基于基准传递的地铁隧道三维变形监测的车载测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于地铁隧道三维检测技术领域，公开了一种基于基准传递的地铁隧道三维变形监测的车载测量装置，激光测距仪、倾角传感器、高精度旋转台、PLC控制器共同集成用于高速测距、测角、可旋转的激光测距系统；对隧道断面轮廓以离散的多点方式进行测量；同时结合安装于隧道检测车底测距轮上的光电编码器，获得检测车沿隧道轴线方向上起始位置和行驶位置间的固定位移量，触发程序，将检测到的在隧道内特定位置的数据经过无线通信器传输至上位机。本发明专利技术在隧道结构安全的在线监测的实用技术创新方面取得突破，为形成轨道交通设施可靠性设计、分析、试验、评价的技术体系奠定基础，在诸多领域获得具有实用性。

Vehicle-borne Measuring Device for Three-dimensional Deformation Monitoring of Metro Tunnel Based on Datum Transfer

The invention belongs to the technical field of three-dimensional detection of Metro tunnels, and discloses an on-board measuring device for three-dimensional deformation monitoring of metro tunnels based on datum transfer. Laser rangefinder, inclination sensor, high-precision rotary table and PLC controller are integrated together for high-speed ranging, angle measuring and rotating laser ranging system. The cross-section profile is measured in a discrete multi-point manner. At the same time, the fixed displacement between the starting position and the driving position along the tunnel axis is obtained by combining the photoelectric encoder installed on the distance wheel of the tunnel detection vehicle. The trigger program passes the detected data at the specific position in the tunnel through the wireless communication device. Transfer to PC. The invention has made breakthroughs in practical technological innovation of on-line monitoring of tunnel structure safety, laid the foundation for forming the technical system of reliability design, analysis, test and evaluation of rail transit facilities, and obtained practicability in many fields.

【技术实现步骤摘要】
基于基准传递的地铁隧道三维变形监测的车载测量装置
本专利技术属于地铁隧道三维检测
，尤其涉及一种基于基准传递的地铁隧道三维变形监测的车载测量装置。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：变形监测作为一种新型的高科技技术，有着不同的测量方法。摄影测量技术主要针对大面积的变形监测，例如隧道施工平面的大型特殊测量。利用数字近景摄影测量技术与激光扫描的形态对隧道地面进行精准的剖析测量与智能技术化分析，综合地统计隧道施工期间地面的变形情况。隧道收敛监测法适用于大断面的隧道的监控测量，但由于需要的设备过大，例如平台车等，使得技术复杂，操作不方便。在施工过程中，如果隧道发生位移，分为“地表下沉位移”与“隧道周边位移”两种情况。一是地表下沉位移监测。在隧道的洞口地段埋设监控测量点位，用于观察施工期间地表发生下陷的变形情况，一般设置三个左右的水准基点，综合几个点位的监测数据进行分析，计算出地表的下陷量。二是隧道周边位移。一般将监控测量点位与水准基点设置于隧道的两侧壁上，监测整个隧道周边的坑道断面的收敛情况。地铁是地下铁道交通的简称，属于轨道交通行业。地铁是采用在地下挖隧道，运用有轨电力机车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于基准传递的地铁隧道三维变形监测预警方法，其特征在于，所述基于基准传递的地铁隧道三维变形监测预警方法包括：1)进行基准传递的隧道变形的车载测量装置构成；在轨道运营环境下对隧道结构建立激光测量传感器网络几何配置，进行隧道形变检测和定位基准的传递；建立所测得的数据与站级数据处理系统的传输机制，构建隧道三维测量的理论模型；集成检测车的纵向定位系统，进行隧道内每一测量断面的位置，判断测量断面距测量起始位置的精确距离；建立激光测距系统、数据传输系统、车载定位系统、实时数据采集及反馈系统的集成方案及关键参数匹配；进行检测误差分析、轮廓比对及预警故障处理；2)进行隧道断面测量数据采集及分析：进行多...

【技术特征摘要】
1.一种基于基准传递的地铁隧道三维变形监测预警方法，其特征在于，所述基于基准传递的地铁隧道三维变形监测预警方法包括：1)进行基准传递的隧道变形的车载测量装置构成；在轨道运营环境下对隧道结构建立激光测量传感器网络几何配置，进行隧道形变检测和定位基准的传递；建立所测得的数据与站级数据处理系统的传输机制，构建隧道三维测量的理论模型；集成检测车的纵向定位系统，进行隧道内每一测量断面的位置，判断测量断面距测量起始位置的精确距离；建立激光测距系统、数据传输系统、车载定位系统、实时数据采集及反馈系统的集成方案及关键参数匹配；进行检测误差分析、轮廓比对及预警故障处理；2)进行隧道断面测量数据采集及分析：进行多传感器系统标定、传感器自稳定系统、传感器网络配置、激光测距系统同步、多传感器海量数据传输存储、多传感器数据融合处理、隧道变形分析与预警发布，构建断面相对位置数据域与站级监测计算机实时交互的数据传输机制；并由站级监测系统通过各通信接口软件对各集成隧道断面变形检测校车的软件参数进行配置和修改；3)进行隧道断面变形检测：将断面变形测量仪集成于车载集成系统；进行断面变形测量、减振支承检测、纵向定位系统、检测控制及数据预处理；车载集成系统通过无线网络与上位机进行通讯；4)存储，分析并发布隧道形变信息，形成隧道形变预警机制。2.如权利要求1所述的基于基准传递的地铁隧道三维变形监测预警方法，其特征在于，步骤1)判断测量断面距测量起始位置的精确距离中，包括：激光测距仪安装于检测车上，测得的数据经动态基准测量系统的振动补偿后，获得断面检测点与安装结构中心点的距离；假设轨平面中点为该测量系统的坐标原点(0,0)，人工测量得知激光扫描仪在检测车前端的安装位置坐标为(M,N)，束激光的测距为L，测量角度为α，算出检测对应点的坐标(x,y)为3.如权利要求1所述的基于基准传递的地铁隧道三维变形监测预警方法，其特征在于，步骤4)，包括：建立空间数据库存储并发布隧道变形信息；采集并融合分析多传感器的数据，对被测隧道进行三维动态建模；通过对各观测点历史数据的分析，产生预警报告。4.一种实现权利要求1所述基于基准传递的地铁隧道三维变形监测预警方法的基于基准传递的地铁隧道三维变形监测与预警系统，其特征在于，所述基于基准传递的地铁隧道三维变形监测与预警系统包括：基准传递的隧道变形的车载测量装置构成模块：用于在轨道运营环境下对隧道结构建立激光测量传感器网络几何配置，进行隧道形变检测和定位基准的传递；隧道断面测量数据采集及分析模块：用于进行多传感器系统标定、传感器自稳定系统、传感器网络配置、激光测距系统同步、多传感器海量数据传输存储、多传感器数据融合处理、隧道变形分析与预警发布，构建断面相对位置数据域与站级监测计算机实时交互的数据传输机制；并由站级监测系统通过各通信接口软件对各集成隧道断面变形检测校车的软件参数进行配置和修改；隧道断面变形检测模块：用于将断面变形测量仪集成于车载集成系统；进行断面变形测量、减振支承检测、纵向定位系统、检测控制及数据预处理；车载集成系统通过无线网络与上位机进行通...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊必涛，潘卫清，骆钧炎，阮世平，张初航，黄奕筱，沈艳婷，刘夏吟，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33