程 彥 （合肥工大工程試驗(yàn)檢測(cè)有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230009）

0 前言

巖土工程動(dòng)工時(shí)會(huì)對(duì)周邊巖土體造成強(qiáng)烈擾動(dòng)，此時(shí)可能引發(fā)山體滑坡、坍塌等現(xiàn)象，此類現(xiàn)象具有較大的危險(xiǎn)性，如果在沒(méi)有防護(hù)的條件下直接動(dòng)工，大概率會(huì)引發(fā)安全事故發(fā)生，對(duì)此在傳統(tǒng)巖土工程當(dāng)中，往往需要通過(guò)人工來(lái)對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)設(shè)置預(yù)防設(shè)施保護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)，但這種方法由于人工不穩(wěn)定性影響，最終得出的結(jié)果一般都存在缺陷。鑒于此，有研究人員在自動(dòng)化技術(shù)條件下提出了巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，理論上通過(guò)該系統(tǒng)能夠突破傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法的缺限。

1 巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

傳統(tǒng)巖土工程監(jiān)測(cè)方法存在多種缺陷，所以有必要進(jìn)行改善，通過(guò)巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)改善目的。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有多種優(yōu)勢(shì)，如應(yīng)用便捷性較高、降低人工參與度以及人工負(fù)擔(dān)、監(jiān)測(cè)范圍廣泛、監(jiān)測(cè)無(wú)間斷等。

1.1 應(yīng)用便捷性較高

巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)是一種建立于自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)上的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，最突出的特點(diǎn)在于一切運(yùn)行行為均自動(dòng)完成，人工只需要將系統(tǒng)硬件層設(shè)備安裝在相應(yīng)的位置上，系統(tǒng)就能夠自動(dòng)對(duì)周邊巖土環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸，可見(jiàn)傳統(tǒng)需要人工來(lái)處理的工作均被自動(dòng)完成，說(shuō)明該系統(tǒng)的應(yīng)用十分方便，同時(shí)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行速率、穩(wěn)定性要遠(yuǎn)超人工。

1.2 降低人工參與度以及人工負(fù)擔(dān)

在巖土監(jiān)測(cè)當(dāng)中，人工參與度越高則說(shuō)明人工不利因素對(duì)監(jiān)測(cè)工作的影響越大，所以在某種角度上，如果要提高監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量，就需要降低人工參與度，而通過(guò)巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠有效取代大部分人工監(jiān)測(cè)工作，實(shí)現(xiàn)降低人工參與度的目的，消除人工不利因素的影響，一些人工實(shí)地勘察的安全隱患也不會(huì)產(chǎn)生，有利于人工安全。

1.3 監(jiān)測(cè)范圍廣泛

傳統(tǒng)巖土監(jiān)測(cè)中，人工監(jiān)測(cè)范圍取決于人工視線長(zhǎng)度（在傳統(tǒng)設(shè)備幫助下的視線長(zhǎng)度）與人體移動(dòng)，而自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)范圍較大，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)效率也得到了增長(zhǎng)。

1.4 監(jiān)測(cè)無(wú)間斷

巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行在正常情況下是不會(huì)間斷的，這也是該系統(tǒng)與傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)工作的最大區(qū)別。在傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)當(dāng)中，介于人體生理需求以及工作安全，一般在晚間不進(jìn)行檢測(cè)，這可能錯(cuò)失巖土工程的動(dòng)態(tài)性變化。巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)還可以深入野外環(huán)境、可以不間斷的進(jìn)行運(yùn)作。在日常工作當(dāng)中人工有必要對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，避免出現(xiàn)設(shè)備損傷等問(wèn)題。

2 巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析

2.1 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)

巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種綜合性的技術(shù)系統(tǒng)，融入了許多先進(jìn)技術(shù)，而通過(guò)這些技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的多項(xiàng)功能，例如通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了軟件自動(dòng)算計(jì)功能、通過(guò)信號(hào)傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸、通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制終端等?？梢?jiàn)，該系統(tǒng)的運(yùn)行架構(gòu)十分復(fù)雜，但綜合來(lái)看主要功能為三大類，即數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、數(shù)據(jù)自動(dòng)分析處理及自動(dòng)安全管理，其運(yùn)行流程如圖1所示。

圖1 巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行流程

2.2 系統(tǒng)分類

因?yàn)閷?shí)際巖土工程監(jiān)測(cè)條件不同，所以統(tǒng)一結(jié)構(gòu)的巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)此難以應(yīng)對(duì)，在現(xiàn)代研究?jī)煞N自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)類型，即分布式系統(tǒng)、集中式系統(tǒng)，兩者在功能上基本類似，但是在功能特點(diǎn)及布設(shè)方法上卻存在區(qū)別。

2.2.1 分布式系統(tǒng)

分布式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種適用于監(jiān)測(cè)范圍較大條件下的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要采用電路來(lái)實(shí)現(xiàn)采集設(shè)備電能供給、采集數(shù)據(jù)電信號(hào)傳輸功能，之后再結(jié)合集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整合，最終通過(guò)電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，滿足計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)解譯需求。分布式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要分為三個(gè)部分，即分散控制系統(tǒng)、集中管理系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。其中分散控制系統(tǒng)主要由電路、自動(dòng)化控制終端組成，能夠?qū)Ψ稚⒌臄?shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制；集中管理系統(tǒng)主要由集中管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，在分散控制系統(tǒng)作用下，將分散的數(shù)據(jù)集中化處理，再將其傳輸?shù)酵ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)當(dāng)中；通信網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要由電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)，可以接收集成電路傳輸而來(lái)的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，使電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，可供終端解譯。圖2數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

2.2.2 集中式系統(tǒng)

圖2 數(shù)據(jù)采集設(shè)備

集中式系統(tǒng)的應(yīng)用相對(duì)較少，因?yàn)槠溥m用于監(jiān)測(cè)面積較小的條件下，但此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于功能性更強(qiáng)，且易于管理。該系統(tǒng)首先包含了上述分布式系統(tǒng)當(dāng)中的所有功能結(jié)構(gòu)，還具備自動(dòng)預(yù)警決策、自動(dòng)報(bào)警功能。在自動(dòng)預(yù)警決策上，依靠終端對(duì)外部采集設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時(shí)根據(jù)閾值邏輯來(lái)判斷數(shù)據(jù)是否存在異?，F(xiàn)象，如果存在異常，那么系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)激發(fā)自動(dòng)報(bào)警功能，以通知人工來(lái)對(duì)異常進(jìn)行關(guān)注，如有必要人工可以直接切換至人工模式來(lái)著手控制。此外，集中式系統(tǒng)還具備一個(gè)重要功能，即數(shù)據(jù)采集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢查，因?yàn)閿?shù)據(jù)采集設(shè)備設(shè)立與野外環(huán)境，很容易被外在因素影響而出現(xiàn)損傷，無(wú)法保障采集而來(lái)的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，但通過(guò)此項(xiàng)功能，能夠通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的電路傳輸情況、數(shù)據(jù)反饋情況來(lái)判斷當(dāng)前設(shè)備的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常之后會(huì)嘗試對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)維護(hù)，同時(shí)激發(fā)自動(dòng)預(yù)警功能，當(dāng)技術(shù)維護(hù)失敗之后會(huì)切換至應(yīng)急狀態(tài)，即停止異常設(shè)備運(yùn)行，由人工來(lái)進(jìn)行決策。

在一些先進(jìn)的研究中還提出了一種融合上述兩種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的混合式系統(tǒng)，鑒于成本及兼容性的問(wèn)題還沒(méi)有過(guò)多的投入實(shí)踐應(yīng)用當(dāng)中，屬于還不成熟技術(shù)，但從研究結(jié)果上來(lái)看，該系統(tǒng)的可行性很高。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及應(yīng)用進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有應(yīng)用便捷性較高、降低人工參與度以及人工負(fù)擔(dān)、監(jiān)測(cè)范圍廣泛、監(jiān)測(cè)無(wú)間斷4項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，并闡述了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各項(xiàng)應(yīng)用功能。