[发明专利]一种盾构隧道变形无线监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑结构性态监测技术领域，具体为一种盾构隧道变形无线监测系统及方法。

背景技术

在盾构隧道运营期内，由于材料不断老化导致隧道结构性能不断退化，同时隧道周围各类地面和地下空间开发工程的活动不断进行，这些都会直接造成盾构隧道的变形。隧道变形会引起渗漏水、结构裂损等病害，而渗漏水又会反过来加剧隧道的变形，形成恶性循环。如果任由变形发展，不仅会影响隧道的正常运营，而且将严重威胁到盾构隧道的结构安全，危及人民的生命财产安全。因此，盾构隧道的变形监测有很大的必要性。现有的盾构隧道变形无线监测系统监测方法复杂，操作不方便，而且监测的精度不高，为此，我们提出一种盾构隧道变形无线监测系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构隧道变形无线监测系统及方法，以解决上述背景技术中提出的现有的盾构隧道变形无线监测系统监测方法复杂，操作不方便，而且监测的精度不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种盾构隧道变形无线监测系统，该盾构隧道变形无线监测系统包括摄像头、图像采集单元、图像处理单元、数据采集单元、倾角传感器、无线传感器网络、本地服务器、数据控制转发器、信号采集器、激光发射器、无线通讯单元、远程处理终端、数据分析处理器、驱动单元、报警器和照明灯；

将照明灯安装在隧道内，通过所述摄像头拍摄目标光源图像，并将图像信息传输至图像采集单元，图像采集单元对采集的图像信息传输至图像处理单元，所述图像处理单元提取图像并处理，将倾角传感器安装在隧道的内壁上，检测隧道内壁变形数据，数据采集单元采集所述倾角传感器检测的数据，图像数据和倾角数据通过无线传感器网络进行无线传输，将数据信息传输至所述本地服务器，将所述激光发射器安装在隧道的内壁上，通过所述激光发射器发射激光，信号采集器采集所述激光发射器发射的激光信号，并通过所述数据控制转发器将将信号传输至本地服务器，无线通讯单元实现数据的无线网络传输，将数据信息传输至远程处理终端，通过所述数据分析处理器对数据信息进行处理和分析，并将处理和分析的信息反馈至远程处理终端，若检测的数据信息出现异常，远程处理终端通过所述驱动单元驱动报警器报警。

优选的，所述摄像头为Ov9650摄像头。

优选的，所述图像处理单元为以S3C2400为核心的嵌入式图像处理装置。

优选的，所述信号采集器通过RS-485总线与数据控制转发器连接。

优选的，所述数据控制转发器通过Modem通信与本地服务器通信连接。

优选的，一种盾构隧道变形无线监测方法，该盾构隧道变形无线监测方法包括如下步骤：

S1：将摄像头均匀等距离安装在隧道的侧壁上，将照明灯与摄像头安装在同一位置，摄像头每隔一定时间拍摄一次前方相邻装置上的目标光源图像，将采集到的图像传输至图像处理单元中，图像处理单元提取图像并进行处理，得到相邻时刻圆心坐标的相对偏移量，从而计算出相邻两个断面之间的相对位移，通过区间内部的坐标传递，最终得到断面的绝对位移，并将结果通过无线传感器网络传输至本地服务器；

S2：将倾角传感器安装在隧道的内壁上，倾角传感器检测隧道内壁的倾角，数据采集单元对倾角传感器检测的数据进行采集，并将数据通过无线传感器网络传输至本地服务器；

S3：在隧道的每一个监测区分别安装一个信号采集器和三个激光发射器，只要通过每个信号采集器即可采集三个监测点的数据，并将采集的数据传输至本地服务器；

S4：通过无线通讯单元将监测的数据信息传输至远程处理终端，通过所述数据分析处理器对数据信息进行处理和分析，并将处理和分析的信息反馈至远程处理终端，若检测的数据信息出现异常，远程处理终端通过所述驱动单元驱动报警器报警。

优选的，所述步骤S1中的摄像头沿着隧道的轴线方向，相互间隔8-18米的距离间隔安装在隧道的侧壁上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明提出的一种盾构隧道变形无线监测系统及方法，采用激光定位技术，实现了监测定位的准确性，提高了监测的精度，采用摄像头对隧道内进行拍照，然后经过图形处理，从而精确的计算出监测区的坐标信息，该发明操作方便，数据监测精度高。

附图说明

图1为本发明原理框图。