一种盾构法隧道结构健康监测及安全预警系统技术方案

本发明专利技术一种盾构法隧道结构健康监测及安全预警系统，包括数据采集子系统、远程传输网络、中心数据库子系统、安全评估子系统和用户界面子系统。数据采集子系统包含多类传感器和各类传感器对应的采集单元，传感器获取盾构法隧道的结构的监测信息，并通过远程传输网络将处理过的监测信息传输到中心数据库子系统，安全评估子系统根据获取的监测数据对盾构法隧道的结构状态进行评估，并通过用户界面子系统将各类数据向用户展示。本发明专利技术面向盾构法隧道长期结构安全需求，确保使用的稳定性与耐久性，可实现盾构法隧道的结构健康性能数据的长时间实时自动采集，判定盾构法隧道安全使用状态并实现自动安全报警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种监测系统，尤其涉及一种应用于盾构法隧道结构健康状态评价的远程监测系统。
技术介绍
随着我国基础设施建设的快速发展，隧道建设数量和规模不断扩大。在隧道施工和运营过程中，地质条件相对复杂，影响因素众多，隧道变形、沉降、开裂、管片损坏、渗漏水等结构健康问题日益突出，针对隧道结构健康的自动监测系统成为隧道工程发展的新方向，可以对隧道的结构状态起到长期安全监测与预警的作用，获得准确、实时的监测数据也有助于制定正确的结构运营维护策略。目前国内公开号为104864913A的专利技术公开了一种分布式公路桥梁隧道结构健康监测系统，包括传感器单元，前端信息处理节点，星型传输网络，现场信息处理终端和后端信息处理平台。传感器单元包含多类传感器，获取公路桥梁隧道的结构内部信息；前端信息处理节点接收此信息并对其做简单的判断，信息异常时上传数据，其它正常情况保持缄默；星型传输网络提供前端异常信息的无线传输通道；现场信息处理终端将进行多源传感信息融合，可以判断出结构健康状态异常时迅速告警，无法判断时将原始数据通过互联网上传；后端信息处理平台结合各种分析算法和历史监测数据进行综合判断，给出最终的精确监测结果。该专利技术采用三级分布式数据处理架构，降低了系统整体资源消耗，提高了告警效率。但该专利技术主要用于公路隧道，不能针对盾构法隧道的结构特征对其健康状态进行有效的监测。国内公开号为104950782A的专利技术“一种山区公路隧道施工变形特性远程监控系统”公布了一种山区公路隧道施工时使用的远程监控系统，包括监控中心，所述监控中心内设置数据库服务器、通讯服务器、管理服务器、应用程序服务器、监控终端、浏览终端和监控终端，所述监控中心连接上级主管部门和隧道内控制室，隧道内控制室内设置远程监测单元组和报警终端，远程监测单元组由若干远程监测单元组成，各远程监测单元与设置在隧道内的若干远程采集单元一一对应相连，若干远程采集单元与设置在隧道内的环境监测设备、或结构监测传感器、或变形监测传感器、或水位传感器、或地震监测仪相连。该专利技术适用于山区公路隧道，且主要用于施工过程的监测，不能指导盾构法隧道的运营养护。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提出一种盾构法隧道结构健康监测及安全预警系统，针对盾构法隧道的结构特点，满足其施工和养护的健康监测需求，实现盾构法隧道的结构健康性能数据的长时间实时自动采集，判定盾构法隧道安全使用状态并实现自动安全报警。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:一种盾构法隧道结构健康监测及安全预警系统，包括:数据采集子系统，包含多类传感器和各类传感器对应的采集单元，所述传感器获取盾构法隧道的结构的监测信息，并将各类监测信息转换为电(光)信息，传送给对应的采集单元，所述采集单元将各类监测信息转换为数字信息；远程传输网络；中心数据库子系统，通过远程传输网络将处理过的监测信息传输到中心数据库子系统，所述中心数据库子系统完成监测数据的归档、查询、存储和管理；安全评估子系统，所述安全评估子系统根据获取的监测数据对盾构法隧道的结构状态进行评估，并根据综合识别的结果对隧道结构的安全及使用状况进行评估和自动报馨.1=1 ，用户界面子系统，所述用户界面子系统将各类数据向用户展示，并接受用户对系统的控制与输入。上述的一种盾构法隧道结构健康监测及安全预警系统，其中，所述传感器包括但不限于:用于盾构隧道结构变形监测的隧道收敛监测传感器、隧道纵向沉降监测传感器、隧道变形缝监测传感器；用于盾构隧道混凝土表面病害监测的管片裂缝监测传感器；用于盾构隧道渗漏状态监测的渗漏水监测传感器；用于盾构隧道环境监测的温度传感器、湿度传感器、风速计、光照度传感器、空气质量传感器。上述的一种盾构法隧道结构健康监测及安全预警系统，其中，所述远程传输网络的主干为布置在电缆通道内的光纤环网，隧道结构健康监测的实时数据通过Wif1、Zigbee或LAN方式汇集到数据采集节点，经光纤环网，传到中心数据库子系统。上述的一种盾构法隧道结构健康监测及安全预警系统，其中，所述安全评估子系统根据监测数据生成各类预测、分析、统计曲线和图表，针对隧道不同的安全状态，制订不同的主动控制措施。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术与现有技术相比，面向盾构法隧道长期结构安全需求，覆盖隧道所有重要主体结构，兼容多种传感器类型、品牌，针对隧道环境特点设计，确保使用的稳定性与耐久性，可实现盾构法隧道的结构健康性能数据的长时间实时自动采集，判定盾构法隧道安全使用状态并实现自动安全报警；支持不同的数据干网传输方式以及传感器子系统，网络覆盖全隧道；采用开放性体系结构和模块化设计，可灵活组合多种安全监测仪器，具有良好的扩展性。【附图说明】图1是本专利技术一种盾构法隧道结构健康监测及安全预警系统的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作详细介绍。请参见图1，本专利技术一种盾构法隧道结构健康监测及安全预警系统，包括数据采集子系统、远程传输网络、中心数据库子当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构法隧道结构健康监测及安全预警系统，其特征在于，包括：数据采集子系统，包含多类传感器和各类传感器对应的采集单元，所述传感器获取盾构法隧道的结构的监测信息，并将各类监测信息转换为电(光)信息，传送给对应的采集单元，所述采集单元将各类监测信息转换为数字信息；远程传输网络；中心数据库子系统，通过远程传输网络将处理过的监测信息传输到中心数据库子系统，所述中心数据库子系统完成监测数据的归档、查询、存储和管理；安全评估子系统，所述安全评估子系统根据获取的监测数据对盾构法隧道的结构状态进行评估，并根据综合识别的结果对隧道结构的安全及使用状况进行评估和自动报警；用户界面子系统，所述用户界面子系统将各类数据向用户展示，并接受用户对系统的控制与输入。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段创峰，吴惠明，熊诚，周文波，林家祥，施永泉，王静，顾沉颖，巴雅吉呼，何晓，钱锦，戴子枢，李章林，
申请(专利权)人：上海市地下空间设计研究总院有限公司，上海隧道工程有限公司，上海隧道工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31