自动化监测技术在地铁中的应用研究张宇周德春卢建军

自动化监测技术在地铁中的应用研究张宇周德春卢建军

张宇周德春卢建军

浙江华东工程安全技术有限公司

摘要：随着时代的不断发展，我国地铁规模和路线将继续增加，地铁运行范围将不断扩大，地铁运行的稳定性和安全性将日益重要，地铁自动化监测的社会比重也必然会提高。为了确保地铁的安全运行，在实施地铁施工时，相关人士必须重视自动监控技术的应用，以提高地铁运行监控质量，同时促进地铁建设项目的发展。本文分析了自动化监控技术在地铁建设中的应用。

关键词：自动化监测技术；地铁施工；安全性

引言

通过在地铁中运用自动化监测技术，能够减少传统因人为因素而产生的误差问题，同时也能够提高监测数据的精度，降低劳动成本，确保城市地铁的施工建设能够正常开展。

1、概述

地铁，即「地下铁路」的简称，原本指在地下运行的城市轨道交通系统，但随著城市轨道交通系统的发展，实际上地铁有时会因建造环境而将部分路线铺设在地上。地铁是一个大型土木工程，涉及更多的人口流动和更多的基础配套设施，因此对运营指标提出了更高的要求。伴随着经济的发展和社会的进步，近年来地铁隧道的建设取得了长足的进步。地铁车辆在轨道交通线路上运行必须确保线路结构有一个安全的空间，根据有关规定，该空间一般在结构周边50米范围内，该空间可称作为保护区。因此，在施工现场有效保护地铁及配套设施是建设监测的一个重要组成部分。在确保地铁稳定运行的目标基础上，施工期间不断监测地铁显得极为重要。传统的人工测量方法简单、技术成熟，其监测数据更加准确。但是，人工测量也有许多缺点和不足之处，例如，人员浪费、效率低下、以及地铁对工作人员健康和安全的影响。因此，地铁运营期间监测主要是通过应用远程控制和实时监测的自动化监测方法，不断获取监视信息和数据，及时了解地铁状况，确保地铁平稳运行，从而确保地铁的安全和稳定。

2、监测目的

在项目施工过程中，通过对地铁隧道或者车站进行监测，及时的了解实际变形情况及趋势，分析判断本工程施工过程对地铁设施产生的影响，指导本工程的施工。同时为动态设计、信息化施工及时提供反馈信息，通过数据分析，掌握地铁结构稳定性的变化规律，随时根据监测资料调整施工程序，并采取必要的工程应急措施确保地铁设施的安全。

(1)通过现场监测信息反馈和现场施工情况，及时调整施工的速度和方法，并采取相应的工程措施，优化施工工艺，达到工程优质、安全施工、经济合理、施工快捷的目的，并为今后类似工程提供借鉴。

(2)掌握运营地铁的受力和变位状态，并对其安全稳定性进行评价；

(3)通过信息反馈进行安全预测及设计优化，在加强安全控制的同时减少投资，使工程始终处于安全可控状态，从更大程度上加强业主的风险控制。

3、自动化监测网的布设

自动化监测基准点布设于保护区30米以外的左右侧，保证通视条件，每侧布设4个基准点圆棱镜（监测断面左右两腰各布设2个基准点圆棱镜，相邻两个断面间隔10环12米的间距），各棱镜形成良好的网形。

隧道内自动化监测测点断面布设原则：围护结构外边线垂直投影到隧道区域范围为每间隔5环（6米）布设一个监测断面，垂直投影区域两端向外延伸区域为每间隔10环（12米）布设一个监测断面。

盾构段监测点棱镜安装在管片的两腰和道床两侧，一个断面共4点。测点布设应尽量避开人员行走通道，避免人员认为触碰导致测点失准。测点埋设完成后填写测点埋设考证表，报监理单位备案。

如图3-1所示：

4、地铁信息化监测流程

信息化监测工作包括：建立信息化测点--采集监测点信息--测点信息的信息化处理--分析形成信息化报告--进行信息分类，反馈监测成果至各方。因此，信息化工作的流程如下图4-1：

自动化监测的优点有以下几点：

（1）远程测量、无人值守：

（2）实时测量：

（3）差分解算、精度高：

（4）支持多台设备：

（5）接口多样：

（6）报表定制：

（7）支持监测功能扩展：

（8）维护方便。

5、地铁自动化监测技术的应用目标

为了确保城市地铁自动化监控的全面有效实施，必须执行以下方面:首先，在施工过程中，必须保证每天24小时地铁施工的持续自动监视。第二，必须确保基点的精度，并根据时差分数测量，以最大限度地减少错误发生频率，有效地解决人为错误问题，从而确保监视数据的准确性。第三，监视数据处理时，必须以实时性(数据分析、管理等)最短的时间完成数据处理，并执行数据传输任务。第四，加强对数据表、测量表等的自动处理水平，降低人力成本。

6、地铁自动化监测系统的构成

6.1数据采集及传输系统

一般来说，数据收集和传输系统主要由数据监控和收集设备以及传输设备组成，需要可靠的监测系统支撑。它还可以持续将数据收集和传输系统集成到其他云监测系统中，从而为城市地铁项目的特定使用自动监控技术的具体运用提供良好的基础。就目前来说，可以将隧道自动化监测项目为道床沉降、道床水平位移、管片水平收敛及两轨高差监测。通过分析各个监测数据的变化，为地铁运营提供数据依据。

6.2自动化监测控制软件

自动监控控制软件主要由收集装置和传感器控制部分以及数据后处理部分组成。其中收集装置和传感器控制部分主要通过控制地铁现场监控设备和传输数据收集指南来实现数据自动收集。收集完成后，根据后续处理分析和数据后处理部分生成相应的报告或图表。自动化监控和控制软件设计阶段必须能够确保支持远程命令发送、数据泄露管理任务的可扩展性、灵活性、安全性和可靠性，并能够生成相应的数据表单，以便更全面地了解地铁施工现场的数据参数。

结束语

地铁工程比其他项目规模大，基础设施多，要负责很多乘客的运输，因此安全性和稳定性等指标较高。近年来，我国地铁建设数量持续增加，地铁不仅复杂，而且贯穿城市主要枢纽位置，采取措施提高其安全性和稳定性的重要性日益增加。在这种背景下，自动监控技术受到各界关注，并逐步应用于地铁建设过程，取得了更加满意的结果。

参考文献

[1]《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308-2017）；

[2]《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011）；

[3]《城市轨道交通工程安全质量管理暂行办法》建质[2010]5号；

[4]《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）；

[5]《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB50911-2013）；

[6]《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ-T202-2013）。