本发明专利技术提供的铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统，具体是是一种基于LabVIEW的铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统，该系统由自动化监测装置和监控中心的计算机组成，其中：自动化监测装置由布置在施工现场的数据采集设备、数据传输设备组成，数据采集设备通过电缆与数据传输设备相连，数据传输设备利用无线网络与计算机通信；数据采集设备从现场获取数据信息之后传至数据传输设备，数据传输设备再将数据信息利用无线网络传至计算机。本发明专利技术可以循环使用，适用于重大工程全方位实时安全防护监测，克服了传统监测手段的诸多弊端，具有精度高、实时性强、监测信息全等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁路营业线改造桥涵施工的安全防护监测
，核心技术要点在于铁路营业线桥涵施工防护中多传感器实时监测系统设计与监测数据的智能化采集与处理。
技术介绍
在铁路施工过程中，桥涵施工作为线路的重要组成部分，其工程形式包括接长涵、下穿顶进、地基加固等，涉及到采用人工挖孔桩作支墩，用工字钢便梁架空线路顶进开挖施工等技术。特别对于营业线铁路的改造工程，桥涵施工对营业线运营会产生重大影响，所以必须在施工过程进行监测，保证营业线正常运营和和施工开展。在铁路营业线桥涵施工过程中，主要存在以下的铁路行车安全隐患(1)因施工损坏铁路通讯、信号电缆或在作业中使铁路轨道连电而导致铁路行车信号失灵或错乱，干扰了列车的正常运行。(2)在进行线路加固作业及桥涵顶进过程中不可避免地要移动轨道及带动既有路基土体的变化，有可能导致线路的轨距、高程、水平等参数超过技术要求或轨枕下道碴不密实造成晃车现象。(3)人员在施工作业过程中所使用的各种机械设备、工具及其施工材料堆放不慎，侵入列车运行限界，或在列车通过时被风卷入轨道内，引发刮碰列车、伤害人员、列车颠覆等惯性事故。(4)线路下沉、出现涌水、砂等异常情况，严重威胁列车运行安全。在以往的施工过程中，对于营业线桥涵施工中的安全防护监测主要的方式有(I)利用传统的全站仪或水准仪测量支墩变化，从而判断营业线的安全性；(2)不定期的利用轨检车对营业线轨道进行测量，确定营业线轨道的状态；(3)施工现场人员不定期的利用卡尺进行测量，粗略的判断营业线轨道的沉降、倾斜，指导施工进行；(4)利用GPS卫星对桥涵施工中的营业线进行测量，计算变形和沉降；(5)利用一种传感器对营业线桥涵施工中的铁路轨道的沉降或者变形，亦或是桥涵支墩的压力等进行单独的监测。前三种方法主要以常规测量手段，主要是人在现场进行操作，主要存在的缺点表现为(1)传统的人工监测受到主观影响较大，精度会因不同的人测量产生微小偏差；(2)需要大量的人力进行现场的测量，不能适应当前施工的需要；(3)人为的测量，现场的安全性难以很好的把握，并且不能实现对数据的实时处理和反馈。后两种方法利用当今先进的科学技术，能够实现自动化的监测，但是主要存在以下缺点(I) GPS精度不够，铁路轨道的变形或者沉降都是精确到mm级；(2)利用传感器技术是当前比较可靠的方法，但是单一类型的传感器进行监测和数据分析科学性不够，并且单一类型传感器自成一套系统，难以实现多种类型传感器数据监测的实时共享和分析，不能实现多条件的实时报警。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统，该系统在营业线桥涵施工中布置多种传感器，将多种类型的数据进行汇集，实现数据的自动监测、实时分析和处理，克服了传统方式的缺点，达到了较高的精度，并且实现多传感器系统融合、数据共享和分析。该系统在营业线桥涵施工进行的同时进行搭建，对施工的过程和铁路运行进行必要的实时监测，从而优化施工方案，完善防护措施，科学的指导列车的行驶速度，安全高效的完成桥涵施工，同时也保证列车的安全运行。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案本专利技术提供的铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统，是一种基于LabVIEW的铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统，该系统由自动化监测装置和监控中心的计算机组成，其中自动化监测装置由布置在施工现场的数据采集设备、数据传输设备组成，数据采集设备通过电缆与数据传输设备相连，数据传输设备利用无线网络与计算机通信；数据采集设备从现场获取数据信息之后传至数据传输设备，数据传输设备再将数据信息利用无线网络传至计算机。所述数据采集设备可以包括施工安全自动化采集仪和通过电缆与之40通道信号接口相连的固定式倾角计、静力水准仪、表面裂缝计、土压力计、加速度传感器，其中固定式倾角计、静力水准仪、土压力计装在桥涵施工中的便梁的支墩上；表面裂缝计的一端装在支墩上，另一端装在便梁上；加速度传感器装在便梁的中部位置。所述的施工安全自动采集仪，其内部可以设有BGK-MICR0测量模块、GPRS模块、电源模块和40通道信号接口，所述40通道信号接口通过电缆获取信号之后传入BGK-MICR0测量模块，经过BGK-MICR0测量模块调理之后由GPRS模块传达到计算机中。所述数据传输设备包括GPRS模块、GPRS网络以及信号发射塔和信号接收塔，其中GPRS模块接收到信号后通过GPRS网络传入信号发射塔，再通过GPRS网络由信号接收塔获取。本专利技术提供的上述铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统，其在铁路营业线桥涵施工领域引入虚拟仪器软件LabVIEW进行自动化监控软件平台的开发中的应用。本专利技术与现有技术相比具有以下的主要优点1.以营业铁路桥涵施工中的支墩作为监测对象，监测过程更具针对性和防护指导意义，可以及时反映桥涵施工主要安全影响因素的改变，从而反映铁路和施工统一系统的运营情况，保障施工顺利进行和列车安全行驶；2.传感器按照既定要求布置完毕后，各监测对象的物理变化会被传感器捕捉，信号通过信号线接入智能采集模块，以每3-5秒/次的速度对监测对象进行扫描，将数据进行缓存，实时较高；3.将不同类型的传感器集成于同一个监测系统，可以实现对现场的土压力、表面位移、沉降、相对位移以及加速度等项目的统一监测，建立起了关于支墩和便梁系统的监测体系，对支墩各向运动趋势和变化有更加细致和更加多维的反映；4.传感器的类型为振弦式和微电子式，精度较高，克服了传统监测和人工检测精度不够的问题，本监测系统在数据传输的过程中，采用了 GPRS模块，实现了无线网络传输，将传感器、监测设备、PC机紧密联系在一起，充分利用了遥测的优势，极大程度减少了人员的作业，避免了工程人员施工时和列车行驶中安全人为隐患的出现；5.软监测系统根据不同类型的传感器以及不同的采集、传输信号进行调试和设计，选择不同的通道进行数据采集并进行人性化的界面设计，同时可以远程唤醒或关闭任一传感器；6.采集系统在传感器设置时，充分考虑到各监测对象的不同施工标准，有针对性地对每个对象设定了符合自身规定的精度要求，使得施工安全隐患的处理方案提出更加具体、及时、有效，对支墩各监测项目的变化趋势有精准的捕捉、监控和预测；7.传感器类型不局限于振弦式传感器，还可以是微电子、差阻以及市面上常用的传感器。8.监控中心计算机利用LabVIEW软件进行程序设计和开发，利用LabVIEW开发的虚拟仪器对桥涵施工进行实时监测，并且根据用户需要实时变换和改进面板，能够更好的获取桥涵施工中支墩和便梁的有效数据以及对其带来的影响进行较好的分析。附图说明图1为本专利技术铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统总体构成示意图。图2为自动化监测装置的具体组成图。图3为施工安全自动化采集仪组成图。图4为现场传感器的布置图。图5为支墩沉降变化曲线图。图6为支墩土压力变化曲线图。图中1·支墩；2·固定式倾角计；3·静力水准仪；4.表面裂缝计；5. 土压力计；6.电缆；7.加速度传感器；8.基坑边坡；9.涵体；10.便梁；11.横梁；12.轨枕；13.轨道；14.施工安全自动化采集仪；15.信号发射塔；16.信号接收塔；17.计算机；18. 40通道信号接口 ；19本文档来自技高网...
【技术保护点】
铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统，其特征是一种基于LabVIEW的铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统，该系统由自动化监测装置和监控中心的计算机组成，其中：自动化监测装置由布置在施工现场的数据采集设备、数据传输设备组成，数据采集设备通过电缆与数据传输设备相连，数据传输设备利用无线网络与计算机通信；数据采集设备从现场获取数据信息之后传至数据传输设备，数据传输设备再将数据信息利用无线网络传至计算机。
【技术特征摘要】
1.铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统，其特征是一种基于LabVIEW的铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统，该系统由自动化监测装置和监控中心的计算机组成，其中自动化监测装置由布置在施工现场的数据采集设备、数据传输设备组成， 数据采集设备通过电缆与数据传输设备相连，数据传输设备利用无线网络与计算机通信; 数据采集设备从现场获取数据信息之后传至数据传输设备，数据传输设备再将数据信息利用无线网络传至计算机。2.根据权利要求1所述的铁路营业线桥涵施工防护多传感器实时监测系统，其特征是所述数据采集设备包括施工安全自动化采集仪(14)和通过电缆与之40通道信号接口(18) 相连的固定式倾角计(2)、静力水准仪(3)、表面裂缝计(4)、土压力计(5)、加速度传感器(7)，其中固定式倾角计(2)、静力水准仪(3)、土压力计(5)装在桥涵施工中的便梁(10)的支墩(I)上；表面裂缝计(4)的一端装在支墩(I)上，另一端装...
【专利技术属性】
技术研发人员：任高峰，赵利坤，胡仲春，吕均琳，刘永成，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。