顧國威

蘇交科集團(tuán)股份有限公司巖土與測繪工程研究所 江蘇 南京 210000

引言

巖土工程直接影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從大量的實(shí)踐中可以明確看出，工程在設(shè)計(jì)初期很難準(zhǔn)確判斷巖土工程的實(shí)際情況，施工過程存在許多的變化性，而且相對于設(shè)計(jì)預(yù)期值來說。實(shí)際工作經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)偏差。事實(shí)證明，實(shí)施監(jiān)測巖土工程的整個(gè)施工過程可以有效提升巖土工程的安全性，雖然科學(xué)的設(shè)計(jì)以及嚴(yán)格的施工會(huì)對安全性產(chǎn)生絕對性影響，但是監(jiān)測依然需要貫穿于整個(gè)施工過程中。巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測，能夠?qū)?zhǔn)確的數(shù)據(jù)提供給工程人員，使其按照這些數(shù)據(jù)針對性的優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，對施工技術(shù)落實(shí)進(jìn)行正確的指導(dǎo)，為巖土工程積累豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)在巖土工程實(shí)際應(yīng)用中的具體作用

巖土工程監(jiān)測的主要方式就是巖土工程的自動(dòng)化系統(tǒng)，其能夠?qū)⒉煌募夹g(shù)融合在一起，以工程技術(shù)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)為主。完善的檢測自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠?qū)⒕唧w的工作劃分成自動(dòng)化采集、資料處理等不同的部分。為此，相關(guān)人員需要對巖土檢測自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)和長處明確的了解和認(rèn)識(shí)，以進(jìn)一步促進(jìn)土木工程的巖土監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

首先，傳感器是自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)開展監(jiān)測工作的主體，一般情況下，需要在比較重要的硬件上安裝傳感器，在安裝完成后，工作人員需要對傳感器的工作狀態(tài)進(jìn)行一段時(shí)間的觀察，確認(rèn)沒有任何問題后就可以讀取數(shù)據(jù)信息，這在一定程度上降低了人力資源的投入，避免人為因素干擾作業(yè)[1]。

針對以往的施工質(zhì)量監(jiān)測來說，由于自動(dòng)化水平有待提升，需要大量的工作人員才能完成具體的監(jiān)測工作[2]。通過完善人事管理和組織，能夠進(jìn)一步明確工作責(zé)任，有效提高實(shí)際的管理控制能力。但在完成監(jiān)測任務(wù)時(shí)需要花費(fèi)較多的時(shí)間，且這種監(jiān)測方法與實(shí)際的需要存在一定的差異性，導(dǎo)致出現(xiàn)了較多的病害和隱患，這樣就會(huì)對施工質(zhì)量提高及安全性保證產(chǎn)生不利的影響。而運(yùn)用自動(dòng)化的監(jiān)測系統(tǒng)之后能夠?qū)崿F(xiàn)全面的監(jiān)測，還可以將不同位置的傳感設(shè)備利用起來，對信息進(jìn)行搜集和儲(chǔ)存，經(jīng)過科學(xué)的處理，就可以獲得所需要的信息，制定明確的解決方案，有效促進(jìn)監(jiān)測工作質(zhì)量的提高，保證監(jiān)測工作的效果。

再次，在傳輸數(shù)據(jù)的過程中，所運(yùn)用的數(shù)據(jù)非常先進(jìn)。還針對性的改革了監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)的電源，所使用的電源可以一直保持，進(jìn)而確保了監(jiān)測系統(tǒng)能夠發(fā)揮作用，運(yùn)用監(jiān)測系統(tǒng)獲得全面的數(shù)據(jù)信息[3]。

對于一些規(guī)模比較大的巖土工程來說，需要花費(fèi)較長的時(shí)間才能完成整體施工，整體工程進(jìn)度相對比較緊湊[4]。因此，對于監(jiān)測系統(tǒng)提出了嚴(yán)格的要求，如果監(jiān)測過程中受到外界因素的影響，中斷系統(tǒng)工作，就會(huì)對整體施工產(chǎn)生不利的影響，為此需要高度關(guān)注系統(tǒng)和設(shè)備的電源續(xù)航能力。當(dāng)前，進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化了電源設(shè)備，有效延長了系統(tǒng)工作的時(shí)間，這樣就可以有效保證數(shù)據(jù)和信息傳遞的高效性，避免出現(xiàn)中斷丟失信息，為集中處理各類信息和數(shù)據(jù)提供幫助，以更好地推動(dòng)工程的發(fā)展，并且能夠有效提高工程的施工效率，使施工和監(jiān)測所需要花費(fèi)的時(shí)間控制到最低，將系統(tǒng)運(yùn)行成本控制在合理的范圍內(nèi)。

最后，可以將多種先進(jìn)的軟件應(yīng)用到自動(dòng)化監(jiān)測中，確保自動(dòng)化監(jiān)測符合實(shí)際的需要，有效滿足用戶的實(shí)際需求[5]。與此同時(shí)，需要將相關(guān)的軟件安裝在監(jiān)控室，通過這些軟件來轉(zhuǎn)換和下載數(shù)據(jù)。

2 巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)的探究

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的同時(shí)，有效推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展，在我國各個(gè)城市都出現(xiàn)了規(guī)模比較大的建筑工程。為了更好地監(jiān)測建筑工程的巖土，各大建筑企業(yè)已經(jīng)將巖土監(jiān)測自動(dòng)化技術(shù)合理引入到了具體的監(jiān)測工作中，進(jìn)一步提高了巖土監(jiān)測的效果，并且能夠?yàn)榭焖僮龀鰶Q策提供幫助。由此可知，巖土監(jiān)測自動(dòng)化具有至關(guān)重要的作用，而在不斷發(fā)展科學(xué)技術(shù)的背景下，監(jiān)測自動(dòng)化技術(shù)水平日益提高，積極推動(dòng)了建筑工程的發(fā)展。

2.1 對自動(dòng)化集中式的監(jiān)測系統(tǒng)分析

監(jiān)控系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等進(jìn)行全方位的監(jiān)控，并完成數(shù)據(jù)的采集，即使距離比較遠(yuǎn)依然不會(huì)影響數(shù)據(jù)采集的順利開展，進(jìn)一步提升了數(shù)據(jù)的真實(shí)性，將數(shù)據(jù)所具有的重要作用充分發(fā)揮出來[6]。在建立自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)揮了非常重要的作用，并在施工現(xiàn)場安裝了大量的傳感器，通過集成器與數(shù)據(jù)采集器的連接，能夠監(jiān)測室內(nèi)的數(shù)據(jù)。集線箱主要就是切換傳感器所收集的信息，并篩選傳感器，但這一系統(tǒng)也具有一定的不足，對電纜的質(zhì)量要求極高，系統(tǒng)開發(fā)明顯不足。

2.2 對自動(dòng)化分布式的監(jiān)測系統(tǒng)分析

電子技術(shù)、微機(jī)處理器等是監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成，其在具體應(yīng)用過程中可以采集和管理數(shù)據(jù)，在傳感器周圍合理布置DAU，對數(shù)據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)情況進(jìn)行監(jiān)測和分析，每個(gè)數(shù)據(jù)采集單元都是獨(dú)立的，以統(tǒng)一的方式控制每個(gè)子系統(tǒng)，有效保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的先進(jìn)性和可靠性，在后續(xù)維護(hù)方面便利性也比較強(qiáng)

2.3 對自動(dòng)化混合式的監(jiān)測系統(tǒng)分析

混合式監(jiān)測系統(tǒng)以分布式的形式進(jìn)行設(shè)置，而且內(nèi)部系統(tǒng)則是采用了集中方式的系統(tǒng)分布模式，具有綜合性的特征，能夠?qū)⒓惺胶头植际教攸c(diǎn)融合到一起[7]。該監(jiān)測系統(tǒng)能夠合理運(yùn)用遙控轉(zhuǎn)換裝置，收集周圍的傳感器信號(hào)。但在切換和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)方面具有一定的不足，其利用傳感器周圍的轉(zhuǎn)換箱向監(jiān)控點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)，然后再由監(jiān)測點(diǎn)集中進(jìn)行測控，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)技術(shù)保存相關(guān)信息。且這種自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)在長距離傳輸方面表現(xiàn)出了非常顯著的優(yōu)勢，依托于監(jiān)測裝置能夠高效利用信息，且信息的延展性也比較好。

3 新時(shí)代下的巖土監(jiān)測自動(dòng)化

巖土工程施工質(zhì)量和安全非常關(guān)鍵，全方位監(jiān)測巖土工程已經(jīng)非常有必要。在科學(xué)技術(shù)逐漸創(chuàng)新的背景下，監(jiān)測工作發(fā)生了明顯的變化，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)監(jiān)測，在自動(dòng)監(jiān)測中融合了多種不同的技術(shù)和設(shè)備。為此，相關(guān)人員需要深入分析巖土工程的具體情況，提出合理的方法，以促進(jìn)巖土工程自動(dòng)化監(jiān)測工作的落實(shí)。

3.1 巖土工程監(jiān)測是典型的大數(shù)據(jù)應(yīng)用

在巖土工程監(jiān)測中大數(shù)據(jù)技術(shù)具有非常重要的作用。例如，在監(jiān)測城市軌道交通建設(shè)時(shí)，一條線路所包含的基坑可以達(dá)到幾十個(gè)，且周圍分布的管線和建筑物非常多，測點(diǎn)達(dá)到上萬個(gè)，數(shù)據(jù)以多元化的形式表現(xiàn)出來。即使單獨(dú)某一個(gè)隧道來說，也需要監(jiān)控周圍的建筑物及管線等情況，地質(zhì)條件及施工過程是引發(fā)變形的主要原因，存在諸多的影響因素，且不同因素互相影響和作用，復(fù)雜性較強(qiáng)。因此，巖土工程將大數(shù)據(jù)技術(shù)廣泛應(yīng)用到了具體監(jiān)測過程中，大數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的特征與巖土工程的特點(diǎn)相符合。

3.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)對重大工程的安全發(fā)揮重大作用

在不斷發(fā)展科學(xué)技術(shù)的背景下，已經(jīng)在巖土工程中應(yīng)用了大量的傳感器，為巖土工程監(jiān)測工作開展提供了最大化的支持。雖然尚沒有建立完善的理論模型和分析方法，精度也沒有得到有效的保證，但是依托于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所具有的優(yōu)勢，人們可以對復(fù)雜巖土地質(zhì)在實(shí)際施工過程中的具體情況有及時(shí)的了解，據(jù)此保證工程在安全的環(huán)境中施工，制定科學(xué)的決策。

巖土工程監(jiān)測工作者直接參與工程施工，對工程地質(zhì)、設(shè)計(jì)等方面的情況最為了解，掌握的資料也比較齊全，理應(yīng)成為數(shù)據(jù)分析的主體。因此，監(jiān)測工作者需要積極主動(dòng)分析數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)作出進(jìn)一步的解釋，而不僅僅只是提供數(shù)據(jù)，必須不斷促進(jìn)數(shù)據(jù)分析的水平，深入學(xué)習(xí)相關(guān)理論，緊密結(jié)合監(jiān)測及各種模擬方法，以為工程提供針對性的服務(wù)。

3.3 各項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備面臨較大的發(fā)展需求

科學(xué)技術(shù)的大力發(fā)展有效降低了成本，進(jìn)一步拓展了監(jiān)測的范圍，更好地實(shí)現(xiàn)了全方位及自動(dòng)化的監(jiān)測。精細(xì)化監(jiān)測不僅可以保證工程的安全性，同時(shí)能夠發(fā)揮新型傳感器和新型監(jiān)測方法的重要優(yōu)勢，可以預(yù)見可靠性更高的傳感器將會(huì)出現(xiàn)。監(jiān)測范圍的全面拓展，為全生命周期監(jiān)測提供了幫助，監(jiān)測項(xiàng)目數(shù)量也越來越多，監(jiān)測的手段發(fā)生了明顯的變化，以自動(dòng)化的方式采集和傳輸數(shù)據(jù)，使整個(gè)監(jiān)測過程具有了全自動(dòng)化的特征。

3.4 數(shù)據(jù)分析至關(guān)重要

在大數(shù)據(jù)不斷發(fā)展的同時(shí)，加強(qiáng)巖土工程監(jiān)測變得更為重要。巖土工程監(jiān)測最為主要的目的就是分析異常數(shù)據(jù)，對異常數(shù)據(jù)的變化做出準(zhǔn)確的預(yù)測。由于系統(tǒng)復(fù)雜性較強(qiáng)，很多種因素都會(huì)對其產(chǎn)生影響，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，人們對數(shù)據(jù)之間的關(guān)系更加重視。運(yùn)用大數(shù)據(jù)所具有的分析功能，能夠進(jìn)一步分析不同數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，從而了解其規(guī)律，正確解釋結(jié)果。另外，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)也能夠綜合性的分析空間和時(shí)間的相關(guān)性，有效避免因分析不足而產(chǎn)生的影響。同時(shí)，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理，對于大數(shù)據(jù)技術(shù)依賴性也比較強(qiáng)。

將大數(shù)據(jù)技術(shù)合理應(yīng)用到巖土工程監(jiān)測中具有至關(guān)重要的作用，但并沒有完善巖土工程數(shù)據(jù)分析，為此需要更加重視不同學(xué)科之間的交叉和影響，對計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)分析中大數(shù)據(jù)方法的具體應(yīng)用進(jìn)行深入的分析和研究，以充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢，更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的監(jiān)測，對巖土工程監(jiān)測方式加以創(chuàng)新，更好地處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，以往的人工巖土監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)難以滿足實(shí)際的需要，為了更好地順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，必須以自動(dòng)化的方式監(jiān)測巖土工程，全面創(chuàng)新監(jiān)測方式。巖土監(jiān)測自動(dòng)化技術(shù)有效促進(jìn)了土木工程行業(yè)的發(fā)展，而在不斷創(chuàng)新科學(xué)技術(shù)的背景下，必然也可以有效提升土木工程的巖土監(jiān)測水平，為建筑行業(yè)發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)，從根本上提高建筑行業(yè)的發(fā)展質(zhì)量，使建筑行業(yè)獲得持續(xù)性的發(fā)展。