自动化监测技术在青岛地铁13号线施工中的应用
地铁保护区自动化监测系统研究
地铁保护区自动化监测系统研究摘要:自动化监测系统在地铁隧道监测中具有着重要的作用,自动化监测技术手段在地铁保护区施工中的应用,不但能够保证监测数据的真实可靠,同时因其高效、快速、实时的监测方式,更能保证监测结果及时、快速地传递到施工方手中,使其掌握地铁隧道实时变形情况,从而指导施工,该技术已经成为地铁运营维护监测的一个重要手段。
真实高效地反映了地铁线路周边工程施工对隧道的影响规律,有效保证了地铁的结构和运营安全,适宜在类似项目中推广应用。
关键词:地铁保护区;自动化监测;引言地铁因其速度快、能耗低、运量大、污染少等特点,成为城市的重要交通工具。
地铁的建成极大地拉动了沿线的经济发展,使得大量非地铁工程项目投入建设。
按现行规范规定在地铁周边特定区域设置保护区域,简称地铁保护区。
在地铁保护区内的建设施工会对既有地铁隧道结构产生影响,为了便于观测影响是否可控,在工程施工过程中对既有线进行监测监测成为确保地铁结构和车辆运行安全的重要手段。
地铁保护区监测不仅要确保监测数据可靠性,更要保证监测结果能及时、快速地传递到施工方手中,使其掌握地铁隧道实时变形情况,从而指导施工。
对于这样的需求,传统监测方法不具备实时性,测量结束后数据处理、分析周期长,不能及时反馈变形情况,已无法满足日益增长的快速施工和不断提高运营维护效率的要求。
而自动化监测系统以其高效、快速、实时的监测方式,已经成为地铁运营维护监测的一个重要手段。
一、自动化监测系统的构成与工作模式自动化监测系统主要包括三大部分,分别为数据采集子系统、数据分析处理子系统和成果Web发布子系统。
系统采用的基本原理为:由自动化监测系统通过网络无限通讯技术实现对仪器的程序化控制,进行各监测点三维信息的数据采集、数据传输、数据存储,以此获取监测对象的物理信息,并与初始信息进行对比求得监测对象相关变形指标的绝对变形量,基本原理如图1所示。
图1自动化监测系统基本结构原理图二、地铁保护区监测测点布设自动化监测系统监测测点按类型可分为基准点、搭接点及变形监测点。
自动化监测系统在地铁隧道保护中的应用
自动化监测系统在地铁隧道保护中的应用目录1. 内容简述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (3)2. 自动化监测系统概述 (5)2.1 系统定义 (6)2.2 系统组成 (7)2.3 工作原理 (7)3. 地铁隧道概述 (8)3.1 隧道结构特点 (10)3.2 隧道安全风险 (10)4. 自动化监测系统在地铁隧道保护中的应用场景 (11)4.1 地质灾害监测 (13)4.2 结构健康监测 (14)4.3 环境监测与应急响应 (15)5. 自动化监测系统的关键技术 (16)5.1 传感器技术 (17)5.2 数据采集与传输技术 (18)5.3 数据处理与分析技术 (20)6. 自动化监测系统的应用案例分析 (21)6.1 国内外典型案例介绍 (22)6.2 成功因素分析 (23)6.3 改进措施探讨 (24)7. 自动化监测系统的优势与挑战 (26)7.1 优势分析 (27)7.2 挑战与对策 (28)8. 结论与展望 (30)8.1 研究成果总结 (31)8.2 未来发展趋势预测 (32)1. 内容简述随着城市交通需求的日益增长,地铁作为大容量公共交通工具,在城市地下空间中的地位愈发重要。
然而,地铁隧道在运营过程中面临着地质灾害、结构损伤等多种安全威胁。
为了确保地铁隧道的长期稳定与安全,自动化监测系统应运而生,并在地铁隧道保护中发挥了重要作用。
自动化监测系统通过高精度的传感器、先进的监控设备和智能化的数据处理技术,实时采集并分析地铁隧道内部的各项关键数据,如应力、应变、温度、湿度等。
这些数据为隧道结构的健康状况提供了直观且实时的反馈,有助于及时发现潜在的安全隐患。
此外,自动化监测系统还具备强大的预警功能。
一旦监测数据出现异常波动或达到预设阈值,系统会立即发出警报,通知相关部门采取相应的应急措施。
这种前瞻性的安全保障方式,极大地提升了地铁隧道的安全管理水平。
在地铁隧道保护的实际应用中,自动化监测系统不仅能够简化人工监测的复杂性和工作量,还能显著提高监测的准确性和时效性。
城市轨道交通工程自动化监测技术应用
城市轨道交通工程自动化监测技术应用[摘要]随着我国城市化进程的不断推进,轨道交通工程的创新和改革也在逐渐加强,很多信息化的技术被应用于城市交通的各个方面,其中自动化监测智能集成技术的应用不仅能够对现有城市管理进行积极的优化,还能为城市安全保驾护航。
对城市轨道交通工程自动化监测智能集成技术的应用进行研究和分析,结合相关的实践案例阐述应用该技术的意义和价值,为类似工程项目的实施和建设提供一定的参考。
[关键词]城市轨道交通;自动化监测;智能集成技术;应用研究21世纪经济和科技快速腾飞,我国的各行各业都开启了新一轮的发展和进步,城市轨道交通工程的建设数量和规模也越来越庞大,社会对于工程的监测质量和效率也提出了全新的要求。
城市轨道交通工程是城市公共交通中最为关键的主要力量,同时也是贯穿城市命脉的重点工程,但是在人群密集的城市中间建设轨道是一种包含多种危险的高风险项目,因此需要采用科学合理的技术保障自身和周围环境的安全。
为了提高城市轨道交通工程监测数据的科学性和准确性,相关单位应当使用更加符合时代要求的信息化技术加以创新和改革,并且根据现有的城市规划和工程施工情况,让交通监测点的设立更加科学、合理,减少错误数据出现的可能性,积极采用自动化的监测管理智能系统,全面提升城市轨道交通工程监测信息的准确性、有效性及科学性,为我国交通事业的发展打下良好的基础。
1.加强城市轨道交通工程监测工作的意义和价值近年来,我国各个省市和地区交通工程建设的速度不断突飞猛进,不仅为当地的经济和市场发展创造了必然条件,同时也给周围的环境和人们的安全带来一定的隐患。
在很多新建的城市轨道交通项目施工过程中,都出现了一定数量的安全事故,而且传统的风险机制无法适应现代的社会环境,因此使用智能化的集成技术为城市轨道交通工程的自动化监测提供创新和优化手段,是目前相关单位发展过程中必须考虑的问题,也是很多交通单位现阶段的研究课题。
采取智能集成技术加强城市轨道交通的自动化监测系统可以使工程全生命周期的安全得到应有的技术保障,始终处于可以控制的范围和状态,发挥出监测工作在城市轨道交通工程中的最大效用。
浅谈地铁施工过程中的变形监测技术
浅谈地铁施工过程中的变形监测技术地铁作为城市交通系统的重要组成部分,对于城市的交通发展和人们的出行具有重要意义。
地铁的建设和运行关系到城市的经济发展、环境改善和人民群众的出行安全。
而地铁的施工过程中,变形监测技术显得尤为重要。
本文将从地铁施工过程中的变形监测技术展开论述,旨在探讨地铁建设中的变形监测技术在保障安全和质量方面的重要性。
1.施工过程中的变形控制地铁施工过程中,常常需要对周围的建筑、道路、管线等进行变形监测。
这是因为地铁车站、隧道等工程往往会引起周围环境的变形,而这些变形可能会对周围的建筑和管线产生影响,甚至会引发安全事故。
对于地铁施工过程中的变形进行监测和控制显得尤为重要。
2.变形监测技术的应用地铁施工过程中的变形监测技术主要通过激光测距仪、全站仪、GPS等设备来进行测量,利用计算机技术对监测数据进行处理和分析,以实现对施工变形的实时监测和控制。
这些技术不仅可以对地铁工程的变形进行监测,还可以对周围建筑、管线等进行监测,确保地铁施工过程中的变形不会对周围环境产生不利影响。
1.保障施工安全2.保障工程质量地铁工程的施工质量直接关系到地铁的运行安全和使用寿命。
而施工过程中的变形如果得不到有效监测和控制,可能会产生一些隐藏的质量问题,对工程的安全和使用寿命产生影响。
对地铁施工过程中的变形进行监测和控制,有助于保障工程的质量。
3.减少施工成本地铁施工过程中,如果不能及时对施工变形进行监测和控制,可能会引发一些不必要的施工事故,导致施工成本的增加。
而通过变形监测技术,可以及时发现并处理施工过程中的变形问题,减少施工事故的发生,从而降低施工成本。
4.符合规范要求地铁施工过程中的变形监测技术的应用,可以有助于保障施工过程的符合规范要求。
地铁施工的变形监测技术的应用已成为国内外地铁施工的标准做法,符合国家标准和规范要求,有助于提高施工质量和工程安全性。
三、地铁施工过程中的变形监测技术的现状和发展趋势1.现状目前,国内外地铁施工过程中的变形监测技术已经得到广泛应用。
自动化监测技术在地铁中的应用
要点二
创新发展
鼓励企业和研究机构进行创新研究,探索新的监测技术和 方法,为地铁行业的发展提供新的动力和支持。
THANKS
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自动化监测技术可以提高监测效率和 准确性,降低人工成本,为地铁运营 提供更加全面和准确的数据支持。
02
自动化监测技术在地铁中的应 用场景
地铁隧道结构监测
结构变形监测
通过自动化监测技术,对地铁隧 道结构进行实时监测,及时发现 结构变形和异常情况,确保隧道
结构安全。
地质信息采集
利用自动化监测设备,采集地铁隧 道周边的地质信息,为地质分析和 灾害预警提供数据支持。
06
未来发展趋势与展望
智能化、自适应监测技术发展
智能化监测设备
随着人工智能技术的发展,未来地铁监 测设备将更加智能化,能够自动识别和 判断异常情况,提高监测效率和准确性 。
VS
自适应监测算法
通过不断学习和优化算法,未来地铁监测 系统能够自适应地调整监测参数和策略, 以适应不同环境和条件下的变化。
自动化监测技术还可以通过数据挖掘和 分析,预测设备的使用寿命和维护需求 ,为地铁运营提与运营风险
自动化监测技术可以减少人工巡检和监测的频率,降低人力成本和劳动强度,提高工作效率 。
自动化监测技术可以实现对地铁设备的远程监控和管理,减少现场作业人员的数量和风险, 提高运营的安全性和稳定性。
04
自动化监测技术在地铁中的优 势与挑战
提高监测效率与准确性
自动化监测技术可以连续、实时地收集 地铁系统的各种数据,如位移、速度、 加速度、温度、湿度等,避免了人工监
测的间断性和误差。
自动化监测技术采用高精度传感器和先 进的算法,能够准确地捕捉和识别异常 数据,及时发现潜在问题,提高监测效
基于智能型全站仪的地铁隧道变形自动化监测技术及应用
基于智能型全站仪的地铁隧道变形自动化监测技术及应用摘要:在地铁建设和运行的时候,要始终监测隧道结构的变形情况,以往使用的人工监测技术很难达到预期的目标。
为了使地铁既有线路正常运行和在建项目顺利施工,可利用智能型全站仪自动化监测技术,实现对地铁隧道变形情况的实时监测。
文章从全站仪变形监测的原理入手,具体包含三维坐标监测原理、围岩收敛变形监测的目的与原理等内容,并围绕其设计和实现展开探讨,结合实际案例探讨其应用,保证地铁既有工程的正常运行和在建工程施工的顺利实施。
关键词:智能型全站仪;自动化监测;地铁隧道引言由于新建地铁工程工作量大,施工、计量工作繁杂,各种工作过程错综复杂,对邻近运营的轨道交通监控造成了一定的影响,故对已经投入运营的地铁进行实时监控。
智能全站仪的自动监控技术能够实现地下隧道的实时数据采集,从而准确、及时地掌握和了解隧道的变形情况,因此,采用智能全站仪对地下隧道的变形进行自动监控有着十分重要的意义。
地铁隧道变形监测精度高、频次高、时效性强,但是隧道变形监测环境复杂,天窗时间段,存在着一定的安全风险,常规的手工操作方式很难适应地铁监控的需要。
采用全天候自动化的变形监测方法,是目前地铁隧道监控的最佳方法。
全站仪自动化变形监控系统能够全天候、高精度、高频率、安全稳定地进行变形监测,并能实时、准确、快速、安全、稳定地进行变形监测,并产生变形曲线、变形报告,对安全事故进行预测,消除隐患,确保地铁的安全施工和运行。
1.地铁隧道施工监测现状目前国内隧道工程监测主要采用手工监测,其优点是简单、技术成熟可靠,但其缺点是时间短、监测效率低、成本高、危险性大。
采用自动监控技术对地铁隧道施工进行实时监控,是目前地铁隧道工程监控发展的必然趋势,通过自动监控技术,可以实现对隧道工程的实时监控,并对其进行快速、高效的分析,对解决人工测量弊端具有很强的实际意义。
目前,我国隧道工程监测的重点是隧道纵向变形监测、隧道横向变形监测、隧道管径收敛变形监测。
自动化技术在地铁列车工程中的应用
自动化技术在地铁列车工程中的应用一、列车自动驾驶系统(ATO)列车自动驾驶系统是地铁列车自动化技术的核心之一。
它能够根据预设的运行计划和线路条件,自动控制列车的加速、减速、巡航和停车,实现列车的精准运行。
ATO 系统通过接收来自列车自动监控系统(ATS)的指令和线路数据,结合列车自身的速度、位置、加速度等信息,计算出最优的控制策略。
在加速阶段,系统会根据列车的性能和线路条件,合理控制牵引力的输出,确保列车平稳快速地加速;在减速阶段,系统会精确计算制动距离和制动力,使列车准确停靠在指定位置。
此外,ATO 系统还能够根据线路的坡度、弯道等情况,自动调整列车的运行速度,提高乘客的舒适度。
列车自动驾驶系统的应用,不仅提高了列车的运行效率和准点率,还减轻了司机的工作强度,使司机能够更加专注于列车的监控和应急处理。
二、列车自动监控系统(ATS)列车自动监控系统是地铁列车运行的“大脑”,负责对全线列车的运行进行监控和管理。
ATS 系统通过与列车上的车载设备、沿线的信号设备和车站的控制设备进行通信,实时获取列车的位置、速度、运行状态等信息,并将这些信息显示在控制中心的大屏幕上。
调度员可以通过 ATS 系统直观地了解列车的运行情况,及时发现并处理异常情况。
同时,ATS 系统还能够根据客流情况和运营计划,自动调整列车的运行间隔和停站时间,实现列车的灵活调度。
在遇到突发事件时,系统可以迅速制定应急处置方案,指挥列车采取相应的措施,保障乘客的生命安全和运营的正常秩序。
三、列车自动保护系统(ATP)列车自动保护系统是保障地铁列车运行安全的重要防线。
它能够实时监测列车的运行速度和位置,防止列车超速、冒进和追尾等事故的发生。
ATP 系统通过与轨道上的信号设备和列车上的传感器进行交互,获取列车的运行信息和线路的限制条件。
当列车的运行速度超过限速或接近危险区域时,系统会自动触发紧急制动,使列车停车。
此外,ATP 系统还具备列车完整性检测、车门与站台门联动控制等功能,进一步提高了列车运行的安全性。
自动化监测技术在青岛地铁13号线施工中的应用
自动化监测技术在青岛地铁13号线施工中的应用Chapter 1: Introduction随着城市化进程的加快,城市交通问题越来越突出。
青岛作为中国的重要沿海城市之一,经济、文化和人口都在不断增加。
为了缓解交通瓶颈,不断完善公共交通系统已成为城市交通建设的重要任务。
青岛市地铁建设逐步向前推进,13号线作为青岛市的重要轨道交通项目之一,在建设过程中,自动化监测技术得到了广泛的应用。
Chapter 2: Application of automation monitoring technology in the construction of Qingdao Metro Line 132.1 Characteristics of Automation Monitoring Technology自动化监测技术是指应用计算机技术、通信技术、仪表技术、传感器技术、图形处理技术、数据库技术等新技术实现监测设备、监测数据的实时采集、实时处理、实时传输、实时显示和自动诊断分析的技术。
监测技术主要用于工程结构物变形、振动、流量、温度、湿度、应变等参数的监测和分析。
2.2 Application of Automation Monitoring Technology in Qingdao Metro Line 13Qingdao Metro Line 13 is a key transportation project in Qingdao. The construction of the project has encountered many technical challenges, such as the complex geological and hydrological conditions, the deep excavation of tunnels, and the highrequirements for construction quality. Therefore, automation monitoring technology is widely used in the construction of Qingdao Metro Line 13.The application of automatic monitoring technology in Qingdao Metro Line 13 can be divided into two parts. Firstly, the monitoring of environmental and geological conditions, and secondly, the monitoring of the construction process.2.2.1 Monitoring of Environmental and Geological ConditionsThe construction of Qingdao Metro Line 13 is affected by many geological and hydrological conditions. For example, the construction area is located in a coastal area with high groundwater levels. Therefore, it is necessary to monitor the groundwater level, pore water pressure, and soil pressure of the construction site in real time to ensure the stability of the construction site. Automatic monitoring systems are used to collect and transmit data to the construction management center in real time. Through the data analysis, the construction team can adjust the construction plan in a timely manner to avoid geological disasters.2.2.2 Monitoring of the Construction ProcessThe construction of Qingdao Metro Line 13 involves various construction technologies, such as tunnel excavation, underground excavation, and construction of stations. In the process of construction, automation monitoring technology can be used to monitor the stability of the excavation face, the deformation of the support structure, the settlement of the ground, and the quality ofthe construction in real time. The monitoring data is transmitted in real time to the construction management center. Through the data analysis, it can provide early warning and take timely measures in case of potential safety hazards.Chapter 3: Advantages of Automation Monitoring Technology in the Construction of Qingdao Metro Line 133.1 Improving the Accuracy of MonitoringThe use of automation monitoring technology can effectively improve the accuracy of monitoring data. In the construction of the subway, it is necessary to monitor various parameters such as deformation, displacement, and strain. The traditional manual monitoring method cannot fully meet the needs of the construction, and the monitoring data is often inaccurate. Automation monitoring technology can improve the accuracy of monitoring by using high-precision sensors and automatic data acquisition systems.3.2 Real-time Monitoring and Early WarningAutomatic monitoring technology can realize real-time acquisition, processing, and transmission of monitoring data, providing timely and accurate information for construction management. By analyzing the data, the construction management center can predict and early warning potential problems and take effective measures to prevent accidents.3.3 Improve the Efficiency of ConstructionBy using automation monitoring technology, it can effectively reduce the number of manual monitoring personnel and the monitoring cycle. The automatic monitoring system can work 24 hours a day and can monitor multiple parameters at the same time. Moreover, the system can analyze data more quickly and accurately than manual monitoring, thus greatly improving the efficiency of construction.Chapter 4: Challenges and Solutions of Automation Monitoring Technology in the Construction of Qingdao Metro Line 134.1 ChallengesThe application of automation monitoring technology in the construction of Qingdao Metro Line 13 has encountered some challenges. For example, the construction site is located in a complex geological environment with high groundwater levels, which causes difficulties in the installation and operation of monitoring equipment. The long construction period also poses a challenge to the maintenance and operation of the monitoring system.4.2 CountermeasuresIn order to overcome these challenges, it is necessary to take corresponding countermeasures. For example, the monitoring equipment should be designed to be waterproof and moisture-proof to ensure its normal operation in a high groundwater level environment. In addition, it is necessary to strengthen themaintenance and management of the monitoring system and make reasonable arrangements for equipment replacement and maintenance.Chapter 5: ConclusionThe construction of Qingdao Metro Line 13 has been a great success, and automation monitoring technology has played an important role in ensuring the safety and quality of the construction project. Through the application of automation monitoring technology, it not only greatly improves the accuracy and efficiency of monitoring but also provides real-time monitoring and early warning, reducing potential safety hazards in the construction process. The application of automation monitoring technology in the construction of Qingdao Metro Line 13 provides a reference for the application of automation monitoring technology in the construction of future rail transit projects.。
基于无线传输的自动化监测系统在地铁中的应用
送 至现场采集单 元 ; ③现 场采集 单元接到 数据采 集命
令后 , 存储 的原始监测 数据传输 至无线数 据 服务 中 将
心 ; 无线数 据服务 中心将收 到的原始数 据存储 至该 ④ 工点对 应数据库 以及监 测控制软 件 ; ⑤监 测控制 软件 将 收到的数据 进行 自动 解算 , 将解算结 果存储 于对 并
北 京 市 科 技 计 划课 题 ( O 0 0 0 3 0 0 D 8 5 6 0 9 0 0)
采集单元供 电系统等 。
都 市 快 轨 交 通 ・第 2 4卷 第 2期 2 1 0 1年 4月
数 据 采集 单 元 为 设 置 于 现 场 的 单 片 机 , 接 收 控 可 制 软 件 的 相关 指 令 并 控 制 传 感 器 执 行 指 令 , 采 集 设 该
集 单 元 及 传 感 器 的配 套 程 序 。 常 用 功 能 主 要 有 : 管 ① 理测点( 监测 仪 器 ) 设 置 监 测 仪 器 参 数 ; 设 置 算 法 , , ② 不 同 的监 测 仪 器有 不 同 的解 算 方 法 , 同 的监 测 仪 器 , 相
数据采集设备制作工艺 比较成熟 , 在此不再赘述 。
高温 、 高压 、 地铁 运营 、 速路 行车 等外部 特殊 环境 条 高
件 下 , 统 方 式 的 人 工 监 测 已 不 能 满 足 高精 度 、 频 率 传 高
的监测需求 。而随着 测绘新 仪器 、 新技术 的不断应用 ,
自动 化 监 测 技 术 为 这 方 面 的 工 作 提 供 了一 个 崭 新 的 手 段 。 目前 , 自动 化监 测 技 术 已 应 用 于 地 质 灾 害 _ 、 J 桥 梁 l 、 坝 lJ 监 测 工 程 , 既 有 地 铁 监 测 中 也 已 经 大 等 在
全站仪自动监测系统在地铁监测中的应用研究
全站仪自动监测系统在地铁监测中的应用研究摘要:地铁的安全运营对于城市的交通发展至关重要。
地铁隧道及相关结构的稳定性和安全性是保证地铁运行的关键。
本文针对地铁监测中的全站仪自动监测系统的应用进行了研究。
通过理论分析,探讨了全站仪自动监测系统在地铁监测中的优势和应用效果。
研究结果表明,全站仪自动监测系统能够提高地铁监测的效率和准确性,对于地铁隧道结构的安全评估和预警具有重要作用。
关键词:全站仪自动监测系统;地铁监测;效率;准确性引言地铁系统是现代城市重要的交通基础设施之一,它不仅能够缓解交通压力,还能够提供高效、快速的出行方式。
然而,地铁隧道及相关结构在使用过程中面临着一系列的安全隐患和风险。
因此,地铁监测是确保地铁安全运营的关键环节。
传统的地铁监测方法存在着效率低下、准确性不高的问题。
全站仪自动监测系统的引入为地铁监测带来了新的机遇和挑战。
一全站仪自动监测系统的原理和技术全站仪自动监测系统是一种结合了全站仪技术和自动化控制技术的监测系统。
全站仪是一种能够测量和记录地点坐标信息的仪器,而自动化控制技术则用于实现监测系统的自动化和智能化操作。
通过将这两种技术相结合,全站仪自动监测系统能够实现高精度、高效率和全天候工作的特点,满足地铁监测的需求。
该系统可以实时监测地铁隧道的位移、倾斜等参数,并通过数据分析和比对来发现地铁结构的异常变化。
全站仪自动监测系统的引入为地铁监测带来了新的机遇和挑战,为确保地铁的安全运营提供了重要的技术支持。
二全站仪自动监测系统在地铁监测中的应用(一)地铁隧道位移监测全站仪自动监测系统是一种高效、准确的地铁监测工具,能够实时监测地铁隧道的位移情况,包括沉降、倾斜等参数。
这些数据对于确保地铁结构的稳定性和安全性至关重要。
通过对位移数据的分析和比对,全站仪自动监测系统能够及时发现地铁结构的异常变化,并采取相应的措施进行修复和加固,以确保地铁的稳定运行。
在全站仪自动监测系统中,全站仪是核心装置。
自动化技术在建筑施工中的应用
自动化技术在建筑施工中的应用在当今社会,随着科技的不断发展,自动化技术在各行各业都起到了越来越重要的作用,尤其是在建筑施工领域。
自动化技术可以有效提高施工效率、降低成本、减少人为错误,同时也能提升建筑质量和安全性。
本文将深入探讨自动化技术在建筑施工中的应用现状和发展趋势。
1. 自动化施工设备1.1 无人机无人机在建筑施工中的应用日益广泛。
通过搭载摄像头,无人机可以实现对施工现场的实时监控和巡视,提供高清影像和数据,帮助施工管理人员及时了解工地情况,发现问题并及时解决。
另外,无人机还能够进行测量、勘察等工作,大大提高了效率并降低了人力成本。
1.2 机器人在建筑施工中,机器人可以替代人工完成一些重复性、危险性较高的任务,比如搬运重物、焊接、切割等。
机器人工作效率高、准确度高,并且可以24小时不间断工作,极大地提高了施工效率和质量。
1.3 自动导向车辆(AGV)自动导向车辆在建筑施工中的应用也愈发普遍。
AGV可以实现材料运输和搬运的自动化,避免了人为操作不精准和慢等问题。
通过RFID技术和激光雷达等设备,AGV可以实现精准定位和路径规划,保证材料准确送达目的地。
2. 自动化施工流程2.1 BIM技术BIM(Building Information Modeling)是一种基于三维模型的建筑信息模拟技术。
通过BIM技术,设计师、承包商和业主可以在同一个平台上交换信息、协作设计、预测风险并优化设计方案。
BIM技术能够帮助各方更好地理解整个项目,降低误差率并提高效率。
2.2 智能监控系统智能监控系统通过传感器和摄像头等设备,实时监测施工现场的温度、湿度、气压、光线等信息,并将数据传输至中心控制系统进行分析和处理。
一旦发现异常情况,系统会自动报警并采取相应措施,保证施工安全性和质量。
2.3 自动化安全防护系统自动化安全防护系统是利用传感器、摄像头等设备,对施工现场进行实时监控,并对安全事故进行预警和处理。
比如,在高空作业时,系统可以监测工人是否佩戴安全带,并进行及时提醒;在塔吊操作时,系统可以检测风速是否超标,并控制塔吊停止作业等。
电气工程与自动化在地铁与轨道交通中的应用与管理
电气工程与自动化在地铁与轨道交通中的应用与管理地铁与轨道交通作为现代城市交通系统的重要组成部分,承载着大量的人流和货物运输任务,对安全、稳定和高效的运营提出了极高的要求。
电气工程与自动化技术作为现代技术的重要支撑,在地铁与轨道交通中的应用与管理发挥着重要作用。
本文将从列车运行控制、信号与通信系统、电源与能源管理以及维护与管理四个方面进行论述。
一、列车运行控制列车运行控制是地铁与轨道交通中最核心的环节之一,它直接关系到列车运行的安全性和效率。
电气工程与自动化技术在列车运行控制方面有着广泛的应用。
首先是采用自动驾驶技术,通过精确的地铁信号系统和列车传感器,实现列车的自动驾驶和运行控制,大大提高了运行的准确性和安全性。
其次是采用列车调度系统,通过智能算法和数据分析,实现列车运行的优化调度,为乘客提供更高效的服务。
最后是采用列车监控系统,通过实时的数据采集和分析,对列车的运行情况进行监控,及时发现并解决潜在问题,保障列车运行的安全和稳定。
二、信号与通信系统信号与通信系统是地铁与轨道交通中保障运行安全和提供乘客服务的关键支撑系统。
电气工程与自动化技术在信号与通信系统方面的应用与管理不可或缺。
电气工程技术通过控制信号灯和信号设备,确保列车之间的行车间隔和安全距离,并通过智能化的控制系统,实现信号的自动化管理和运行控制。
自动化技术的应用还包括列车与地面调度中心之间的通信系统,通过高效的数据传输和交换,实现列车的调度、监控和服务。
同时,信号与通信系统的管理也包括设备的维护保养和技术更新,确保系统的稳定性和可靠性。
三、电源与能源管理电源与能源管理是地铁与轨道交通中的一个重要问题,它涉及到电力供给和能源消耗的高效管理。
电气工程与自动化技术在电源与能源管理方面有着独特的优势和应用。
首先是采用智能化的电力设备和配电系统,通过监控、控制和管理,实现电力的高效供给和分配。
其次是采用能源回收和再利用技术,将列车运行中产生的能量进行回收或储存,提高能源利用效率。
自动化技术在地铁运行控制中的应用
自动化技术在地铁运行控制中的应用地铁作为现代城市交通的重要组成部分,其高效、安全的运行对于城市的发展和居民的出行至关重要。
自动化技术的应用在地铁运行控制中发挥着关键作用,极大地提高了地铁系统的运行效率和安全性。
自动化技术在地铁运行控制中的应用涵盖了多个方面。
首先是列车自动驾驶系统(ATO)。
ATO 系统能够根据预设的运行计划和线路条件,自动控制列车的加速、减速、停车和启动。
这不仅减少了司机的操作负担,还能够确保列车运行的平稳性和准确性,提高了乘客的舒适度。
通过精准的速度控制,列车能够在不同的路段保持最佳的运行状态,从而节省能源消耗。
其次,列车自动监控系统(ATS)也是自动化技术的重要体现。
ATS 可以实时监控列车的位置、速度和运行状态,为调度人员提供全面的信息。
一旦列车出现异常情况,如晚点、故障等,ATS 能够及时发出警报并提供相应的解决方案建议。
调度人员可以根据这些信息对列车运行进行调整,确保整个地铁线路的运行秩序。
信号系统是保障地铁安全运行的关键。
自动化的信号系统能够准确地为列车分配行驶路径,避免列车之间的冲突和碰撞。
例如,基于通信的列车控制系统(CBTC)利用先进的通信技术,实现了列车与控制中心之间的实时数据传输,大大提高了信号系统的可靠性和响应速度。
在地铁车站,自动化技术同样得到了广泛应用。
自动售检票系统(AFC)方便了乘客购票和进出站,提高了票务管理的效率和准确性。
自动扶梯和电梯的运行也可以通过自动化控制实现节能和安全运行。
此外,车站的通风、照明和空调系统也可以根据乘客流量和环境条件进行自动调节,以提供舒适的候车环境并降低能源消耗。
自动化技术在地铁运行控制中的应用还带来了一系列的优势。
其一,提高了运行的可靠性和安全性。
通过精确的控制和实时的监控,能够及时发现和处理潜在的安全隐患,降低事故发生的概率。
其二,提升了运营效率。
自动化的运行控制能够减少人为因素导致的延误和错误,优化列车的运行间隔,提高线路的运输能力。
地铁自动化监测精度的研究
地铁自动化监测精度的研究摘要:随着社会的快速发展,城市地铁运营线路的快速增加,临近地铁的深大基坑项目也不断增多,这些基坑施工造成地铁产生较大的变形和位移,严重威胁地铁的安全。
传统的人工监测方法已不能满足地铁监测周期短、时效性强的要求,而自动化监测可实时提供稳定可靠的高精度动态监测数据,是目前的研究方向和趋势。
以某地铁保护区工程项目为例,介绍了自动化监测系统的构成与运行、监测网布设等内容,监测数据准确反映了基坑开挖对地铁的影响规律,验证了该方法的可行性及可靠性,有效保证了地铁的结构和运营安全,适宜在类似项目中推广应用。
关键词:地铁自动化;监测精度;研究引言地铁基坑施工期间,自动化监测通常应用在以下几个方面:基坑变形监测可以实时获取基坑的变形情况,包括基坑倾斜度、位移等数据信息。
通过对基坑变形的实时监测,可以及时发现基坑变形是否超过设计标准值。
通过采取处理措施避免工程险情的发生。
支护结构受力监测可获取基坑支护结构的受力情况,它通常包括支护结构的应力、位移、内力等数据信息。
通过对支护结构受力的实时监测,可以及时发现支护结构受力不均衡、支护结构变形过大等问题。
周边环境变化监测可对工程周边环境变化进行实时监测,包括地表沉降、裂缝、周边建筑物变形等数据信息。
通过对周边环境变化的实时监测,可以及时发现周边环境变化是否对基坑安全造成影响,避免因环境因素导致施工险情的发生。
1施工方案基准点、站测点和监测点的布设。
杭州地铁1号线已运营,在检测中需要采用自动化检测方式,监测区间隧道结构水平及垂直方向的位移。
采用自动全站仪、柔性测斜仪、裂缝计等设备与软件系统相结合,建立结构形变自动检测系统,对区间隧道的管片、顶板以及道床等三维变形值进行检测。
设备布设。
将基准边设置在稳定位置,使其与变形区具有足够的距离。
变形区检测过程中,整个监测网的基准点要布置在变形区两侧,且数量大于8个。
各基准点交错分散布置,保证基准点之间有一定的角度和距离。
自动化技术在城市轨道交通工程中的应用
自动化技术在城市轨道交通工程中的应用随着城市化进程的加速,城市人口不断增长,交通拥堵问题日益严重。
城市轨道交通作为一种高效、便捷、大运量的公共交通方式,在缓解城市交通压力方面发挥着越来越重要的作用。
而自动化技术的应用,更是为城市轨道交通工程带来了革命性的变化,极大地提高了其安全性、可靠性、运营效率和服务质量。
一、自动化技术在城市轨道交通信号系统中的应用信号系统是城市轨道交通的“大脑”,负责指挥列车的运行。
自动化技术在信号系统中的应用,主要体现在列车自动控制(ATC)系统上。
ATC 系统包括列车自动驾驶(ATO)、列车自动防护(ATP)和列车自动监控(ATS)三个子系统。
ATO 系统能够根据预设的速度曲线和运行计划,自动控制列车的加速、减速和停车,实现列车的自动驾驶。
这不仅减轻了司机的工作强度,提高了列车运行的平稳性和舒适性,还能够精确控制列车的运行时间,提高线路的通过能力。
ATP 系统则为列车的运行提供安全保障。
它通过检测列车的速度、位置和线路条件,实时计算列车的制动曲线,确保列车在安全距离内停车,防止列车追尾、冲突等事故的发生。
同时,ATP 系统还能够与列车的牵引系统和制动系统进行联动,实现紧急制动,保障乘客的生命安全。
ATS 系统负责对列车的运行进行监控和管理。
它能够实时显示列车的位置、速度、运行状态等信息,为调度员提供决策支持。
调度员可以通过 ATS 系统下达运行指令,调整列车的运行计划,以应对突发情况,保证线路的正常运营。
二、自动化技术在城市轨道交通车辆中的应用城市轨道交通车辆的自动化技术应用主要体现在车辆的牵引、制动和监控系统方面。
在牵引系统中,采用了先进的交流传动技术和变频调速控制,能够根据列车的负载和运行速度,自动调整牵引力,实现节能运行。
同时,牵引系统还具备故障诊断和自我保护功能,当系统出现故障时,能够自动切换到备用模式,确保列车的正常运行。
制动系统也实现了自动化控制。
电制动和空气制动相结合的方式,能够根据列车的运行状态和制动需求,自动分配制动力,提高制动的准确性和可靠性。
地铁既有线自动化监测的应用
114自动化控制Automatic Control电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering当前,有部分地铁施工附近会存在距离既有地铁隧道较近并且较深的大基坑,这些基坑不仅会提高其他建筑物的建设难度,同时施工过程中地铁隧道周边的土体会发生改变,从而对地铁的结构稳定和运营安全造成一定影响。
眼下我国地铁施工过程中还主要是依靠人工测量地铁隧道结构变化,但是在施工过程中使用自动化监测系统能高效、准确地向相关单位传输数据资料,明显优化的监测工作的准确性和高效性,能及时发现施工过程中隧道变形出现的异常问题,确保施工工程顺利完成。
1 项目概况石碶站(5号线)与已建成石碶站(2号线)通道换乘。
基坑与2号线石碶站车站(地下三层箱型框混凝土结构,距离基坑11.63m )、2号线附属(地下二层箱型框混凝土结构,距离基坑6.67m )及盾构区间(最近距车站约13.07m )。
本站共设置3个出入口、2个风亭组和一个换乘通道,其中A 号出入口远期预留,B 号出入口与A 号风亭组合建,C 号出入口与B 号风亭组合建。
1.1 基坑与2号线石碶站关系在建5号线石碶站主体基坑紧邻2号线石碶站,西端头井距离2号线鄞石区间最近距离为13.47m ,基坑东北角设有换乘接口。
2号线鄞石区间盾构隧道侧壁距离5号线石碶站主体基坑西端头井最近距离16.04m ;其中,5号线盾构隧道上穿2号线鄞石区间,鄞石区间拱顶标高-14.529m ,5号线盾构区间拱底标高-13.408m (以地面标高3.5m 计)。
2 监测点布设2.1 车站、隧道水平位移监测点布设车站、隧道水平位移监测点布置在车站侧墙或隧道两侧管片上,监测点采用反光棱镜,测点埋设前应先确定埋设的位置,由于目前车站侧墙和隧道管片上管线及电箱较多,因此测点的埋设位置需保证与监测仪器之间的通视。
在选定测点位置后,用钻机在墙上钻孔,打入膨胀螺丝并将反光棱镜紧固安装。
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。
自动化监测在市政建设工程中的应用
自动化监测在市政建设工程中的应用近年来,自动化监测技术在市政建设工程中得到了广泛应用。
自动化监测是指通过自动采集、传输和处理监测数据的技术,以实现对工程施工、运行和维护等方面的实时监测、预警和管理。
下面将介绍自动化监测在市政建设工程中的应用。
一、道路工程在道路建设领域,自动化监测技术主要用于路面变形、路基沉降、裂缝等问题的监测。
通过安装传感器、测量仪器、位移计等设备,实时采集路面变形、路基沉降等数据,并通过无线传输或物联网上传至监测中心进行数据分析和处理。
同时,监测中心还可以对数据进行比对分析,及时发现和预警路面异常情况,为工程保障提供科学数据支持。
二、桥梁工程在桥梁建设领域,自动化监测主要用于桥梁变形、结构破损等问题的监测。
通常采用的是激光位移仪、轴力传感器、倾角传感器等设备,对桥墩、桥塔、梁体等关键部件进行实时、连续的监测。
同时,监测中心还可以通过数据分析、模型仿真等手段,及时评估桥梁的稳定性和安全性,并提供相应的维修方案。
三、地铁工程在地铁建设领域,自动化监测技术主要用于地铁隧道的监测。
通过安装压力、温度、湿度等传感器,实时监测隧道内部的环境参数和地下水、地震等情况。
同时,也可以通过挂载在列车和轨道上的传感器,监测地铁车辆的运行状态,保障地铁运行的安全性和可靠性。
四、给排水工程在给排水工程领域,自动化监测主要用于水质、水位、流量等参数的监测。
通过安装水质传感器、水位计、流量计等设备,实时监测河道、水库、污水处理等环境中的水质变化、水位变化和水流速度等参数变化。
通过数据分析和模型仿真,可以评估水源的安全性和可靠性,并提供相应的维修方案。
五、城市照明工程在城市照明工程领域,自动化监测主要用于城市照明的日常管理和维护。
通过安装光线传感器、摄像头等设备,实时监测城市路灯、广告牌等的照明质量和运行状况。
通过对数据进行分析和比对,可以及时发现故障和异常,并提供维护方案,保障城市照明的高效运行。
总之,在市政建设工程中,自动化监测技术的应用不仅能够提高工程的安全性、可靠性和质量,还能提高工程建设和维护的效率和科学性。
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自动化监测技术在青岛地铁13号线施工中的应用自动化监测技术在青岛地铁13号线施工中的应用于博1,李维洲2 (1.中国交通建设股份有限公司,北京100088;2.中国交建青岛地铁项目总经理部,山东青岛266555) 摘要:为了及时地获取监测数据,采用自动化监测技术对青岛地铁13号线进行在线监测。
该系统可通过短距离无线传输和远程在线监控,对车站基坑围护结构及周边环境的变形、内力、地下水位和爆破振动等变化实现自动化监测,并集成了监测数据分析功能、监测信息预警预报功能和工程资料管理功能。
应用结果表明,自动化监测系统能够在复杂条件下进行快速监测,及时预警可能出现的险情。
关键词:城市地铁;自动监测;险情预警;基坑围护施工0 引言青岛地铁暗挖车站和隧道区间多位于“上软下硬”土岩组合地层,各类基岩面起伏大,风化岩石的工程性状差异大,地质条件复杂;在进行车站基坑围护结构施工和隧道开挖的过程中,存在较大的施工风险。
如何利用现有的施工经验,结合青岛特有的花岗岩地质条件,运用自动化监测技术,准确、快速、实时地掌握车站基坑和隧道的稳定状况,控制好施工过程中的安全问题,就显得尤为重要。
本文以青岛地铁13号线车站深基坑施工为依托,阐述自动化监测系统的工作原理及方案设计,并结合现场采集的监测数据,分析地铁车站围护结构的变形规律,对地铁施工的安全状况做出评价。
1 工程概况青岛市地铁13号线项目位于青岛市西海岸经济新区,起于嘉陵江路站,经经济技术开发区、中央商务区、新区中心区、古镇口创新示范园、董家口经济区,终于董家口火车站,并预留延伸日照的条件。
线路总长68.9 km,其中地下线区间长度为17.8 km,设地下站9座、高架站14座。
自动化监测范围为地下车站基坑、区间明挖段及施工竖井、斜井,监测内容为围护桩深层水平位移、支撑轴力、地下水位和沿线暗挖爆破振动速度。
2 自动化监测系统工作原理 2.1 自动化监测技术的特点目前多数地铁施工监测仍以人工监测为主。
人工监测技术成熟,通用性好,但在现场监测工作的开展中,限于隧道内复杂的作业环境以及监测手段的局限性,监测工作存在一些障碍和困难,如:复杂恶劣环境下监测的准确性和稳定性难以保证,静态单点监测难以满足实时性和自动化要求,应急监测和抢险滞后性明显,监测作业集成化程度较低等。
相比于人工监测,自动化监测系统精度较高,且能够实现分布式连续监测,实时提供监测数据,提高了监测效率,减少监测人员的劳动强度,保证监测数据的准确性和及时性[1-4]。
同时,在隧道施工过程中,自动监测系统能够对各类监测数据进行全天候不间断的跟踪,并自动与报警控制值对比分析,在监测值超过报警值的时候自动报警,及时提醒参建各方采取措施,并辅助工程人员做出合理的决策,使隧道施工处于受控状态[5-8]。
2.2 系统基本组成地铁自动化监测系统由数据采集系统、无线传输系统、监测数据管理平台组成。
按照监测数据管理的功能需求,监测数据管理平台包括监测数据分析功能模块、监测信息预警预报功能模块和工程资料管理功能模块。
数据采集系统由传感器、数据采集设备等组成,用于对现场监测数据的自动采集、存储和预处理。
无线传输系统由中继器、网关、无线数据采集装置和服务器组成,用于数据的远程无线控制,并可在任何有网路的地方经授权后实时查看监测数据[9]。
监测数据分析功能模块主要对获取的监测数据进行关联比较分析,绘制监测数据的历史曲线。
通过分析监测项目变化值或变化速率,获得监测数据的状态信息,并自动生成专业的监测报表。
监测信息预警预报功能模块根据监测控制指标的不同将预警分为三级来进行监测过程管理,并用不同的颜色将三级预警信息反映在GIS地理信息图上[10-12]。
当监测数据在预警阈值之外时,第一时间触发报警机制,通过短信、软件界面、邮件等终端发布预警信息。
工程资料管理功能模块提供工程资料综合管理功能,能够对施工方、监测方、监理方、业主方的各种工程资料进行管理,并提供资料关联功能[13-14]。
另外,工程资料管理模块还定义了文档流转功能,用于实现文档在不同部门间的流转。
3 地铁自动化监测系统 3.1 数据采集系统根据《城市轨道交通工程监测技术规范》(GB 50911—2013),城市轨道交通工程的监测对象主要有:基坑工程中的支护桩(墙)、支撑、锚杆等,矿山法隧道工程中的初期支护、临时支护、二次衬砌等支护结构,工程周围的岩土体、地下水及地表,工程周边建筑物、地下管线、既有轨道交通等。
根据监测对象的不同,监测内容可分为变形监测、内力监测、地下水位监测和爆破振动监测4类。
为满足青岛轨道交通13号线工程的支护结构安全和周边环境保护要求,根据监测对象的特点、工程监测等级、工程影响分区、设计及施工的要求,确定车站基坑的自动化监测项目分别为变形监测中的深层水平位移监测、内力监测中的支撑轴力监测、地下水位监测和爆破振动监测。
3.1.1 深层水平位移监测围护结构深层水平位移采用导轮式固定测斜仪进行监测。
通过监测不同深度的水平位移,判断结构受力是否存在薄弱区段以及变形状态是否安全。
导轮式固定测斜仪是由一定数量安装在测斜管里的固定测斜仪传感器通过钢导线进行串联而成,主要布置在基坑周边的中部、阳角处、深度变化及有代表性的部位。
使用无线数据采集器采集数据,并通过无线通信传输到节点。
无线数据采集器允许直接连接双轴传感器和三轴传感器。
3.1.2 支撑轴力监测根据支撑构件材料的不同,水平支撑体系可分为钢筋混凝土支撑和钢支撑2类。
支撑轴力的监测应根据钢筋混凝土支撑和钢支撑各自的受力特点,选取合适的振弦式传感器进行。
为了监控基坑施工期间支撑的内力状态,需设置支撑轴力监测点。
轴力监测点布设在基坑中部、阳角部位、深度变化部位、支护结构受力条件复杂部位及在支撑系统中起控制作用的支撑部位,且尽量与围护结构变形监测点在同一个断面。
混凝土支撑采用钢筋计进行轴力监测,钢筋计布置在距支撑端部1/3的混凝土截面4个角部主筋处。
每个监测点位处布设的传感器信号汇聚到采集仪,最终通过无线设备将现场的实时数据发送到监控中心。
3.1.3 地下水位监测地下水位采用电压式水位计进行监测,电压式水位计能够直接测量各种环境下水位的变化。
由于大气压的变化会影响测量结果,在实际中通常搭配气压补偿计使用,用以消除大气压对测量结果的影响,提高测量精度。
3.1.4 爆破振动监测爆破振动一般采用振动传感器进行监测。
振动传感器采用无源闭环伺服技术,以获得良好的超低频特性,提供测点的加速度、速度或位移参量。
振动传感器具有灵敏度高的特点,能够实现频率低、位移大的变量测量。
数据采集器采集爆破振动监测数据,拥有触发采样功能,使采集频率与爆破频率保持一致,保证每次爆破都可采集到数据。
数据采集器将模拟信号转换成数字信号,以无线的方式传输至服务器。
3.2 无线传输系统无线传感器网络是一种分布式传感网络,能够实现数据的采集、处理和传输。
在复杂环境下建立适用于地铁工程的无线传感器网络,应选择适当的无线通信技术进行组网。
常见的无线通信技术包括蓝牙、超宽带技术、ZigBee和Wi-Fi。
在地铁工程进行无限网络传输,需要考虑传感器类型多且数量大、监测区域广、测点布置分散、数据采集低频、组网要求高等特点,故采用可靠性高、成本低、功耗低、安全性高、协议简单的ZigBee技术[15]。
3.2.1 短程无线组网车站基坑中每个监测断面布置1个中继节点,每个车站基坑布置1个网关,中继节点数据发送至网关,网关再将数据统一发送至监控中心。
中继器是基于ZigBee技术的无线节点,内部集成了针对振弦传感器和数字温度传感器的测量电路,并通过开关扩展到4路输出。
节点内置锂电池作为节点电源驱动整个模块工作,同时外置太阳能电池板提供长期的续航能力。
采集节点内置2 MB的存储器,用于备份采集到的数据(循环存储),当网络故障导致节点不能及时上报数据时,云网关可以通过记录中的某个节点的数据断点时间从节点(中继器)中恢复数据。
中继节点在ZigBee网络中实现数据转发的功能,但不实现采集功能,故中继节点的功耗要略小于采集节点。
云网关是一个内置嵌入式处理器的多功能采集模块,内置ZigBee协调器,用于管理附属于该协调器管辖内的所有ZigBee节点。
云网关内置DTU模块,可以将ZigBee协调器收集上来的数据发送至应用端。
3.2.2 无线数传采集无线数传采集装置由无线数传终端和无线数传主机组成,依靠成熟的GPRS/GSM 网络在网络覆盖区域内快速组建数据通讯,进行远程控制,具有简单方便的特点。
无线远程数传采集结构如图1所示。
图1 无线远程数传采集结构3.3 监测数据管理平台3.3.1 平台实现方式监测数据管理平台采用B/S架构开发。
B/S架构即“浏览器/服务器”模式,是基于WEB技术的主流应用开发架构。
B/S架构将系统功能的核心部分集中部署到服务器,用户通过浏览器访问系统,将最新的应用程序加载到本地浏览器中执行,减轻了服务器端的工作负荷,简化了客户端的部署,提高了系统的开发、维护效率。
3.3.2 平台功能架构监测数据管理平台采用SOA(面向服务的体系结构)架构,分为数据层、分析层、服务层和应用层。
系统的主要功能有项目信息综合管理、监测数据分析处理、监测信息预警预报、工程资料管理等。
监测数据管理平台的系统构架如图2所示。
图2 监测数据管理平台体系架构数据层通过实时存储元数据文件与关系数据库文件,在一定时间汇总接收的数据,用于数据的统计分析;自带一整套标准监测数据规范,系统存储的数据按照该套规范进行工作,使得监测数据作为安全监测的基础信息很好地为其他功能模块服务。
分析层执行逻辑计算,实现项目信息管理、数据分析与处理、曲线和报表生成、监测信息预警、工程资料管理等应用功能。
分析层内置监测数据的误差处理、可靠性检验、有效性判断等专业算法,对监测数据进行验证,保证了数据的有效性和可靠性。
服务层提供标准接口监测信息发布服务、网页信息平台、用户管理服务,通过加密的标准XML文档进行传输。
应用层通过网页、数据库、用户客户端编辑器等提供数据展现和用户体验;通过监测数据曲线显示,提供强大的图形与报表展示功能;通过分析监测项目变化值或变化速率获得监测数据分析的专业分析结果,输出监测数据和曲线图形,自动生成监测报表。
4 工程应用青岛轨道交通工程13号线嘉年华车站位于漓江西路下方,站位紧贴漓江西路北侧,漓江西路为双向六车道,车流量较大。
车站为地下二层双柱明挖岛式车站,主体采用明挖顺做法施工,全长168.5 m,标准段宽20.7 m。
基坑围护上部采用直径1 m的吊脚桩(钻孔灌注桩),间距1.4 m,桩间旋喷桩止水,锚索竖向间距为1.5 m。
基坑内设置内支撑体系,竖向设3道内支撑,第1道支撑为800 mm×800 mm的混凝土支撑,水平间距为5.5 m,第2、3道支撑为Φ800 mm钢管支撑,水平间距为3.5 m。