[发明专利]监测装置及系统、服务装置、方法及存储介质

说明书

本发明的监测装置及系统、服务装置、方法及存储介质，所述监测装置包括：成像单元、图像采集单元、通信单元、及处理单元；所述监测装置可以依据外部装置的来光在成像单元形成成像图案，并通过图像采集单元拍摄包含该成像图案的图像作为采集结果，进而，可将采集结果用于依据成像图案的位移进行监测装置与该外部装置间的相对位移量的计算；本发明的监测装置结构简单、成本低廉、检测方便、检测精度较好，且可构成相对位移监测系统而传送数据，便于数据快速传递而及时获得检测情况，解决现有技术的问题。

技术领域

本发明涉及轨道交通基础等构筑物变形测量与自动监测技术领域，具体是涉及监测装置及系统、服务装置、方法及存储介质。

背景技术

轨道交通以其速度快、运能大、污染少等优点，受到社会的青睐；一条轨道交通线包含隧道、高架线、地面线和地下线等不同线路敷设形式。地下结构有采用盾构施工的圆形隧道、明挖施工的矩形结构及暗挖施工的马蹄形结构；高架线部分有连续梁、简支梁、钢混结合梁等不同结构形式；地面线路基部分有填土、挖方等施工情况；不同结构形式变形复杂，各分体结构存在差异变形，需要及时了解全线各部位，特别是衔接处的变形情况、既有线路与新建工程存在结构变形差异和因地基变形及内部应力、外部荷载变化而产生轨交工程结构变形和沉降。

轨交工程呈线状分布，分布范围较长，整个工程范围内由有可能存在着不均匀沉降、相对位移等问题；如结构变形和沉降超过允许值,会对轨道交通运营造成影响，甚至会造成运营中断。对轨道交通工程结构进行监测，了解变形情况，分析变形原因并采取有效措施，对于预防事故、保证轨道交通正常运营是非常必要的。

轨道交通基础监测具有监测路线长、目标多、数据精度要求高、变形及过程不可复现、作业环境复杂、对运营影响程度小等特点，而且在轨道交通隧道与地下段内无稳定基准点。目前针对不均匀沉降、位移等变形监测，仍然依靠低频度的人工监测为主，其监测主要方法是在关键位置或变化显著位置，布设人工目标点，利用水准测量、三角高程测量、全站仪、电子水平仪等技术获取位置点高程与位置数据。

人工检测方法存在几个缺点：(1)存在较大误差,前后数据连续性及可比性差，数据稳定性难以保证，尤其在恶劣天气与环境下；(2)测量点难以全面覆盖，监测难度高，监测数据实时性差；(3)工作量大，耗费人力物力；(4)人工成本上升很快，人力成本高；(5)测试数据量少，难以全面评估结构健康状况；(6)在轨交运营繁忙时段难以实施。

在技术上，在实际检测中由于轨交运营时反复振动和转弯曲线上未平衡离心力等作用都可能诱发区间隧道洞体形变和隧道周围土体性质变化，道床沉降速率时高时低，人工监测难以得到连续可靠数据。

形变自动监测是社会发展的必然趋势，通过将智能仪器、设备和传感器安装在监测区域，自动进行高频度数据采集，然后将采集到的信息通过数据传输通信传送到控制中心进行分析，从而达到实时监测目的。

目前在现场应用的自动监测技术主要有静力水准测量、电子水准仪、全站仪、三坐标激光扫描仪、电子水准仪、卫星定位系统(GNSS)等。

现有的静力水准仪产品实际测量技术状态如下：

1)量程范围宽，一般单点精度高；安装时需要安装水管与气管，工程量大；

2)测量两点及多点间不均匀沉降时，点间距离较长时，测量响应时间长，系统精度变差，一般2到3mm，不能满足施工与维护的技术要求；

3)静力水准仪仅能完成沉降测量；

4)在过载时容易损坏；

5)受环境振动影响大，不合适车辆运动时实时检测；

现有光电式产品(全站仪、坐标激光扫描仪、电子水准仪等)实际测量技术状态如下：

1)不仅完成沉降测量，也能完成水平位移测量；