城市轨道交通隧道变形监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种城市轨道交通隧道变形监测系统，包括基准点棱镜、监测点棱镜、测量机器人和数据处理模块；测量机器人上集成有测量机器人控制器以及均与测量机器人控制器连接用于采集环境参数的环境探测器、用于向棱镜发射并接收无线探测信号的无线探测模块，测量机器人控制器通过数据传输模块和调制解调器与数据处理模块进行通信，数据处理模块上连接有用于存储监测点棱镜坐标变化阈值的存储器和用于提示监测点棱镜坐标变化超界的预警模块，以及用于向工作人员传输预警信息的无线终端和有线终端。本实用新型专利技术实时、精确地对城市轨道交通隧道变形监控，及时准确的反馈预警信息，满足施工需求。

Deformation monitoring system for urban rail transit tunnel

【技术实现步骤摘要】
城市轨道交通隧道变形监测系统
本技术属于隧道变形监测
，具体涉及一种城市轨道交通隧道变形监测系统。
技术介绍
城市轨道交通隧道变形是指其结构的水平位移和垂直位移，这种变形超过正常范围时，直接影响城市轨道交通隧道运营安全，甚至造成城市轨道交通隧道的损毁。传统方法选用测距仪和经纬仪进行施测，大多都是人工观测和记录，对操作人员的技能和经验要求相当高，容易产生人为粗差,已跟不上现在快节奏、低成本的发展趋势；GPS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的特点，是传统测绘技术的革命性发展成果，在变形监测网的应用上已取得许多试验研究成果，但在城市轨道交通隧道存在卫星信号被遮挡问题，其监测精度和可靠性不高或无法进行监测。由上述内容可知，采用目前的监测系统和方法进行城市轨道交通隧道变形监测时，不仅操作复杂，效率极低，不能满足施工需求；而且检测数据与实际值有所偏离，检测精度低，检测数据准确度较低，测量结果误差较大，不能满足精确需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种城市轨道交通隧道变形监测系统，其实时、精确地对城市轨道交通隧道变形监控，及时准确的反馈预警信息，满足施工需求。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：城市轨道交通隧道变形监测系统，其特征在于：包括布设在位于隧道变形区两端的非变形区的基准点棱镜、多个布设在位于隧道变形区的监测点棱镜和布设在测区工作基点用于测量所述监测点棱镜坐标变化的测量机器人，以及布设在城市轨道交通监控室内且与所述测量机器人通信的数据处理模块；所述测量机器人上集成有测量机器人控制器以及均与测量机器人控制器连接用于采集环境参数的环境探测器、用于向棱镜发射并接收无线探测信号的无线探测模块，无线探测模块由无线发射模块和用于接收无线发射模块反射信号的无线接收模块组成，测量机器人控制器通过数据传输模块和调制解调器与数据处理模块进行通信，数据处理模块上连接有用于存储所述监测点棱镜坐标变化阈值的存储器和用于提示所述监测点棱镜坐标变化超界的预警模块，以及用于向工作人员传输预警信息的无线终端和有线终端。上述的城市轨道交通隧道变形监测系统，其特征在于：所述环境探测器包括感应所述测量机器人所处环境温湿度数据的温湿度传感器和测量所述测量机器人所处环境气压值的气压计。上述的城市轨道交通隧道变形监测系统，其特征在于：所述无线终端为手机移动终端，有线终端为工控机终端。上述的城市轨道交通隧道变形监测系统，其特征在于：所述数据传输模块为有线数据传输模块或无线数据传输模块。上述的城市轨道交通隧道变形监测系统，其特征在于：所述有线数据传输模块为传输光纤，所述无线数据传输模块为3G移动网络数据通讯模块或GPRS。上述的城市轨道交通隧道变形监测系统，其特征在于：所述测量机器人上还集成有为测量机器人控制器供电的稳压电源。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术采用的变形监测系统，通过将测量机器人布设在测区工作基点，采用测量机器人无线探测位于隧道变形区两端的非变形区的基准点棱镜和位于隧道变形区的监测点棱镜，数据发送和数据接收实现方便，能够快速获取棱镜坐标，数据获取精度高，避免人工测量带来的人为误差，便于推广使用。2、本技术采用的变形监测系统，通过设置环境探测器便于采集隧道当前环境信息，综合环境信息考虑数据处理结果，可舍弃恶劣环境下测量的数据，避免引入的测量误差。3、本技术采用的变形监测系统，通过无线终端和有线终端双重数据传输确保测量机器人采集的数据实时向监测人员传输，同时设置预警模块预警隧道水平方向和垂直方向的变形，使用效果好。综上所述，本技术设计新颖合理，设计合理且成本低，使用操作简便，能实时、准确地对城市轨道交通隧道变形监控，且检测结果准确，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术变形监测系统的电路原理框图。图2为本技术变形监测系统中棱镜的布设位置关系示意图。附图标记说明:1—温湿度传感器；2—气压计；3—无线探测模块；3-1—无线发射模块；3-2—无线接收模块；5—测量机器人控制器；6—数据传输模块；7—调制解调器；8—数据处理模块；9—无线终端；10—有线终端；11—预警模块。具体实施方式如图1所示，本技术所述的城市轨道交通隧道变形监测系统，包括布设在位于隧道变形区两端的非变形区的基准点棱镜、多个布设在位于隧道变形区的监测点棱镜和布设在测区工作基点用于测量所述监测点棱镜坐标变化的测量机器人，以及布设在城市轨道交通监控室内且与所述测量机器人通信的数据处理模块8；所述测量机器人上集成有测量机器人控制器5以及均与测量机器人控制器5连接用于采集环境参数的环境探测器、用于向棱镜发射并接收无线探测信号的无线探测模块3，无线探测模块3由无线发射模块3-1和用于接收无线发射模块3-1反射信号的无线接收模块3-2组成，测量机器人控制器5通过数据传输模块6和调制解调器7与数据处理模块8进行通信，数据处理模块8上连接有用于存储所述监测点棱镜坐标变化阈值的存储器12和用于提示所述监测点棱镜坐标变化超界的预警模块11，以及用于向工作人员传输预警信息的无线终端9和有线终端10。需要说明的是，通过将测量机器人布设在测区工作基点，采用测量机器人探测位于隧道变形区两端的非变形区的基准点棱镜和位于隧道变形区的监测点棱镜坐标，测量机器人移动方便，测量机器人上安装的无线探测模块3是为了便于测量机器人无线发送和接收数据，数据发送和数据接收实现方便，能够快速获取棱镜坐标，数据获取精度高，避免人工测量带来的人为误差，位于隧道变形区两端的非变形区的基准点棱镜是为了给每期探测的数据建立一个标准参考便于计算位于隧道变形区的监测点棱镜位置是否移动，设置与所述测量机器人通信的数据处理模块8的目的是将测量机器人控制器5获取的无线电波信号转换为坐标信息，便于坐标转换获取变形量；所述测量机器人上集成有环境探测器的目的是便于采集隧道当前环境信息，综合环境信息考虑数据处理结果，可舍弃恶劣环境下测量的数据，避免引入的测量误差；数据处理模块8上连接存储器12是为了存储隧道变形阈值和环境参数阈值，当环境探测器采集的现场环境参数超过环境参数阈值时，说明现场环境恶劣，此时测量机器人探测的数据会因为环境参数存在偏差，应及时纠正或舍弃环境恶劣情况下的测量参数；数据处理模块8上连接无线终端9和有线终端10的目的是实现双重数据传输，确保测量机器人采集的数据实时向监测人员传输，同时设置预警模块11预警隧道水平方向和垂直方向的变形，使用效果好。本实施例中，所述环境探测器包括感应所述测量机器人所处环境温湿度数据的温湿度传感器1和测量所述测量机器人所处环境气压值的气压计2。需要说明的是，根据实际测量经验可知，环境温湿度数据和环境气压值对测量机器人探测的棱镜无线电波信号影响较大，因此，环境探测器包括温湿度传感器1和气压计2。本实施例中，所述无线终端9为手机移动终端，有线终端10为工控机终端。需要说明的是，手机移动终端具有移动方便，位置任意的优点，不限定测量人员的位置，数据处理模块8与手机移动终端通信，及时告知测量人员测量结果，工控机终端具有位置固定，本文档来自技高网...

【技术保护点】
城市轨道交通隧道变形监测系统，其特征在于：包括布设在位于隧道变形区两端的非变形区的基准点棱镜、多个布设在位于隧道变形区的监测点棱镜和布设在测区工作基点用于测量所述监测点棱镜坐标变化的测量机器人，以及布设在城市轨道交通监控室内且与所述测量机器人通信的数据处理模块(8)；所述测量机器人上集成有测量机器人控制器(5)以及均与测量机器人控制器(5)连接用于采集环境参数的环境探测器、用于向棱镜发射并接收无线探测信号的无线探测模块(3)，无线探测模块(3)由无线发射模块(3‑1)和用于接收无线发射模块(3‑1)反射信号的无线接收模块(3‑2)组成，测量机器人控制器(5)通过数据传输模块(6)和调制解调器(7)与数据处理模块(8)进行通信，数据处理模块(8)上连接有用于存储所述监测点棱镜坐标变化阈值的存储器(12)和用于提示所述监测点棱镜坐标变化超界的预警模块(11)，以及用于向工作人员传输预警信息的无线终端(9)和有线终端(10)。

【技术特征摘要】
1.城市轨道交通隧道变形监测系统，其特征在于：包括布设在位于隧道变形区两端的非变形区的基准点棱镜、多个布设在位于隧道变形区的监测点棱镜和布设在测区工作基点用于测量所述监测点棱镜坐标变化的测量机器人，以及布设在城市轨道交通监控室内且与所述测量机器人通信的数据处理模块(8)；所述测量机器人上集成有测量机器人控制器(5)以及均与测量机器人控制器(5)连接用于采集环境参数的环境探测器、用于向棱镜发射并接收无线探测信号的无线探测模块(3)，无线探测模块(3)由无线发射模块(3-1)和用于接收无线发射模块(3-1)反射信号的无线接收模块(3-2)组成，测量机器人控制器(5)通过数据传输模块(6)和调制解调器(7)与数据处理模块(8)进行通信，数据处理模块(8)上连接有用于存储所述监测点棱镜坐标变化阈值的存储器(12)和用于提示所述监测点棱镜坐标变化超界的预警模块(11)，以及用于向工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，潘东峰，丁吉峰，廖东军，刘云锋，吴海涛，翟永健，吴一同，刘洋，
申请(专利权)人：机械工业勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61