[发明专利]隧道变形自动化监测系统和方法

说明书

本发明涉及一种隧道变形自动化监测系统、方法和装置，系统包括第一测站点、第二测站点、第一基准点、第二基准点、连接点和服务器，服务器分别与第一测站点和第二测站点通信连接；第一测站点分别监测获取第一基准点和连接点的第一观测数据并发送至服务器；第二测站点分别监测获取第二基准点和连接点的第二观测数据并发送至服务器；服务器根据接收的第一观测数据和第二观测数据，以及预存的第一基准点和第二基准点的三维坐标，解算获取第一测站点和第二测站点的三维坐标以及定向角，和连接点的三维坐标。上述隧道变形自动化监测系统，有效扩大了两个测站点之间可实现的布设距离，解决了地铁隧道大变形区域监测网点布设困难的问题。

技术领域

本发明涉及隧道监测技术领域，特别是涉及一种隧道变形自动化监测系统、方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。

背景技术

随着地铁线路逐渐成网，影响既有线路结构安全的施工越来越多：首先新建线路不可避免需要穿越既有运营地铁线路；其次地铁保护区内的外部工程施工逐步增多。为保证地铁隧道结构安全，确保正常运营，施工影响期间需要对隧道结构进行实时变形监测；自动化监测系统可以通过隧道中设置的测站点设备实现对隧道中易变形区域观测点的观测定位和形变监测。）

而由于外部工程的结构型式越来越复杂，工程规模越来越大，地铁隧道受施工影响区域（变形区）也越来越大。受地铁隧道环境制约，单台测站点设备的可观测范围有限，当单台测站点设备不能覆盖整个变形区时，需要采用多台测站点设备联测的自动化监测方法。

现有的隧道监测技术，一般是通过隧道中分段分布的各个测站点实现对隧道中各个易变形区域观测点的观测定位和形变计算，相邻测站点之间需要通过相互观测以统一坐标系，然而每台测站点设备的可观测范围有限，超出可观测范围限值会导致相邻测站点之间无法相互观测，在狭长或者大变形区域隧道的测站点其可观测范围还会大大减少，导致两个测站点之间的布设距离受限制，相应的布设完整个隧道需要的测站点增多，大大增加了隧道监测系统的运行成本。

发明内容

基于此，有必要针对现有的隧道监测技术中相邻两个测站点之间的布设距离限值小的技术问题，提供一种隧道变形自动化监测系统、方法和装置，通过本发明实施例提供的隧道变形自动化监测系统和方法，可以降低布设相同隧道所需的测站点数，从而降低隧道内测站点的布设成本，解决地铁隧道大变形区域监测网点布设困难的问题，提高狭长结构体内的变形监测精度。

一种隧道变形自动化监测系统，包括第一测站点、第二测站点、第一基准点、第二基准点、连接点和服务器，服务器分别与第一测站点和第二测站点通信连接；其中，第一测站点和第二测站点相隔预设距离设置于隧道中；第一基准点设置于第一测站点的有效观测范围内；第二基准点设置于第二测站点的有效观测范围内；连接点设置于第一测站点和第二测站点之间的隧道变形区域中；

在对隧道变形区域中的连接点进行监测的过程中，第一测站点分别监测获取第一基准点和连接点的第一观测数据并发送至服务器；第二测站点分别监测获取第二基准点和连接点的第二观测数据并发送至服务器；服务器根据接收的第一观测数据和第二观测数据，以及服务器中预存的第一基准点和第二基准点的三维坐标，解算获取第一测站点和第二测站点的三维坐标以及定向角，以及连接点的三维坐标。

基于如上隧道变形自动化监测系统，还提供一种隧道变形自动化监测方法，包括步骤：

服务器与第一测站点、第二测站点建立通讯，远程发送观测指令至第一测站点和第二测站点；