[实用新型]近接地铁线施工安全多传感器自动化监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及地铁施工安全防护监测技术领域，特别是一种基于LabVIEW的近接地铁线施工安全多传感器自动化监测系统。

背景技术

现如今，在中国城市地铁大发展的时代，施工监测管理必须跟上建设的步伐。地铁在初建时大都是单层的，随着人口数量的快速增长和时代的发展，旅游业和运输事业逐渐膨胀起来，导致地铁运输量的供不应求，所以促使新增地铁线路，近接地铁隧道下穿、上跨地铁既有线等施工已经逐渐地出现在地铁建设施工工程中。在新建地铁隧道的过程中，由于下部岩土开挖、爆破振动等发生地应力改变、应力集中和卸荷现象，影响范围波及到与其近接的既有地铁隧道及线路，可能发生既有线路的下沉、倾斜、断裂等破坏，导致营业线轨道的轨距、高程、水平等参数超过技术要求，或引起轨枕下道碴不密实，造成新建隧道施工期间，既有地铁通行时出现晃车现象，这些影响破坏对于地铁既有线的安全运营是绝不可忽视的。

鉴于传统的建设施工都是采用人工实地监测及单项监测，监测项目不全面，缺乏对比分析，监测效率低、误差大、费时费力，而且受监测场地的限制和列车经过的影响，为了避免更多的地铁施工事故的发生，保证地铁既有线顺利营业及车站人员安全，在新建地铁隧道的施工过程中必须建立针对近接地铁既有线的系统化实时自动化监测分析预警系统，及时精确及全方面地反馈地铁既有线及隧道机构的变化情况，并通过预警系统采取相应调整措施，提高地铁建设的安全性。

考虑到既有地铁隧道洞内的GPRS网络信号微弱不稳定，而且很容易受到地铁运行的影响，又由于该既有隧道比较笔直且要求数据传输的高速率低延时，所以选择无线网桥来传输隧道洞内监测断面的监测数据。数据从地铁站口远程传输至监控中心时，会遇到许多墙壁、玻璃等障碍物，而无线网桥不适用于中途有重重障碍物阻挡的数据传输，故选用GPRS模块作为中继传输设备，保证数据传输的可靠性。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于LabVIEW的近接地铁线施工安全多传感器自动化监测系统，该系统在新建地铁隧道施工进行的同时进行搭建，能够对近接地铁既有线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，安全高效的完成建设施工，同时也保证列车和行人的安全通行。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：包括布置于地铁既有线隧道内的传感器、数据采集和传输设备以及监控中心的LabVIEW数据处理分析预警软件三部分，其中数据采集设备从现场获取数据之后通过电缆传至数据传输设备，数据传输设备利用网桥及GPRS无线网络与计算机通信。

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施工安全自动化采集仪的40通道信号接口相连的表面裂缝计、振弦式应变计、静力水准仪、爆破测振传感器、电容式位移计，所述表面裂缝计安装在地铁隧道围岩与衬砌之间，在地铁隧道拱顶、拱腰和拱脚均装有振弦式应变计，静力水准仪安装在地铁隧道拱腰侧壁，爆破测振传感器与隧道底部紧密安装结合，电容式位移计安装在地铁既有线两条铁轨之间。

所述的施工安全自动化采集仪，其内部可以设有BGK-MICRO测量模块、网桥发射模块、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-MICRO测量模块，经过BGK-MICRO测量模块调理之后由网桥发射模块传至地铁站口的网桥接收端。

所述数据传输设备可以包括网桥发射模块、网桥接收模块、GPRS模块、GPRS网络以及信号发射塔和信号接收塔，其中网桥接收模块接收到采集信号后，转至GPRS模块，并将接收到信号通过GPRS网络传入信号发射塔，再通过GPRS网络由信号接收塔获取，最后在PC监控中心在线获取数据并分析预警。

所述LabVIEW数据处理软件通过INTERNET在线调用数据并分析、预警、存储、评估及生产报表等。

本实用新型与现有技术相比，主要有以下的优点：

1.选用高精度的多传感器对既有地铁隧道结构和道床结构的变化进行自动化监测，避免了传统监测的不安全、不及时和精度低等缺点，更加有力地保证地铁既有线的运营和新建隧道的施工；

2.对新建地铁隧道施工过程中的近接地铁既有线行进行实时的数值监测，保证行人和列车的通行安全，监控中心通过LabVIEW软件从互联网获取数据并进行安全分析评估，保证监测对象在施工期间的安全；