体如下：其一、地面线1之下的变形缝2需用药物喷涂。
40.其二、明挖区间结构3的埋深不大于3.0m以上部位外表面需用药物喷涂。
41.其三、装修前负一层天花吊顶隔层4需用药物喷涂。
42.其四、负一层墙壁基部5的1米高范围需用药物喷涂。
43.其五、垂直电梯井壁6需用药物喷涂。
44.其六、站厅层墙壁基部7的1米高范围需用药物喷涂。
45.其七、天花吊顶和墙壁相连部支架8的1米高范围需用药物喷涂。
46.其八、站台层墙壁基部9的1米高范围需用药物喷涂。
47.其九、夹层墙壁基部10的1米高范围需用药物喷涂。
48.其十、风道结构11的埋深不大于3.0m以上部位外表面用药物喷涂。
49.其十一、内壁需用药物喷涂。
50.具体的，步骤b基于区域划分布设白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置，具体过程如下：在地铁投入运营之前，根据白蚁防治单元区域布设白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置，白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置组合形成白蚁药物喷涂子系统。
51.白蚁药物喷涂子系统实现多次对地铁白蚁防治范围的木质结构、机电管线、孔洞缝隙等进行自动药物喷涂。
52.更优的，步骤b还包括进行设备编号，具体如下：每个白蚁药物喷涂装置都进行编号，每个编号的白蚁药物喷涂装置均对应地铁车站的一个白蚁防治单元区域。
53.具体的，步骤c确定白蚁防治药物，进行大规模喷涂，具体过程如下：选择药效持续时间长的有机磷类药物，白蚁药物喷涂装置的药物存储罐装入有机磷类药物，白蚁药物喷涂装置对需要防治的部位进行大规模喷涂。
54.更优的，大规模喷涂范围如下：出地面垂直电梯壁、通风井壁、电缆的接头箱以及门框等木结构材料构件等部位；出入口结构出地面处的墙角，散水坡30cm宽的范围内的土；结构埋深不大于3.0m以上部位外表面；站厅层天花吊顶隔层；天花吊顶所有和墙壁相连部分的支架，近墙1米的范围；站台层、站厅层、地下空间层、夹层的所有墙壁基部1米高范围；嵌入墙壁的电线槽、管道槽、消火栓箱、电器箱靠墙一侧；洗手间的水管及蹲位下的空隙周壁，包埋墙边的水管；明挖区间、电
缆通道、出入口通道、风道变形缝及沉降缝的表面。
55.具体的，步骤d 顺序进行双膜喷涂中，重要且易被白蚁侵蚀部位包括明挖区间、电缆通道、冷却塔通道地下管沟、出入口通道、风道的变形缝。
56.具体的，步骤e检测药物保护层是否达到设计要求，具体过程如下：首先，得到药物保护层的设计厚度；然后，检测得到测量药物保护层的实测厚度；再后，判断实测厚度是否超过设计厚度，如果超过设计厚度则继续执行步骤f，如果未超过设计厚度，返回继续喷涂。
57.具体的，白蚁药物喷涂子系统根据防治范围及固定间距布设超声波检测装置，每个超声波检测装置都进行编号，每个编号的超声波检测装置均对应地铁车站的一个白蚁防治单元区域。
58.超声波检测装置可对药物喷涂厚度进行检验，检验信息通过光纤传递给信号解调设备、服务器及网络设备，网络设备通过无线网络将检验数据传递给白蚁药物喷涂子系统及监控终端。
59.检测设备若识别到药物喷涂厚度未达标区域，则白蚁定向灭杀子系统指挥自动喷涂设备对该区域再次进行药物喷涂，直至药物喷涂厚度满足预先设定要求。
60.具体的，步骤f地铁运营后，识别的白蚁活动信息，具体过程如下：地铁运营多年之后，第一批涂刷药物会逐渐失效。
61.白蚁活动感知装置根据白蚁活动范围布设微波多普勒探测器。微波多普勒探测器通过天线向防范区域内发射微波信号，当防范区域内无移动目标时，接收器接收到的微波信号频率与发射信号频率相同。反之，当有移动目标时，由于多普勒效应，目标反射的微波信号频率将发生偏移，接收机经过分析以产生报警信号。
62.每个微波多普勒探测器都进行编号，每个编号的微波多普勒探测器均对应地铁车站的一个白蚁防治单元区域。微波多普勒探测器探测到的白蚁活动信息自动实时采集、传输、存储和查询，上述探测信息通过光纤传递给信号解调设备、服务器及网络设备，网络设备通过无线网络将探测数据传递给白蚁定向灭杀系统及监控终端。
63.具体的，步骤g进行运营后的药物保护层监测，具体过程如下：根据识别的白蚁活动范围及规模信息，指挥负责相应区域的白蚁药物喷涂装置进行该范围的白蚁药物喷涂，药物喷涂数量根据探测到的白蚁规模信息进行确定，实现高效率、低成本的定点定量灭杀白蚁。
64.白蚁活动感知装置将白蚁灭杀后的探测信息继续上传，定向灭杀系统决定是否停止或继续喷涂药物。
65.具体的，白蚁药物喷涂通过超声波检测装置感知药物喷涂厚度，白蚁活动感知通过微波多普勒探测器探测白蚁活动范围，药物喷涂厚度和白蚁活动范围的感知信息通过信号解调设备、服务器、网络设备传递给白蚁定向灭杀系统及监控终端。监控终端为台式电脑、平板电脑和手机，可实现药物喷涂厚度和白蚁活动范围的三维显示。
66.具体的，白蚁感知数据及白蚁灭杀数据存储在服务器中并上传云端平台，地铁运营单位可登陆客户端随时查看相关数据，实现自动化白蚁监测、智能化白蚁灭杀。
67.所述白蚁防治药物、白蚁药物喷涂装置、监控终端为市售现有技术。
68.本发明公开了一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统及其防治方法。本发明可以实现对地铁白蚁防治药物喷涂厚度的自动识别、白蚁活动范围及数量的自动感知、白蚁灭杀范围及喷涂药量的监控。采用找到大量活动的工蚁喷洒灭杀药，让白蚁互相传染，最终达到消灭整巢白蚁的目的，本发明可以大幅度提高地铁白蚁防治的效果和效率。

技术特征：
1.一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统，其特征在于：包括对地铁场景中白蚁进行感知的白蚁活动感知装置，所述白蚁活动感知装置的输出端与信号调节装置数据相连，所述信号调节装置的执行端与白蚁药物喷涂装置相连，所述白蚁药物喷涂装置进行喷涂防治，所述白蚁药物喷涂装置布设在地铁场景中，所述信号调节装置与服务器数据相连。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统，其特征在于：所述白蚁活动感知装置为多个微波多普勒探测器，所述微波多普勒探测器布设在地铁场景中。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统，其特征在于：所述白蚁药物喷涂装置包括容纳白蚁防治药物的药物存储罐，药物存储罐的出液端管路中设置有喷涂泵和喷头，所述白蚁药物喷涂装置将防治药物喷涂到地铁场景中形成药物保护层。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统，其特征在于：所述信号调节装置还与超声波检测装置数据相连，所述超声波检测装置对药物保护层的厚度进行超声波检测。5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统，其特征在于：所述服务器数据通过通讯网络与监控终端数据连通，所述监控终端实时显示通讯数据。6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统，其特征在于：所述监控终端包括监控电脑、监控平板、监控手机。7.一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统的防治方法，其特征在于：包括以下步骤：a.地铁运营前，确定白蚁防治范围，对防治范围进行区域划分b.基于区域划分布设白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置c.确定白蚁防治药物，进行大规模喷涂d.顺序进行双膜喷涂e.检测药物保护层是否达到设计要求f.地铁运营后，识别的白蚁活动信息g.进行运营后的药物保护层监测h.将监测数据进行通讯传送。8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统的防治方法，其特征在于：步骤a地铁运营前，确定白蚁防治范围，对防治范围进行区域划分，具体过程如下：首先，获得白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置的作用范围；然后，获得地铁场景的结构信息；最后，对地铁场景的结构信息进行区域划分，得到白蚁防治单元区域。9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统的防治方法，其特征在于：步骤b基于区域划分布设白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置，具体过程如下：首先，得到划分的白蚁防治单元区域；然后，在白蚁防治单元区域中布设喷涂用的白蚁药物喷涂装置；再后，在白蚁防治单元区域中布设检测用的超声波检测装置；最后，白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置的辐射区均大于白蚁防治单元区域。10.根据权利要求1所述的一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统的防治方法，其特征在于：步骤d顺序进行双膜喷涂，具体过程如下：首先，步骤c进行大规模喷涂后形成第一遍药物膜；
然后，通过白蚁药物喷涂装置对吊顶、电线部分进行二次药物喷涂；最后，第二遍药物成膜后，对重要且易被白蚁侵蚀部位进行再次喷涂。

技术总结
本发明公开了一种基于物联网的地铁白蚁防治智能系统及其防治方法，其系统包括白蚁活动感知装置，白蚁活动感知装置的输出端与信号调节装置数据相连，信号调节装置的执行端与白蚁药物喷涂装置相连，信号调节装置与服务器数据相连；其防治方法，包括以下步骤：地铁运营前，确定白蚁防治范围；布设白蚁药物喷涂装置、超声波检测装置；确定白蚁防治药物，进行大规模喷涂；顺序进行双膜喷涂；检测药物保护层是否达到设计要求；地铁运营后，识别的白蚁活动信息；进行运营后的药物保护层监测。本发明实现了地铁白蚁防治药物喷涂厚度的识别、白蚁活动范围及数量的感知、白蚁灭杀范围及喷涂药量的监控。本发明可以大幅度提高地铁白蚁防治的效果和效率。效果和效率。效果和效率。


技术研发人员：费瑞振 张春雷 张继清 张浩亮 李爱东 侯靖宇 曹纯博 焦忺玥 刘雪坤 郭现钊 曾佳亮 王明昇 胡奇凡 景佳亮 俞尚宇 刘文锐 康镜 张福麟 李哲 李思
受保护的技术使用者：中国铁路设计集团有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/7/19