一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法技术

一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法，属于地铁沉降监测技术领域，为了解决地铁隧道覆盖面积较大，沉降监测设备的需要大量安装才能全面覆盖监测范围，无法精准有效的对监测设备进行分布和定位的问题；本发明专利技术通过建立BIM隧道模型并划分隧道的易沉降区和不易沉降区，再结合北斗定位建立的平面格点定位模型，在BIM隧道模型和平面格点定位模型的重合区内针对易沉降区和不易沉降区设计监测设备的定位安装点，并获取该点的定位坐标，随后基于记录的定位坐标在易沉降区和不易沉降区内分别定位安装不同数量的监测设备，实现对隧道易沉降点的全面精准覆盖监测，避免大量安装监测设备的问题，监测设备监测数据反馈BIM可视平台进行实时监控。平台进行实时监控。平台进行实时监控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法


[0001]本专利技术涉及地铁沉降监测
，具体而言，为一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法。

技术介绍

[0002]由于长时间的运营使用，地铁隧道会在人为或者自然因素的作用下发生各类病害，病害的产生会影响隧道的交通及行车的安全，最终导致隧道的使用寿命减少，造成巨大的社会经济损失。随着现代科学技术的不断发展，隧道沉降监测技术已经从传统的人工监测，发展为设备监测，虽然能够实现沉降监测的目的，但是相关的数据采集、处理、图形分析等都要分别进行，工作效率不高，无法满足现在大量的监测工作需求。而在地铁运营期间，列车产生的震动、对铁轨的压力和地下水流失等问题也会影响地上的建筑物(构筑物)、地面道路、地下管网和地下建筑物，绝大部分安全事故为塌方，其主要原因之一是现场监控量测数据的不及时、不准确以及数据分析的不到位，并且目前常规的沉降测量方法设备工作程序繁杂，费时费力，费用高且测量精度低，而BIM技术的发展，恰恰能改善这一问题。
[0003]BIM(Building Information Modeling即建筑信息化模型)技术在随结构进行监测的过程中，可以通过它自身的可视化的特性，对实际监测数据进行高效的管理与共享，提高数据管理的水平和数据管理效率，同时BIM技术是贯穿于建筑结构全生命周期的全方面平台，利用BIM技术参数化、可视化管理的功能，实现监测信息的可视化与信息共享，通过对地铁隧道实际的监测数据分析建立地铁隧道预测数据信息，并将预测出的监测数据信息与建立的三维模型信息建立联系，从而实现地铁沉降监测数据的可视化功能，提高对建筑项目中数据信息的管理效率，实现安全风险快速识别。
[0004]地铁隧道工程体量大，但其结构形式较为简单；因此，在BIM技术用于隧道沉降可充分发挥BIM技术参数化的优势。然而，目前就BIM技术在地铁隧道沉降监测中的应用仍有诸多不足，由于地铁隧道覆盖面积较大，沉降监测设备的需要大量安装才能全面覆盖监测范围，无法精准有效的对监测设备进行分布和定位。
[0005]因此，我们推出一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法，旨在解决上述
技术介绍
中，地铁隧道覆盖面积较大，沉降监测设备的需要大量安装才能全面覆盖监测范围，无法精准有效的对监测设备进行分布和定位的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法，包括以下实施步骤：
[0008]S1：信息查询，根据目标地铁隧道建设时勘探资料和建设设计掌握隧道的地层地理信息和结构特征,并使用超声探测仪对地铁隧道的地层进行复检；
[0009]S2:建立地铁隧道模型，根据目标隧道的结构特点和建设参数进行参数化模型处
理，对目标地铁隧道进行BIM建模,划定隧道的不易沉降区和易沉降区；
[0010]S3：监测设备安装，根据监测设备的监测覆盖半径结合北斗定位对设备进行定点安装，将监测设备对线交替分布设置在隧道地面两侧；
[0011]S4:数据上传，监测设备通过无线信号和服务器将定位信息和地表沉降信息传输至BIM可视化监测平台，BIM可视化监测平台实现隧道内每个监测设备的实时监控；
[0012]S5：平台参数设置，在BIM可视化监测平台上为隧道内每台监测设备设置统一的监测参数阈值，设定地铁隧道的沉降监测安全极限标准；
[0013]S6：触发报警，监测设备采集的隧道地表沉降监测数据超过设定的阈值时，BIM可视化平台针对超出阈值的设备进行报警，并将该设备的定位信息发送给工作人员；
[0014]上述S3步骤中，监测设备安装的操作步骤如下：
[0015]S301：以隧道的起始端为基点，利用北斗定位构建平面格点定位模型，并将平面格点定位模型与重合对比；
[0016]S302：基于平面格点定位模型在BIM隧道模型的各不易沉降区和易沉降区内重合域内确定监测设备的定位安装点，记录下各安装点的定位坐标；
[0017]S303：根据各安装点的定位坐标在隧道的不易沉降区内安装少量的监测设备，并在易沉降区内均匀间隔分布适量的监测设备，监测设备均对脚线交替设置；
[0018]S304：为隧道内的每个监测设备排序设定用于区分的数字身份地址，且每台监测设备的数字身份地址不重复。
[0019]进一步地，监测设备包括安装座和均匀固定连接于安装座底部边沿处的定位板，定位板的外壁上固定连接有可调式伸缩柱，安装座的顶部固定连接有数字显示灯箱，且安装座的底部固定连接有中控箱，可调式伸缩柱悬置于中控箱的外侧，中控箱的底部固定连接有连接柱，连接柱的底部固定连接有安装壳套，安装壳套的底部端口内活动设置有检测杆件。
[0020]进一步地，检测杆件包括活动套接于安装壳套内的连接球，连接球的一端延伸至安装壳套底部端口外部，连接球的底部固定连接有安装套筒，安装套筒底部端口内活动套接有检测标杆，安装套筒内的检测标杆顶部固定连接有限位盘，限位盘活动卡合于安装套筒内，且限位盘和安装套筒底板间的检测标杆外壁上缠绕设置有缓冲弹簧，检测标杆的底部固定连接有水平标板，水平标板的底部固定连接有固定悬杆，固定悬杆的底部固定连接有沉降拉板。
[0021]进一步地，检测标杆侧壁上的测量标线初始端设置于其外壁上靠近底部处，缓冲弹簧保持正常舒张状态时，检测标杆的测量标线初始端与安装套筒底部相平齐，安装套筒的一侧外壁上靠近底部处固定连接有固定板，固定板的下端固定连接有激光位移传感器，激光位移传感器垂直于水平标板设置，且激光位移传感器两侧的安装套筒侧壁上固定连接有L型伸缩连杆，L型伸缩连杆的下端与水平标板固定相连，水平标板顶部一侧固定连接有水准珠。
[0022]进一步地，安装套筒的外壁上活动设置有辅助件，辅助件包括安装环和固定连接于安装环两侧外壁上的丝杆套，丝杆套内活动设置有旋转丝杆，旋转丝杆的顶端活动连接于中控箱的底部，且安装环的内壁上开设有限位槽，限位槽内活动卡合有校正杆，校正杆末端悬置于安装环内腔，其末端固定连接有弧形校正板，弧形校正板活动卡套于安装套筒的
外壁上。
[0023]进一步地，校正杆包括活动卡合于限位槽的固定筒和活动套接于固定筒端口内的活动杆，固定筒内的活动杆末端固定连接有金属盘，金属盘活动卡合于固定筒内，且金属盘远离活动杆一端的外壁上边沿处固定连接有弹性部件，弹性部件另一端与固定筒内壁固定相连，弹性部件间的固定筒内壁上固定连接有电磁铁，电磁铁正对金属盘设置。
[0024]进一步地，数字显示灯箱两侧外壁上靠近顶部处固定连接有支撑板，支撑板顶部活动贯穿设置有移动杆，移动杆的顶部固定连接有防护顶盖，防护顶盖底部与支撑板间的移动杆外壁上缠绕设置有支撑弹簧，防护顶盖通过支撑弹簧悬置于数字显示灯箱顶部。
[0025]进一步地，中控箱的内部设置有控制运行的单片机，单片机电连接用于无线收发信息数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法，其特征在于，包括以下实施步骤：S1：信息查询，根据目标地铁隧道建设时勘探资料和建设设计掌握隧道的地层地理信息和结构特征,并使用超声探测仪对地铁隧道的地层进行复检；S2:建立地铁隧道模型，根据目标隧道的结构特点和建设参数进行参数化模型处理，对目标地铁隧道进行BIM建模,划定隧道的不易沉降区和易沉降区；S3：监测设备安装，根据监测设备的监测覆盖半径结合北斗定位对设备进行定点安装，将监测设备对线交替分布设置在隧道地面两侧；S4:数据上传，监测设备通过无线信号和服务器将定位信息和地表沉降信息传输至BIM可视化监测平台，BIM可视化监测平台实现隧道内每个监测设备的实时监控；S5：平台参数设置，在BIM可视化监测平台上为隧道内每台监测设备设置统一的监测参数阈值，设定地铁隧道的沉降监测安全极限标准；S6：触发报警，监测设备采集的隧道地表沉降监测数据超过设定的阈值时，BIM可视化平台针对超出阈值的设备进行报警，并将该设备的定位信息发送给工作人员；上述S3步骤中，监测设备安装的操作步骤如下：S301：以隧道的起始端为基点，利用北斗定位构建平面格点定位模型，并将平面格点定位模型与重合对比；S302：基于平面格点定位模型在BIM隧道模型的各不易沉降区和易沉降区内重合域内确定监测设备的定位安装点，记录下各安装点的定位坐标；S303：根据各安装点的定位坐标在隧道的不易沉降区内安装少量的监测设备，并在易沉降区内均匀间隔分布适量的监测设备，监测设备均对脚线交替设置；S304：为隧道内的每个监测设备排序设定用于区分的数字身份地址，且每台监测设备的数字身份地址不重复。2.如权利要求1所述的一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法，其特征在于：监测设备包括安装座(1)和均匀固定连接于安装座(1)底部边沿处的定位板(2)，定位板(2)的外壁上固定连接有可调式伸缩柱(3)，安装座(1)的顶部固定连接有数字显示灯箱(4)，且安装座(1)的底部固定连接有中控箱(5)，可调式伸缩柱(3)悬置于中控箱(5)的外侧，中控箱(5)的底部固定连接有连接柱(6)，连接柱(6)的底部固定连接有安装壳套(7)，安装壳套(7)的底部端口内活动设置有检测杆件(8)。3.如权利要求2所述的一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法，其特征在于：检测杆件(8)包括活动套接于安装壳套(7)内的连接球(801)，连接球(801)的一端延伸至安装壳套(7)底部端口外部，连接球(801)的底部固定连接有安装套筒(802)，安装套筒(802)底部端口内活动套接有检测标杆(803)，安装套筒(802)内的检测标杆(803)顶部固定连接有限位盘(804)，限位盘(804)活动卡合于安装套筒(802)内，且限位盘(804)和安装套筒(802)底板间的检测标杆(803)外壁上缠绕设置有缓冲弹簧(805)，检测标杆(803)的底部固定连接有水平标板(806)，水平标板(806)的底部固定连接有固定悬杆(807)，固定悬杆(807)的底部固定连接有沉降拉板(808)。4.如权利要求3所述的一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法，其特征在于：检测标杆(803)侧壁上的测量标线初始端设置于其外壁上靠近底部处，缓冲弹簧(805)保持正常舒张状态时，检测标杆(803)的测量标线初始端与安装套筒(802)底部相平齐，安装套
筒(802)的一侧外壁上靠近底部处固定连接有固定板(809)，固定板(809)的下端固定连接有激光位移传感器(8010)，激光位移传感器(8010)垂直于水平标板(806)设置，且激光位移传感器(8010)两侧的安装套筒(802)侧壁上固定连接有L型伸缩连杆(8011)，L型伸缩连杆(8011)的下端与水平标板(806)固定相连，水平标板(806)顶部一侧固定连接有水准珠(8012)。5.如权利要求4所述的一种基于BIM的地铁沉降监测设备快速定位方法，其特征在于：安装套筒(802)的外壁上活动设置有辅助件(81)，辅助件(81)包括安装环(811)和固定连接于安装环(811)两侧外壁上的丝杆套...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明来，张雪灵，席泽鹏，海伦，陈威，晁阳，王轩，方婷婷，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：