分析自動化監測技術在地鐵運營監測中的運用

李杰 魏良 張璐 賈偉男

中國中車長春軌道客車股份有限公司

1、電力自動化監測系統概述

電力自動化監測系統是一種綜合了電子通訊技術、計算機技術和自動化技術的管理系統，它能夠完成對供電系統現場設備的自動檢測、決策和控制，該系統通過與現代化控制理論相結合，在電力設備上安裝必備的傳感器和現場檢測裝置，從而對電力設備的運行狀況及其周圍的環境實現遠距離的在線監視和監測。一旦電力設備或其周圍環境突發異常狀況，電力自動化監測系統都能夠及時采集異常發生時所監測到的信息，這些信息包括數據信息、語音信息和視頻信息等，并將其發送給遠方的數據監控管理中心，與此同時，該系統會發出警報信息，處于遠距離之外的監控管理中心的系統維護人員便可對發生異常的設備進行監聽、監視和監控，進一步了解設備所處的狀態，并采取一定的解決措施確保將故障消滅在萌芽狀態。電力自動化監測系統采用了分級開放式網絡結構，能夠與第三方系統(如DCS、BAS系統等)完成無障礙連接。DSC 系統指的是分散控制系統。DSC系統將微處理器作為機械電氣控制裝置的重要組成部分，采用分散控制功能，對機械電氣裝置進行有效控制，最終形成一個全新的控制系統。BAS 系統分為管理層、控制層、現場層3層，系統能正確監控所有在線設備的性能，通過反饋監測運行參數，保證系統的監控功能得到正確地發揮。

2、自動化監測技術在地鐵運營監測中的應用優勢

2.1 可靠數據傳輸共享也是自動化監測的重要功能之一，數據在監測單位、施工單位和運營公司之間能夠在較短的時間內進行傳輸和共享，方便施工單位做決策。防止意外情況導致的監測系統異常，系統所涉及的監測儀器、軟硬件、網絡的穩定可靠是必要條件。后臺數據處理的分析判斷以及對采集數據的處理的可信度代表著工程奉獻程度，所以自動化采集系統還應該具備自動安全報警的功能。

2.2 優化設計方案。 設計是地鐵工程的總指導，對隧道進行優化設計可引導施工單位采取最優化設計方案，簡化整體工程作業的步驟，提高項目施工的效率。將現場監測結果用于信息化反饋優化設計，使設計達到優質安全、經濟合理、施工快捷的目的。

2.3 嚴格的管理制度，管理體制的效能是決定各環節的工作是否能夠很好的完成以及各環節之間配合好壞的非常重要的因素，工程所管轄的工地所有的信息都要使用專用的軟件進行傳送分析，在實際操作中，建立嚴密的管理制度，進行分權授權管理，授權管理數據流向和數據安全，是整個管理體系的有力安全保障。

2.4 避免互相干擾。 地鐵運營期間無法進行人工監測，采用自動監測模式調控施工，實現全天候實時監測，可以減少監測外業與地鐵運營及維護工作的相互影響，保證監測開展的正常性和及時性。可以靈活調整監測頻率，不受行車和其他因素的影響。

3、自動化監測技術在地鐵運營監測中的運用

3.1 工程概況

某工程其全長距離為27.73km，全線采用了地下線路方式。該工程總線路的起點位于漢口，終點位于魯巷。起點與終點之間共設立了20多個車站，其中最小的車站間距長度約為0.92km，最長的車站間距為3.4km。

3.2 科學、合理布設自動化監測斷面和監測點

布設自動化監測斷面和監測點的時候，必須要合理、科學地進行布設，才能夠全面獲取周邊施工對運營隧道的影響范圍及影響程度。

監測點位布設：每個斷面在軌道附近的道床上布設2個沉降監測點，中腰位置兩側各布設1個水平位移監測點，頂部布設1個沉降監測點，即每個監測斷面布設5個監測點。各觀測點用連接件配小規格反射棱鏡，用膨脹螺栓及植筋膠錨固于監測位置的側壁及道床上，棱鏡反射面指向工作基點，布設監測點應嚴格注意避免侵入行車限界。其布設位置如圖1所示。

a 監測點布設示意圖

圖 1監測點布設示意實圖

3.4 平面監測

平面監測一般是在平面監測網中進行的。平面監測網，是指精度要求較高、監測范圍較小的專用控制網。平面監測是工程外部變形監測中的重要基準，能夠對外部變形監測產生直接影響。平面監測的準確性，能夠在一定程度上影響工程及其運營中的可靠性與經濟性。為了使地鐵運營達到經濟最佳、安全最佳的狀態，對地鐵站進行平面檢測，是工程師必須解決的問題。本次區間的左線樁位數量為12個，右線樁位數量為 12 個。區間橫向的偏移值為-7.85mm，其角度累計值為-28″。

3.5 結合現場情況靈活設置工作基站及校核點

根據現場條件，自動化監測工作基站既可以設置在變形影響區以外，也可以設置在變形影響區內。本次自動化監測區域隧道平面線形為直線，通視條件良好；為使各監測點誤差均勻，提高監測精度，并方便全站儀自動尋找目標，本項目自動化監測工作基站布設于監測區中部，即采取測站設置在變形區的方法。先制作全站儀托架，托架安裝在側壁隧道結構上，嚴格遵照設備限界線進行安裝設置。

總之，隨著社會的發展，地鐵項目越來越多。該工程在應用自動化監測為地鐵安全運營提供了技術保障，因此進一步加強對其的研究非常有必要，從而能夠更好的確保地鐵的安全運行。

[1]徐春明，汪春桃，孫澤信，劉亞樓，趙為民.地鐵保護區變形自動化監測技術應用研究[J].工程勘察，2014，42(12)：70-74.