李明輝

摘 要：城市軌道交通工程自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)是研究中心，通過對自動化監(jiān)測智能化發(fā)展意義的剖析與自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)框架設(shè)計研究，認(rèn)識到自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，隨后總結(jié)行之有效的應(yīng)用措施，目的在于提高城市軌道交通工程自動化監(jiān)測水平。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;自動化監(jiān)測;豎向位移監(jiān)測;支撐軸力監(jiān)測

中圖分類號：U239.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

城市軌道交通工程自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)研究，不僅是現(xiàn)代化城市交通發(fā)展的必然選擇，同時也是推進(jìn)城市化進(jìn)程的重要動力。尤其是科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展背景下，智能化成為各行各業(yè)主要發(fā)展趨勢。“十四五”開局之年，國家針對城市軌道交通發(fā)展提出更多新要求，作出新規(guī)劃。這為城市軌道交通工程自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，將城市軌道交通工程自動化發(fā)展推向了新階段。深入挖掘目前自動化監(jiān)測在智能集成技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢，認(rèn)清自動化監(jiān)測發(fā)展短板，掌握新階段城市軌道交通工程自動化監(jiān)測發(fā)展需求，積極從高精度以及抗干擾等方面出發(fā)，創(chuàng)新自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)發(fā)展模式，打造更理想的自動化監(jiān)測系統(tǒng)，提高城市軌道交通工程自動化監(jiān)測發(fā)展水平。

1 城市軌道交通工程自動化監(jiān)測智能化研究的意義

城市軌道交通作為城市發(fā)展的重要推動力，對城市化建設(shè)與民眾生活有直接影響，同時也是改善交通問題，提高交通發(fā)展水平的基礎(chǔ)。城市軌道交通工程的實施，對城市安全與民眾安全非常重要，軌道交通工程涉及范圍廣、持續(xù)時間長、施工條件復(fù)雜、影響深遠(yuǎn)?；谶@些特點，若施工期間出現(xiàn)工程問題，必然會引發(fā)重大交通事故，阻礙城市軌道交通發(fā)展。為了進(jìn)一步降低城市軌道交通工程風(fēng)險，必須加大對城市軌道交通工程自動化監(jiān)測的研究力度。參考城市軌道交通工程中的深基坑施工環(huán)節(jié)，施工期間通過監(jiān)測點的布置以及施工監(jiān)測方案的執(zhí)行，監(jiān)測人員能夠及時掌握軌道工程施工情況[1]。及時開展周邊巡查，科學(xué)控制軌道工程施工進(jìn)度，及時對軌道工程深基坑施工信息進(jìn)行反饋，方便施工人員靈活調(diào)整施工指導(dǎo)方案，及時發(fā)現(xiàn)并排除深基坑施工過程中的安全隱患，提高深基坑施工質(zhì)量[2]。由此可以看出，城市軌道交通工程自動化監(jiān)測智能化集成技術(shù)的研究，符合城市軌道交通工程自動化監(jiān)測智能化發(fā)展需要，能夠更好地適應(yīng)軌道交通工程覆蓋區(qū)域變大，工程難度增加等變化，為軌道交通工程施工順利完成，施工質(zhì)量保證提供更理想的監(jiān)測與管理條件。

2 剖析城市軌道交通工程自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)框架設(shè)計

城市軌道交通工程自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)應(yīng)用之前，需要及時對應(yīng)用框架進(jìn)行設(shè)計，為實際應(yīng)用做好準(zhǔn)備工作。借鑒自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗，結(jié)合城市軌道交通工程具體情況，積極展開框架設(shè)計。

2.1 介紹自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)框架

自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)框架設(shè)計，是對監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行集成管理，統(tǒng)籌規(guī)劃科學(xué)融入到自動化監(jiān)測系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)城市軌道交通工程完成監(jiān)測任務(wù)。智能集成技術(shù)中涉及到信號傳輸、多元化軟件、傳感器等技術(shù)，綜合城市軌道交通工程，以微觀與宏觀的方式展開全方位多角度監(jiān)測，同時還要考慮到軌道交通工程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工狀態(tài)以及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用等[3]。參考自動化監(jiān)測相關(guān)數(shù)據(jù)，對城市軌道工程未來發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，保障軌道工程安全的同時，對城市軌道交通重大事故等科學(xué)防范。智能集成技術(shù)框架中還包括智能軟件系統(tǒng)，時刻監(jiān)測軌道工程的同時，增加預(yù)警分析模型環(huán)節(jié)，及時為智能監(jiān)測軟件平臺傳輸工程消息與預(yù)警分析結(jié)果，做到風(fēng)險預(yù)警方案同步調(diào)整[4]。

2.2 細(xì)化自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)監(jiān)測內(nèi)容

自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)在城市軌道交通工程中的應(yīng)用，框架設(shè)計中不能忽視自動化監(jiān)測內(nèi)容的研究。參考城市軌道交通工程中，圍護(hù)樁施工處理，涉及到沉降、地下水位變化、周圍環(huán)境條件、樁體應(yīng)力以及土體水平位移等一系列參數(shù)，這些參數(shù)都是自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)監(jiān)測重要內(nèi)容，也是監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵組成，關(guān)系著自動化監(jiān)測系統(tǒng)的實施與作用發(fā)揮。因此智能集成化技術(shù)框架設(shè)計中，必須針對性地對城市軌道交通工程自動化監(jiān)測內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化研究[5]。

2.3 自動化監(jiān)測系統(tǒng)框架具體組成歸納

自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)框架中，傳感器、監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析裝置、信息傳輸裝置、信息處理裝置、數(shù)據(jù)庫、預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)等作為重要組成內(nèi)容，需要按照功能區(qū)別進(jìn)行設(shè)計歸納。軟件管理平臺搭配預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)，及時對城市軌道交通施工信息進(jìn)行自動存儲，經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及分析裝置的處理，上傳到數(shù)據(jù)庫與管理平臺，信息處理裝置對信息詳細(xì)分析，及時展現(xiàn)出城市軌道交通工程施工現(xiàn)狀[6]。電視大屏以及服務(wù)器群等及時公布監(jiān)測信息，確保管理人員、監(jiān)測人員隨時掌握軌道交通工程施工情況。

3 城市軌道交通自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)應(yīng)用

城市軌道交通自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)的應(yīng)用，因為城市軌道交通工程內(nèi)容眾多，所以自動化監(jiān)測涉及環(huán)節(jié)多元化，具體自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)應(yīng)用著重從以下幾方面詳細(xì)分析：

3.1 豎向位移監(jiān)測應(yīng)用

城市軌道交通工程中，自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)應(yīng)用中，豎向位移監(jiān)測是重要模塊。軌道交通工程施工，涉及到土方卸載施工環(huán)節(jié)，該施工操作會影響到軌道工程主體結(jié)構(gòu)、周圍地質(zhì)環(huán)境的平衡性，尤其是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計施工，會對現(xiàn)有的城市軌道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生水土壓力，從而現(xiàn)有軌道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移的情況。豎向位移監(jiān)測是對現(xiàn)有軌道結(jié)構(gòu)與城市軌道工程沉降情況監(jiān)測的重要方法，關(guān)系著軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。豎向位移監(jiān)測中，監(jiān)測設(shè)備以晶硅式靜力水準(zhǔn)儀為主，屬于傳感器類型，運行原理為差壓式。通過監(jiān)測點掌握軌道交通施工區(qū)域壓力值，隨后經(jīng)過精準(zhǔn)計算得出軌道交通結(jié)構(gòu)沉降量。這種監(jiān)測設(shè)備不僅監(jiān)測靈活性強(qiáng)，同時體積比較小，不會占用過大的空間，具有量程大與精度高的優(yōu)勢，以全密封結(jié)構(gòu)形式，施工現(xiàn)場可以通過掩埋的方式完成監(jiān)測，使用非常便捷。儲液罐、采集設(shè)備以及基點、靜力水準(zhǔn)儀等是重要組成。其中靜力水準(zhǔn)儀的應(yīng)用，以沉降觀測的方式，在連通液的作用下，對儲液罐液面變化進(jìn)行監(jiān)測，隨后得到具體高度，專業(yè)計算后確定相對差異沉降數(shù)值。具體沉降計算參數(shù)，例測點計算，計算條件包括當(dāng)前測量值與初始測量值，兩者相減得到沉降變化值;基點計算，計算條件包括初始測量值與當(dāng)前測量值，兩者相減得到基點變化值，沉降變化量計算，計算條件涉及到兩方面，其一為沉降變化值，其二為基點變化值，計算公式為：

最終沉降值=（沉降變化值-基點變化值）X-1

3.2 水平位移監(jiān)測應(yīng)用

水平位移監(jiān)測中所應(yīng)用的監(jiān)測設(shè)備屬于遠(yuǎn)程自動化監(jiān)測類型，測量機(jī)器人能夠同時完成水平監(jiān)測、豎向監(jiān)測，尤其是地鐵隧道或者地下復(fù)雜環(huán)境下，幫助自動化監(jiān)測順利完成施工監(jiān)測任務(wù)。當(dāng)前所應(yīng)用的測量機(jī)器人以智能全站儀為主，不僅測量更精準(zhǔn)、靈活，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)在線傳輸，及時對監(jiān)測信息分析存儲。實時采集軌道工程施工信息，無線傳輸?shù)幕A(chǔ)上，系統(tǒng)軟件對變化量準(zhǔn)確計算，保證水平位移監(jiān)測及時準(zhǔn)確。

3.3 支撐軸力監(jiān)測應(yīng)用

支撐軸力監(jiān)測集成技術(shù)的應(yīng)用，協(xié)助監(jiān)測與管理人員，對軌道交通基坑施工情況全方面掌握，尤其是支撐內(nèi)力變化，保證所有施工都在管理人員控制范圍之內(nèi)。支撐軸力監(jiān)測期間如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)力大于規(guī)定最大值，需及時對基坑施工方案做出調(diào)整，保證基坑施工極限強(qiáng)度在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，防止基坑出現(xiàn)失穩(wěn)的現(xiàn)象。具體監(jiān)測中，鋼結(jié)構(gòu)支撐是基礎(chǔ)，軸力計安裝輔助下，對支撐軸力變化自動測量采集。為取得理想的支撐軸力監(jiān)測效果，還要注意傳感器方面的應(yīng)用，保證布置點精準(zhǔn)到位的同時，還要檢測支撐軸力、支撐傳感器、圍護(hù)樁之間是否處于相同斷面位置，以此來實現(xiàn)支撐軸力監(jiān)測數(shù)據(jù)印證，提高監(jiān)測準(zhǔn)確性。

3.4 地下水位監(jiān)測應(yīng)用

地下水位監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)城市軌道交通工程自動化監(jiān)測要求，為了避免出現(xiàn)孔隙水壓力波動等現(xiàn)象，取得理想的應(yīng)力增加效果，軌道交通工程基礎(chǔ)框架不會出現(xiàn)過度沉降現(xiàn)象，還需要及時對軌道工程地下水位進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測設(shè)備以數(shù)字傳感器為主，根據(jù)埋設(shè)水位管情況及時安裝監(jiān)測設(shè)備，注意傳感器必須垂直放入其中，到完全沒入水面后，開始對讀數(shù)記錄，所有記錄均自動完成。統(tǒng)計讀數(shù)后及時計算，得到地下水位變化數(shù)值。

3.5 隧道軸向變形監(jiān)測技術(shù)

光纖光柵傳感器是隧道軸向變形監(jiān)測的主要設(shè)備。實際監(jiān)測過程中，目的是隨時掌握隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)，尤其是其中的軸向反作用力，防止隧道框架因為受力不均勻，出現(xiàn)變形或者位移等情況。其中軸向壓密是主要因素，通過分布式定點布置，及時對傳感光纜進(jìn)行布施，對隧道軸向壓力變化實時監(jiān)測。對于隧道的拱底以及拱頂?shù)任恢?，因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以光纜布置期間，應(yīng)選擇變感測光纜類型，提高隧道軸向變形監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語

綜上所述，對于城市軌道交通工程來講，自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)應(yīng)用是智能化發(fā)展的重要途徑，同時也是提高城市軌道交通工程監(jiān)測水平的有效方法。自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)實際應(yīng)用中，認(rèn)識到其應(yīng)用價值基礎(chǔ)上，需從不同軌道交通施工環(huán)節(jié)著手，針對性選擇監(jiān)測設(shè)備，制定監(jiān)測方案，明確監(jiān)測目的與注意事項。由此提高自動化監(jiān)測智能集成技術(shù)應(yīng)用效率，取得理想的監(jiān)測效果，進(jìn)一步將城市軌道交通工程監(jiān)測能力強(qiáng)化。

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