测量机器人在地铁隧道自动化变形监测中的应用

测量机器人在地铁隧道自动化变形监测中的应用

发表时间：2018-02-26T10:28:43.370Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第28期作者：王俊[导读] 数据采集和处理一体化应用，在推行自动化监测的前提下，为地铁隧道安全高效施工带来了新的参考条件。云南汉邦科技有限公司 650000 摘要：测量机器人通常科学精确，编程易于操作，可以满足测量智能化，因此测量机器人对于地铁隧道自动化变形监测发挥着积极作用。由于科技的不断更新进步，尤其是计算机技术的不断深入应用，计算机信息技术成了地铁隧道施工中不可替代的关键要素。测量机器人能够对地铁隧道的实际情况，自主的进行精准的监测分析。

关键词：测量机器人；地铁隧道工程；自动化变形监测；实际应用前言

地铁设施既有效减轻了城市的交通拥堵现状，在给人们提供便捷服务的同时也提供了必要的安全保障。然而，地铁隧道工程建设对施工技术有较高的要求，且施工周期长、难度大、投资费用高，这无疑是让隧道的施工技术和管理面临着巨大的挑战。这时，测量机器人的作用凸显，能够节省大量人力物力，进行大面积精准的测量工作，并在工程实践中不断汲取经验，推动地铁工程的正常开展。

1自动化监测系统

通常测量机器人具备的自动化监测系统涉及到自动化全站仪设备、反射棱镜装置、计算机相关设备、监测设备及施工仿真技术等。

1.1自动化全站仪

地铁隧道变形监测期间，一般利用的自动化全站仪设备是徕卡TS30全站仪，这类仪器测量精度高，借助相应的监测手段，利用监测设备完成对监测任务的实时控制和监测数据的分析处理。利用测量机器人多测回自动观测机载软件设备，能够在一定程度上对照准任务、测角、测距和目标识别等问题展开自动处理分析。徕卡TS30自动化全站仪不仅可以展开整平、调焦和正倒镜观测操作，能够进行全自动化数据采集操作。因为徕卡TS30设备能够进行目标自动识别和对准调焦，监测人员仅仅要做的是对仪器简单的对准聚焦，徕卡TS30就能够自动获取目标棱镜，并精准测距，无需展开人工对焦，在一定程度上减少了人工调焦和照准的偏差。徕卡TS30还研发了自主的机载编程平台，用户能够自主进行编程，根据需要让测量机器人能够展开其他工作，发挥测量机器人的实际作用。

1.2反射棱镜

要把反射棱镜设备，通过螺栓安装在地铁隧道中，通常固定区域确定在道床、拱腰和拱顶等监测位置，棱镜的反射面要对着要全站仪的照准部位，徕卡TS30全站仪设备可自主寻找反射棱镜位置，并且能够目标锁定，完成对监测点的准确监测。

1.3计算机及其他设备

在社会的发展进步下，信息技术的广泛推行应用，越来越多的落实到隧道施工领域中。在隧道施工期间，可以充分结合设计和计算机技术。CAD是其中一种高效的计算机辅助制图工具，是地铁隧道结构绘图的关键软件，利用CAD可以开展三维建模，创建一个地铁隧道的三维实体模型，还能对重要的监测节点有效改善，尺寸注明，文字解释等。利用计算机技术避免了以往的设计偏差性和不协调性，能在一定程度上增加设计工作的科学性和精确性。并且，因计算机的存储功能，通常是以电子版进行存储，对于存在的预算偏差，能够科学准确的对设计进行纠错和调整。

1.4施工仿真技术的应用

测量机器人对于地铁隧道工程自动化变形监测施工程序多，要对施工期间面临的问题，进行及时的分析和预测，还要把施工期间的结构的变形情况深入研究，保证变形情况不会影响施工期间的安全稳定性。这就较好的发挥了施工仿真技术的作用。施工仿真技术运用到机器人设备上，可把施工期间可能会出现的安全隐患进行预测和模拟，从而达到对地铁隧道结构施工的风险控制，尽量把危险指数降到最小。

2观测方法

徕卡TS30全站仪设备固定在地铁隧道中，利用设备通讯链把全站仪与装有监测设施的计算机充分连接，利用计算机控制全站仪进行监测。结合以往确定的监测环节，对监测点展开测量，并计算结果。监测的信息能够自动保存在数据库里。若是监测期间发生变形异常问题或者监测区域的棱镜被覆盖，软件会自主记录分析这些问题。在监测周期达到一定阶段后，全站仪会自主对下个环节的监测点展开监测分析，直到循环周期完成。在各周期阶段完成后，要对存在问题的监测点展开复测操作，分析该监测点是否存在着其他问题。利用控制软件，在各个周期进行测量，利用基准点，在多次测回计算的基础上，分析出测站点的实际坐标，接着再监测别的监测点，获取所有监测点的实时坐标。

3数据处理和分析

在地铁隧道建设管理期间，要发挥好机器人测量控制设备的作用。结合隧道施工的各项关键工序，有效的在时间节点上表示出来，运用计算机高效的管理分析功能，及时对出现的变形信息进行分析处理，提高风险预报准确度，有效采取防范措施避免造成质量和安全事故。在质量监管方面，这一管理措施是项目管理中最关键的一项，有着专业综合性高、技术要求高、信息量广泛等特点。所以，测量机器人对于地铁隧道自动化变形监测，在这一阶段更加有科学性和专业性，质量控制设备可以在一定程度上减少工程施工时间，增强管理工作的高效性。并且质量管理设备要涉及到工程整个阶段，对各个阶段的工程质量实施进行必要的评比和管理，明确的对项目质量测试数据进行评定，进而编制曲线。在工艺管理方面，通过信息设备对工程设计、隧道建设和计算进行优化。

4监测精度分析

地铁隧道内部进行整个施工期间的监测，其危险性是无法预知的，我国也逐渐对相关施工安全问题加大重视的力度，测量机器人和智能化系统的研究和推广将会把隧道施工的危险指数降到最低。当下对于测量机器人的实验不单单局限于以往机械设施替代人手工的技能，在更大程度上是提高它的工作灵敏度和自动化程度的推广，力争解放人手工的操作。智能设备的大力投放能够在极大程度上降低施工工人的使用量，让手动监测工人能够转战到广阔安全的场地。同时，智能机器人在进行长期运用中，测量精准，安全高效，极大地提高了工作效率，也能够减少费用支出。自动化系统需要相关智能设备的数字系统，技术人员的综合素质要求，以及相匹配的软件应用。然而测量机器人设备和数字化系统的分析要运用较多的经费和时间，通常小型地铁隧道尚不能满足相关条件，当前还是要通过大型研究部门或者大规模地铁隧道系统的投资。