[发明专利]一种基于PSD的隧道运营期有轨自动监测装置及其监测方法

说明书

本发明公开了一种基于PSD的隧道运营期有轨自动监测装置及其监测方法，本装置由轨道装置、测量装置和测量系统组成。轨道装置包括：伞型轨道、伞型挂钩；测量装置包括：激光测量盒、PSD读数盒；测量系统包括：数据传输系统、数据管理分析系统、警报系统、中控平台。本发明还公布了一种基于上述有轨自动监测系统对应的监测方法，监测全过程可通过电脑控制并无线传输和处理数据。本发明装置轻便、安装简单，系统稳定、功能可开发性强，该监测方法提升监测效率，加快监测反馈效率，节省人力。

【技术领域】

本发明涉及拱顶沉降监测领域，特别涉及一种基于PSD的隧道运营期有轨自动监测装置及其监测方法。

【背景技术】

从隧道短期运营来看，由于微幅振动幅值较小，短期内不会影响结构和周边环境的安全，因此该问题长期未受到关注，地铁设计中也未有效考虑由于长期微振所带来的危害。随着我国经济建设的突飞猛进和城市化程度的不断提高，地下空间的开发和利用已大力开展，地铁运行所带来的危害日益凸显，尤为突出的是地铁运行所引起的土层沉降问题。土体下沉影响隧道的运营安全和地面建筑物的安全，会造成巨大的经济损失和社会影响，因此需要有相关适用于地铁长期运营导致隧道拱顶的沉降监测，为评估隧道安全性和土层微幅振动下累积沉降问题提供有力技术支撑的相关研究。

【发明内容】

针对上述背景技术存在的不足和缺陷，本发明提供一种基于PSD的隧道运营期有轨自动监测装置及其监测方法。更具体的涉及机械制造技术、单片机控制技术、机械驱动技术、激光测位技术、无线传输技术，同时还涉及一种与之配套相适宜的监控量测方法，特别适用于对地隧道长期运营的微幅振动导致的隧道拱顶沉降，适合于对监控量测精度、自动化程度要求高的工程：城市地铁隧道长期运营中拱顶沉降监控量测。

本发明目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于PSD的隧道运营期有轨自动监测装置，包括：测量装置、测量系统和轨道装置；

所述轨道装置包括：伞型轨道和伞型挂钩；所述伞型轨道由多个具有支路的轨道单元拼接组成，伞型轨道内部为中空的连接空隙，连接空隙内设置有齿轮轨道；伞型轨道上设置有用于与隧道拱顶连接的固定装置；所述伞型挂钩嵌于伞型轨道内部的中空轨道内，伞型挂钩上设置有转动齿轮且内置传动装置；伞型挂钩通过转动齿轮与伞型轨道内的齿轮轨道相啮合；

所述的测量装置设置在伞型挂钩下端，其包括：激光测量盒和PSD读数盒；激光测量盒和PSD读数盒分别设置在不同的伞型挂钩下端用于对隧道拱顶的进行水准测量；

所述的测量系统驱动伞型挂钩在伞型轨道内移动并控制测量装置进行数据采集。

所述的测量系统包括：数据传输系统、数据管理分析系统、警报系统、中控平台；

所述的数据传输系统接收中控平台的指令并将其无线传输至激光测量盒和PSD读数盒中的控制电路中去，同时数据传输系统接收激光测量盒和PSD读数盒采集的数据，并传输数据至数据管理分析系统，

所述的数据管理分析系统对数据传输系统传输的数据进行处理分析，并根据数据生成各类型和项目的数据报表，分析处理的结果发送警报系统；

所述的警报系统根据返回的数据判断是否发生危险并发出警报，并根据危险程度将警报分级。

所述的激光测量盒内部包括：第一控制盒、第一转盘和两对第一对开闸门；两对第一对开闸门设置在第一控制盒的两侧盒面上，第一控制盒包括第一伺服马达及第一控制电路，第一控制电路集成无线传输模块，第一伺服马达通过自带转轴与第一转盘相连，第一转盘上放置激光发生器。

所述的PSD读数盒内部包括：第二控制盒、第二转盘和两对第二对开闸门；第二对开闸门设置在第二控制盒的两侧盒面上，第二控制盒包括第二伺服马达及第二控制电路，第二伺服马达通过自带转轴与转盘相连，第二转盘上放置PSD感光板，第二控制电路集成无线传输模块并内置信号解码模块。