（1 遼 寧省有色地質(zhì)局一 〇七隊 遼寧大連116113；2大連市自來水集團(tuán)設(shè)計有限公司 遼寧大連116011）

（1 遼 寧省有色地質(zhì)局一 〇七隊 遼寧大連116113；2大連市自來水集團(tuán)設(shè)計有限公司 遼寧大連116011）

傳統(tǒng)的人工檢測技術(shù)應(yīng)用于運營地鐵線路的變形監(jiān)測已非常局限，本文將傳統(tǒng)的人工檢測和自動化監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了比較，重點介紹了全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)和靜力水準(zhǔn)自動監(jiān)測系統(tǒng)兩種自動化監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用。

人工監(jiān)測全站儀自動監(jiān)測靜力水準(zhǔn)自動監(jiān)測

1 引言

截至到2015年底，大連軌道交通的總運營里程累計達(dá)到170公里，主要有地鐵1號線、地鐵2號線、快軌3號線、快軌旅順南路、快軌九里線等5條軌道交通線路。鑒于地鐵在國民生活和生產(chǎn)中的重要性，以及地鐵事故所可能造成的重大后果，如何保障地鐵在運營期間的安全成為地鐵運營部門面對的一個重要任務(wù)。從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，運營中地鐵變形是城市管理不可忽視的重要環(huán)節(jié)，我們必須對其進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)、現(xiàn)代、專業(yè)的監(jiān)測，確保公共場所及重大建筑的安全運營，保障社會的穩(wěn)定發(fā)展。

2 傳統(tǒng)檢測的局限

傳統(tǒng)的人工檢測均由人工定期用常規(guī)儀器到現(xiàn)場進(jìn)行測量，檢測工作量大，受人工、天氣、現(xiàn)場條件等因素的影響，存在許多人為誤差。各項技術(shù)參數(shù)不能實時監(jiān)測，匯總分析滯后，難以及時掌握地鐵運行中存在的風(fēng)險和問題，這些都將影響地鐵的管理水平和安全運營。

由于地鐵隧道在一天中的三分之二以上的時間是處于全封閉的運營狀態(tài)，絕對不允許檢測人員進(jìn)入隧道內(nèi)工作，所以要求必須在隧道內(nèi)設(shè)置自動化監(jiān)測系統(tǒng)代替人工操作，實現(xiàn)對隧道水平、垂直位移的連續(xù)、精確監(jiān)測。

傳統(tǒng)檢測和自動化監(jiān)測比較

3 自動化監(jiān)測技術(shù)在運營地鐵線路中的應(yīng)用

目前國內(nèi)外遠(yuǎn)程自動化監(jiān)測系統(tǒng)主要有近景攝像測量系統(tǒng)、光纖監(jiān)測系統(tǒng)、全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)、靜力水準(zhǔn)自動監(jiān)測系統(tǒng)、多通道無線遙測系統(tǒng)、巴賽特結(jié)構(gòu)收斂系統(tǒng)。以下主要介紹全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)和靜力水準(zhǔn)自動監(jiān)測系統(tǒng)兩種監(jiān)測技術(shù)。

3.1 全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)

一個完整的全站儀自動監(jiān)測系統(tǒng)是指在無需操作人員干預(yù)的條件下，實現(xiàn)自動觀測、記錄、處理、存儲、報表編制、預(yù)警預(yù)報等功能，它由一系列的軟件和硬件構(gòu)成，整個系統(tǒng)配置包括：自動化全站儀、棱鏡、通訊電纜及供電電纜、計算機與專用軟件。

自動化全站儀能夠自動整平、自動調(diào)焦、自動正倒鏡觀測、自動進(jìn)行誤差改正、自動記錄觀測數(shù)據(jù)。以瑞士徠卡公司生產(chǎn)的TCA系列自動全站儀為例，它又被稱為“測量機器人”，其獨有的ATR模式，使全站儀能進(jìn)行自動目標(biāo)識別，操作人員一旦粗略瞄準(zhǔn)棱鏡后，全站儀就可搜尋到目標(biāo)，并自動瞄準(zhǔn)，不再需要精確瞄準(zhǔn)和調(diào)焦，大大提高工作效率。具體觀測方法為：通過控制軟件，在每個觀測周期開始前，利用布設(shè)好的基準(zhǔn)點，測四個測回推算出測站點的坐標(biāo)，然后，對所有的點進(jìn)行自動觀測，得到觀測點的坐標(biāo)，實現(xiàn)地鐵運營期間24h實時監(jiān)測。

實時監(jiān)控軟件GeoMos?Monitor是專門用于監(jiān)測的，與TCA全站儀配套的變形測量軟件，它既可按操作者設(shè)定的測量過程和選定的基準(zhǔn)點、觀測點進(jìn)行相應(yīng)的測量處理，也可快速建立三維坐標(biāo)、位移量以及其它相關(guān)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速存儲、檢索、編輯，可實時顯示量測數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實時處理或后處理，能實時或事后顯示圖形。利用和GeoMos的軟件接口，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，按要求的格式將監(jiān)測點的位移變化轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)圖表的形式直觀地表達(dá)出來，繪制出監(jiān)測報表和位移曲線，自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、報警以及報表生成的功能。

3.2 靜力水準(zhǔn)自動監(jiān)測系統(tǒng)

靜力水準(zhǔn)自動監(jiān)測系統(tǒng)是依據(jù)連通管原理的方法，用電容傳感器，測量每個測點容器內(nèi)液面的相對變化，再通過計算求得各點相對于基點的相對沉陷量。

該系統(tǒng)主要有測量、數(shù)據(jù)發(fā)射和數(shù)據(jù)采集及分析三個部分組成。靜力水準(zhǔn)儀安裝后，將各靜力水準(zhǔn)儀導(dǎo)線聯(lián)接至數(shù)據(jù)箱，通過無線傳輸或網(wǎng)線直接聯(lián)接至電腦（可多臺電腦同時查看），隨時輸出測量指令或設(shè)定定時測量指令，靜力水準(zhǔn)儀自動測量容器內(nèi)的水位變化情況，通過一定的公式，解算為水位的升降量，從而形成報表。靜力水準(zhǔn)儀采集數(shù)據(jù)結(jié)束后，通過數(shù)據(jù)處理及分析軟件得出監(jiān)測點相對基準(zhǔn)點的沉降變化量及變化速率，之后繪出累計變沉降量-時間曲線和變化速率-時間曲線，進(jìn)而分析運營地鐵的變形情況。?

靜力水準(zhǔn)儀用于沉降的精密監(jiān)測，靈敏度高，精度高。其缺點是易受外界影響，如列車振動、溫度變化幅度大引起數(shù)據(jù)漂移等；安裝調(diào)試復(fù)雜（系統(tǒng)距離愈長調(diào)試愈復(fù)雜）。由于采用連通管原理，系統(tǒng)的距離與數(shù)據(jù)的滯后性也有一定得關(guān)系。另由于長期使用，儀器內(nèi)需要及時補液。

4 結(jié)語

自動化監(jiān)測系統(tǒng)具有集成化、一體化的特征，并具有遙測、遙控、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸、預(yù)警、一體化網(wǎng)絡(luò)功能。通過自動化監(jiān)測系統(tǒng)可以對既有線的地鐵運營異常、潛在或突發(fā)事故實現(xiàn)實時監(jiān)控，大量監(jiān)測數(shù)據(jù)自動傳輸至監(jiān)測中心,進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、查詢和比較驗證，借助監(jiān)測系統(tǒng)的配套軟件,可迅速對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對運營線結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)進(jìn)行評估，及時向運營單位反饋信息,確保地鐵安全、不間斷運營。

[1]JGJ8—2007.《建筑變形測量規(guī)范》 [S].?

[2]GB50308-99.《地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范》 [S].

[3]劉軍，張飛進(jìn)，高文學(xué)，等.遠(yuǎn)程自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)在復(fù)雜地鐵工程中的應(yīng)用［J］.中國鐵道科學(xué)，2013,28（3）：140-144.

自動化監(jiān)測技術(shù)在運營地鐵線路中的應(yīng)用探討

■陳輝1趙洪峰2

X830.2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-243-1