系統簡介
地鐵運營在線監測系統是利用傳感器技術、信號傳輸技術,以及網絡技術和信息收集解算技術從宏觀、微觀相結合的全方位角度,來監測影響地鐵運營施工安全的關鍵技術指標,記錄歷史、現有的數據,分析未來的走勢,以便輔助監測運營單位決策,提升安全保障水平,有效防范和遏制重特大事故發生。
系統依托智能軟件系統,建立分析監測預警模型,實現與短消息平臺結合,當發生異常時,及時自動發布短消息到監測管理人員的手機上,盡快啟動相應的預案。
監測重點部位的選擇和監測內容
重點監測位置
由于地鐵運營呈帶狀分布,距離非常長,全線健康監測不僅投資巨大,所以不太符合現實情況。因此,需要合理地布置重點地鐵運營內各個監測部位,從而在有限的監測點當中,順利地獲取到反映運營地鐵運營結構健康安全狀況的各項關鍵信息。根據理論分析和以往的經驗,一般對地鐵的以下主體部分進行重點監測,掌握重點位置的結構變形情況:
(1)車站與區間銜接處的差異沉降;
(2)城軌交通穿越河流、不良地質地段的地鐵運營區段的特殊沉降;
(3)既有地鐵運營與新建地鐵運營銜接處的差異沉降;
(4)區間聯絡通道附近銜接處的差異沉降;
(5)城軌交通沿線有高大建筑或工程正在施工的地段對地鐵運營的影響;
(6)本線與后建設的城軌交通線路交叉點附近地段對本線地鐵運營的影響;
(7)高架橋地段的墩臺沉降、梁體的撓曲變形;
(8)地鐵運營、高架橋與路基的過渡段的差異沉降;
(9)城軌交通穿越國家既有鐵路對地鐵運營的影響。
合理地進行監測斷面的選擇要考慮以下幾點:地鐵運營沿線的地層變化狀;地鐵運營地基的承載力、基礎的內砂石土的液化情況、水壓、土壓、地鐵運營進出洞口段、縱坡變坡點以及變形縫設置等的分布;地鐵運營的結構應力、應變、受力和結構變形的縱向、橫向分布。根據以上幾點綜合考慮,從而確定監測斷面位置。
監測斷面上的傳感器布設以地鐵運營結構的橫斷面計算為依據,考慮各監測斷面荷載特點和橫向分布,對管片襯砌主體結構與地層的相互作用關系,對管片結構內力分布和斷面變形等進行分析,共8個監測參數和相應采用的監測儀器,見表
運營地鐵運營結構健康安全監測內容及儀器
監測類別 | 監測內容 | 監測儀器 |
幾何形變類 | 地鐵運營拱頂沉降 | 激光測距傳感器 |
地鐵運營結構豎向位移 | 靜力水準監測系統 | |
地鐵運營管片收斂 | 激光測距傳感器 | |
軌道差異沉降 | 電子水平尺 | |
結構裂縫 | 電子裂縫計 | |
車輛段(場)內單體建筑、主變電站單體建筑、車站結構物不均勻沉降 | 靜力水準監測系統 | |
結構反應類 | 管片混凝土應變 | 表面應變計 |
在確定監測重點部位的基礎上,確定各監測參數及具體監測內容,充分考慮運營地鐵運營的結構特點以及會造成其損傷的模式,重點監測與分析引起地鐵運營結構變形或受力變化的特殊地段,例如:水文、地質等環境與條件,以此作為監測參數和內容的參考依據并進行對其進行科學合理地優化。
地鐵運營結構健康監測示意圖
系統組成
系統由傳感器、數據采集裝置、無線信號傳輸裝置、中心信號接收及處理裝置、機房及計算機軟件系統、組成。
系統建立開放的數據接口,通過專線或網絡或帶寬允許的情況下走公用互聯網,接入或遠程查看支持遠程專家會診。
系統功能
現場數據通過無線GPRS發射裝置發送到監測中心PC,軟件自動對測量數據進行換算,直接輸出監測物理量利用網絡進行數據傳輸或者內部局域網方式,完成對傳感器數據的采集和監測。軟件可設置上限報警命令,手機短信報警能夠時時掌控,PC 接入INTERNET網絡就可進行數據采集和監測。