[发明专利]高铁沉降监测系统

说明书

本发明公开一种高铁沉降监测系统。该系统包括采集系统和云平台，其中，所述采集系统包括基准站和位于监测点的监测站，监测站和基准站均接收卫星信号，处理卫星信号得到观测数据；所述云平台包括数据处理系统、数据存储系统和监控预警系统，其中，数据处理系统接收来自采集系统的所述观测数据，处理该观测数据得到监测点的当前位置；所述数据存储系统存储所述当前位置；所述监控预警系统比较当前位置与相应预设阈值而确定监测点沉降的安全等级，在当前位置超过相应预设阈值的情况下产生报警信号。本发明解决观测耗时、耗力、耗人、无法准确的对形变趋势进行分析和判断的问题。

技术领域

本发明涉及监测系统，尤其涉及高铁沉降监测系统。

背景技术

高速铁路是铁路现代化的重要标志，是复杂的系统工程。中国从2008年开通第一条高速铁路——京津城际铁路以来，目前高速铁路运营里程约达7000km，预计到2020年，200km及以上时速的高速铁路将超过1.8万km，将占世界高速铁路总里程的一半以上。高速铁路的大运量、高速度、快捷等优势大大方便了人们的出行，同时其运营安全也受到人们的普遍关注，对高速铁路进行持续的监测是运营安全重要的基础性工作。

高速铁路上高速运行的列车要求线路具有高平顺性、高稳定性、高精度性等特点，只有这样的线路才能保证列车高速、不间断运行的安全、平稳与舒适。这就要求首先对这些指标进行科学的设计，然后通过精确的测量、施工得以建设完成，运营过程中还要实现对轨道不平顺发生、发展、变化全过程的科学监测，才能确保高速行车平稳、舒适和安全。高速铁路的变形监测工作主要分为建设期和运营期两个阶段。建设期主要关注工程建筑本体的变形以及潜在地质灾害区的监测，主要有线下工程沉降观测及评估、区域地面沉降监测、隧道量测监控、大桥监测、基坑开挖监测等内容，这些监测内容和方法在规范中均进行了比较详细的规定。而运营期除关注构筑物变形外，更为关注轨道的平顺性变化，目前还未形成规范的体系。

据已有资料统计分析，线路发生沉降与变形主要有以下原因：①特殊的地质构造或环境。区域地面沉降、岩溶地基等会引起线路的沉降，地裂缝会引起线路变形，严寒地区路基冻胀会引起线路上拱。②软弱地基。含丰富地下水的隧道基底岩层破碎、深厚软土地基、膨胀性岩土地基等会引起线路沉降、上拱或变形。③复杂桥梁结构。我国高速铁路建造水平日益提高，设计了一些跨越大江大河、深沟陡谷的新型大跨桥梁结构。其设计时须与轨道结构精确耦合计算，才能满足平顺性和动态指标控制要求。④外部因素。线路外侧倾倒垃圾、施工桩基础、填筑路基、施工涵洞及桥梁等都会引起线路变形或沉降。⑤施工质量不良。隧道仰拱底部虚砟清理不干净导致混凝土与基岩面结合不紧密，路基过渡段填料质量不合格或者死角部位压实不到位均会引起线路沉降。施工中还出现了路基采用了具有膨胀性碎石的填料和路基掺加未完全消解的生石灰，在后期遇水后产生膨胀引起路基上拱导致无砟轨道结构变形的质量问题。

在高速铁路建设和运营过程中，通常采用等级水准的方式，人工往返测量的方法进行沉降观测。这种方法耗时、耗力、耗人，作业时间长，需要人员多，每个测段都需要大量人力进行独立测量，并且为保证精度，还需要考虑时间、气候、环境等的影响，严重制约了测量的进度和效果；无法准确的对形变趋势进行分析和判断，同时测量结果不能实时上传，导致结果滞后。

发明内容

本发明解决的问题是现有高铁沉降观测耗时、耗力、耗人、无法准确的对形变趋势进行分析和判断的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种高铁沉降监测系统。该监测系统包括采集系统和云平台。所述采集系统包括基准站和位于监测点的监测站，监测站和基准站均接收卫星信号，处理卫星信号得到观测数据；所述云平台包括数据处理系统、数据存储系统和监控预警系统，其中，数据处理系统接收来自采集系统的所述观测数据，处理该观测数据得到监测点的当前位置；所述数据存储系统存储所述当前位置；所述监控预警系统比较当前位置与相应预设阈值而确定监测点沉降的安全等级，在当前位置超过相应预设阈值的情况下产生报警信号。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：