[发明专利]一种地铁隧道变形在线监测系统及监测方法

说明书

本发明涉及一种地铁隧道变形在线监测系统及监测方法，所述监测系统包括数据信息采集子系统、数据通讯子系统、数据汇集及分析子系统、监测报警子系统；通过监测系统实时在线采集地铁隧道变形数据信息，并结合地铁隧道现状条件对采集的地铁隧道变形数据信息进行集中分析处理，进行预警和报警等；基于物联网技术实现地铁运营安全在线监测，具有结构简单、成本低、节省人力、数据采集全面、效率高、人性化、智能化等优点。

技术领域

本发明涉及地铁隧道安全监测领域，具体涉及一种地铁隧道变形在线监测系统及监测方法。

背景技术

地铁隧道的运营极大的缓解了城市交通压力，给人们的日常出行带来便利，但是，地铁隧道极易受不同因素的影响，如地铁隧道往往穿越不良地质地段(回填区、流沙层、采空区、软岩段和断裂带等)，列车运行过程中的震动荷载，将使不良地质地段产生活化，从而使轨道发生变形；再如，其他线路施工和其他外荷载如新建建筑物会对已运行的地铁隧道线路造成不良影响，这些影响因素会使隧道结构体、地铁轨道、地铁路基产生变形、倾斜、位移、隆起或沉降等，这将严重影响列车的行驶安全。

因此，实现地铁隧道安全运营的监测关乎公民的生命安全。地铁隧道安全运营在线监测的研究属于前沿性课题，是一个复杂的综合性课题。由于地铁隧道结构的复杂性，目前对地铁隧道的监测大都停留在定性分析和人工监测的水平上。

人工监测不仅费时费力而且容易出错，不利于沉降变形的全面了解和整体把握，沉降观测还是用通常的工程测量手段，即沿隧道纵向每间隔几十米设置一个观测点，利用普通水准仪或全站仪进行逐点观测，经计算分析得到各点的沉降量(单次沉降量及累计沉降量)，判断其是否超限，是否影响地铁运营及其影响程度。但是地铁隧道不同于地面工程，采用通常的工程测量手段往往很难满足目前地铁隧道沉降的观测工作，通常面临以下问题：(1)隧道内通视条件差。即使在开灯条件下也是光线昏暗，不利于普通水准仪或全站仪观测。(2)洞内观测的“时间窗口”短暂，在一天中三分之二以上的时间里，地铁隧道处于全封闭的运营状态，只能在地铁停运的开窗期进入隧道作业，每次观测时间持续较长。地铁隧道区间多为1km左右，一次观测需要2-3天。(3)而且，当地铁轨道发生变形的时候无法短时间内察觉并通知管理人员，无法进行有效的人员、资源调度及迅速出台处理方案并快速执行，对危险的预警及相关人员的调度方面也存在滞后性，严重影响地铁安全运营及公民的人身安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中对地铁隧道的变形、沉降监测采用人工监测的方式，不利于沉降变形的全面了解和整体把握，导致地铁隧道安全运营仍然存在一定的安全隐患，提出一种基于地铁隧道变形在线监测系统及监测方法，通过在线自动监测、采集隧道差异沉降数据信息，并自动对隧道差异沉降数据信息分析计算，实现地铁隧道变形在线监测和安全评估，有效保障地铁隧道的安全运营。

为了达到上述目的，本发明提出一种基于地铁隧道变形在线监测系统，包括：数据信息采集子系统：实时在线采集地铁隧道变形数据信息；

数据汇集及分析子系统：结合地铁隧道现状条件对采集的地铁隧道变形数据信息进行集中分析处理，得到分析处理后的监测信息；

数据通讯子系统：实现对采集的地铁隧道变形数据信息及分析处理后的监测信息的传输；

监测报警子系统：根据监测信息进行监测预警或报警，并自动生成处理方案；

所述数据信息采集子系统通过数据通讯子系统与数据汇集及分析子系统连通，数据汇集及分析子系统将分析处理后的监测信息通过数据通讯子系统传送给监测报警子系统。

数据汇集及分析子系统更具人性化，可根据不同的需要进行计算机编程设计，通过自建局域网采集各种数据信息，并根据采集的信息数据和地铁隧道现状条件对数据信息进行集中分析处理，从而实时在线判断和显示地铁隧道的安全状态。