基于振动分析的地铁保护区施工自动监测方法技术

基于振动分析的地铁地铁保护区施工自动监测方法，包括以下步骤：搭建自动监测系统，包括监测服务器，监测服务器设有专用数据库，监测服务器与自动监测点通过无线通信连接，监测服务器还设有数据端组与人机交互装置连接；布设自动监测点形成地铁保护区；在专用数据库设定预警基准指标；采集地铁保护区内监测指标；将监测指标上传监测服务器，再调取专用数据库内的预警基准指标进行比对得到施工特征指标

【技术实现步骤摘要】
基于振动分析的地铁保护区施工自动监测方法


[0001]本专利技术涉及地铁保护区施工监测
，具体涉及基于振动分析的地铁地铁保护区施工自动监测方法
。

技术介绍

[0002]我国共有
51
个城市开通城市轨道交通线路
272
条，运营里程
8819
公里，主要分布在各大中城市的中心城区及规划发展区域，线路沿线可能存在物业开发
、
市政建设
、
地勘等大量施工作业，对城市轨道交通安全造成影响，已发生过运营线路结构变形
、
隧道被桩基击穿的案例，违规开展的地勘作业打穿隧道结构更是屡见不鲜
。
[0003]国务院
、
行业主管部门均高度重视城市轨道交通地铁保护区管理问题，如
《
国务院办公厅关于保障城市轨道交通安全运行的意见
》(
国办发
〔2018〕13
号
)
要求：城市轨道交通工程项目要按照相关规定划定地铁保护区，运营期间在地铁保护区范围内进行有关作业要按程序征求运营单位同意后方可办理相关许可手续
。《
城市轨道交通运营管理规定
》(
交通运输部令
2018
年第8号
)
规定：城市轨道交通工程项目应当按照规定划定地铁保护区
。
开通初期运营前，建设单位应当向运营单位提供地铁保护区平面图，并在具备条件的地铁保护区设置提示或者警示标志
>。
[0004]目前，各城市轨道交通运营单位对于地铁保护区管理，大多采用人工巡查的方式，但这种方式存在违规施工发现不及时
、
部门场所无法进入等问题，部分城市配备了无人机进行巡检，但受续航能力
、
城市禁飞
、
巡查频率不高等因素影响，也未能有效解决问题
。
[0005]针对以上问题，“地铁施工信息识别方法
、
装置
、
设备和存储介质”(
申请号
202111582625.X)
提出了采用图像识别的地铁控制地铁保护区施工识别方法；“一种基于
BIM、GIS
一体化的地铁地铁保护区管理数据存储方法”(
申请号
202011332911.6)
中，提出了一种存储方法，将地铁保护区内建筑物进行数字化建模存储；“一种针对地铁地铁保护区的在线监测方法”(CN111006721B)
主要采用基于加速度监测的方法，对地铁保护区施工作业进行在线监测
。
[0006]现有技术的难点：城市轨道交通地铁保护区内第三方施工作业，可能导致运营线路结构破坏，造成列车停运
、
碰撞
、
出轨等重大事故
。
针对地铁保护区管理，常规的人员定期巡查
、
无人机巡查存在无法全天候在线监测
、
发现滞后
、
信息反馈慢等缺点，相关学者及技术人员也开发了一些技术方法并形成了一些专利，但数量较少，且存在如下缺点：
(1)“地铁施工信息识别方法
、
装置
、
设备和存储介质”(
申请号
202111582625.X)
基于图像识别的监测方式，需要投入的设备精度较高，图像分辨率较高，且可能存在遮挡
、
拍摄角度等问题，影响识别精度；
(2)“一种基于
BIM、GIS
一体化的地铁地铁保护区管理数据存储方法”(
申请号
202011332911.6)
仅仅是提供了地铁保护区内建筑物信息化管理的数据存储方法，对地铁保护区内施工监测可借鉴性较小；
(3)“一种针对地铁地铁保护区的在线监测方法”(CN111006721B)
主要针对第三方施工的振动加速度进行在线监测，但仅仅基于加速度，监测因素单一，存在误报或无法监测到的情况，如对于打桩施工等加速度较为明显的准确性
高，但对于大量存在的地勘作业，其加速度值较小或不容易监测到，且容易发生误报
。
[0007]现有技术难点：如何实现地铁地铁保护区内对施工作业的全天候自动化精确检测以及采用自动广播的形式，对地铁地铁保护区内违规施工作业做先期性警告，达到及时阻止违规施工，进而保障地铁地铁保护区安全性的目的
。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术提供了基于振动分析的地铁地铁保护区施工自动监测方法
。
[0009]其技术方案如下：基于振动分析的地铁地铁保护区施工自动监测方法，包括以下步骤：
[0010]S1
，搭建自动监测系统，包括监测服务器，所述监测服务器设有专用数据库，所述监测服务器与自动监测点通过通讯网络连接，所述监测服务器还设有数据端组与人机交互装置连接；
[0011]S2
，布设所述自动监测点形成地铁保护区；
[0012]S3
，在专用数据库设定预警基准指标，所述预警基准指标为经验值，包括机械振动频率
、
加速度
、
速度
、
振幅及声音的声强
、
音频6项指标项；
[0013]S4
，自动监测点采集地铁保护区内监测指标，包括机械振动频率
、
加速度
、
速度
、
振幅及声音的声强
、
音频6项指标项；
[0014]S5
，将自动监测点采集的监测指标传输至监测服务器，再调取专用数据库内的预警基准指标与监测指标进行比对计算得到施工特征指标
i
；
[0015]S6
，监测服务器根据施工特征指标
i
进行监测信息处理
。
[0016]所述
S1
步骤中，所述自动监测点包括地震波传感器
、
声音传感器和通讯模块；
[0017]所述地震波传感器与所述声音传感器将采集的监测指标信息通过所述通讯模块上传至监测服务器；
[0018]所述声音传感器安装在距离地面
20
‑
200cm
处；所述地震波传感器埋在地面以下
0.5
‑2米处
。
[0019]便于信息传输与确保采集监测指标信息的可靠性
。
[0020]所述
S2
步骤中，所述自动监测点的布设采用居中错位间隔布点的方式，即所述自动监测点布设在线路边界两侧，自动监测点距离同侧线路边界
25m
，同一侧相邻两个自动监测点直线距离设为
50m
；两侧自动监测点沿线路走向错位间隔布置，任一测点位于另一侧相邻两个自动监测点连线中点垂线上，即任一侧自动监测点与对侧相邻自动监测点沿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于振动分析的地铁地铁保护区施工自动监测方法，其特征在于包括以下步骤：
S1
，搭建自动监测系统，包括监测服务器
(1)
，所述监测服务器
(1)
设有专用数据库
(2)
，所述监测服务器
(1)
与自动监测点
(3)
通过通讯网络连接，所述监测服务器
(1)
还设有数据端组与人机交互装置
(4)
连接；
S2
，布设所述自动监测点
(3)
形成地铁保护区；
S3
，在专用数据库
(2)
设定预警基准指标，所述预警基准指标为经验值，包括机械振动频率
、
加速度
、
速度
、
振幅及声音的声强
、
音频6项指标项；
S4
，自动监测点
(3)
采集地铁保护区内监测指标，包括机械振动频率
、
加速度
、
速度
、
振幅及声音的声强
、
音频6项指标项；
S5
，将自动监测点
(3)
采集的监测指标传输至监测服务器
(1)
，再调取专用数据库
(2)
内的预警基准指标与监测指标进行比对计算得到施工特征指标
i
；
S6
，监测服务器
(1)
根据施工特征指标
i
进行监测信息处理
。2.
根据权利要求1所述的基于振动分析的地铁地铁保护区施工自动监测方法，其特征在于：所述
S1
步骤中，所述自动监测点
(3)
包括地震波传感器
(5)、
声音传感器
(6)
和通讯模块
(7)
；所述地震波传感器
(5)
与所述声音传感器
(6)
将采集的监测指标信息通过所述通讯模块
(7)
上传至监测服务器
(1)
；所述声音传感器
(6)
安装在距离地面
20
‑
200cm
处；所述地震波传感器
(5)
埋在地面以下
0.5
‑2米处
。3.
根据权利要求1或2所述的基于振动分析的地铁地铁保护区施工自动监测方法，其特征在于：所述
S2
步骤中，所述自动监测点
(3)
的布设采用居中错位间隔布点的方式，即所述自动监测点
(3)
布设在线路边界两侧，自动监测点
(3)
距离同侧线路边界
25m
，同一侧相邻两个自动监测点
(3)
直线距离设为
50m
；两侧自动监测
(3)
点沿线路走向错位间隔布置，任一测点位于另一侧相邻两个自动监测点
(3)
连线中点垂线上，即任一侧自动监测点
(3)
与对侧相邻自动监测点
(3)
沿线路走向的距离为
25m。4.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：石杰红，李彬，张超，罗兵，杨新博，蔡树宝，李铭，刘超，乔楠，郑强，
申请(专利权)人：中铁电气化局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：