隧道结构健康自动化监测系统(隧道安全监测技术)

隧道结构健康自动化监测系统(隧道安全监测技术)

隧道监测背景:

随着我国高速公路、高铁、地铁等基础设施建设的快速发展,已建成和在建的隧道里程急速增长,而隧道是在地下的隐蔽工程,所处的地质环境较为复杂,在建设过程中,土体开挖、打桩等操作都有可能导致隧道结构变形,此外降水也会对隧道结构产生影响,破坏隧道结构原本的应力平衡,引发围岩向着垂直或者水平方向位移,进而造成隧道结构变形,因此为了确保隧道工程安全、及时预报险情,除了对隧道进行加固、维护之外,对隧道工程安全稳定状态的监测和评估也十分重要。

隧道结构健康自动化监测系统(隧道安全监测技术)

隧道监测系统组成:

隧道结构健康自动化监测系统主要由感知层、采集层、传输层、云服务器和人机交互几部分组成,在隧道各关键部位安装各类传感器后,将数据接入到采集设备,采集设备初步运算后通过4G无线网络将数据输出到云服务器,云服务器将数据进行分析处理后下发到后端监测平台。 

1. 感知层:

感知层主要是通过在隧道内布设测沉降、倾斜、位移、受力、周边环境等类型的传感器,实现对影响隧道结构安全和健康的关键数据进行实时测量。

隧道结构健康自动化监测系统(隧道安全监测技术)

2. 采集层:

采集层采用4G智能采集网关,网关集成了数据采集模块、边缘计算模块、供电模块及据传输模块。可实现对各类传感器的数据采集、并将数据进行初步计算后通过4G无线网或有线网络将数据输出到云服务器。

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3. 云端层:

云端集成了物联网和云计算技术。将各类传感器数据进行计算分析后分类存储,并将处理过的数据下发到各个人机交互界面。

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4. 交互层:

安锐测控监测云平台对隧道的各个传感器数据进行统计分析,得到各项特征参数发展规律及其变化趋势,下发到终端并以数据和图表形式在用户端展现,实现对隧道各测点数据的归档、查询、存储和管理等功能。

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隧道监测系统功能:

隧道结构健康自动化监测系统作为隧道施工管理的重要组成部分,集合了物联网、云计算、传感器、无线通信等技术,组成一套智能、安全、快捷的隧道健康自动化在线监测系统,为隧道施工者和管养者提供有效的数据依据。具体可实现以下功能:

实时监测:系统安装调试完成后,可以实现对隧道的各监测点7*24小时不间断在线自动化监测,实时返回数据,避免传统作业方式中,测量人员需要靠天窗时间进入铁路隧道测量的问题。

分级预警:系统可设置多级预警机制,并可根据事先设定的预警值进行报警,报警可实现平台、短信、现场声光报警器等方式,让负责人第一时间知晓现场有异常情况。

统计分析:直观显示倾角、沉降、裂缝等各时段多项监测数据分析折线图,初步对监测结果进行预测,并可生成报表,为隧道安全营运管理提供简单明了、直观有效的参考信息。

现场视频:可通过安锐测控监测平台远程操作现场摄像头拍摄隧道现场情况,实时掌握现场情况。

多项目管理:支持同一个账号管理多个监测项目,方便管理。

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监测系统优势:

随着建筑工程技术的发展,施工和养护要求的提高,对监测的需求也相应地提高了,传统的人工监测的方法越来越难以满足监测的实际需求。自动化在线监测系统作为实时的在线监测手段,相对人工检测优势明显,传统人工检测与自动化监测的各项参数对比。(见下图)

隧道结构健康自动化监测系统(隧道安全监测技术)

应用案例:

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