城市軌道交通工程自動化監測智能集成技術分析

李明輝

摘 要：城市軌道交通工程自動化監測智能集成技術是研究中心，通過對自動化監測智能化發展意義的剖析與自動化監測智能集成技術框架設計研究，認識到自動化監測智能集成技術應用優勢，隨后總結行之有效的應用措施，目的在于提高城市軌道交通工程自動化監測水平。

關鍵詞：城市軌道交通;自動化監測;豎向位移監測;支撐軸力監測

中圖分類號：U239.5 文獻標識碼：A

0 引言

城市軌道交通工程自動化監測智能集成技術研究，不僅是現代化城市交通發展的必然選擇，同時也是推進城市化進程的重要動力。尤其是科學技術迅速發展背景下，智能化成為各行各業主要發展趨勢。“十四五”開局之年，國家針對城市軌道交通發展提出更多新要求，作出新規劃。這為城市軌道交通工程自動化監測智能集成技術的發展創造了有利條件，將城市軌道交通工程自動化發展推向了新階段。深入挖掘目前自動化監測在智能集成技術的發展優勢，認清自動化監測發展短板，掌握新階段城市軌道交通工程自動化監測發展需求，積極從高精度以及抗干擾等方面出發，創新自動化監測智能集成技術發展模式，打造更理想的自動化監測系統，提高城市軌道交通工程自動化監測發展水平。

1 城市軌道交通工程自動化監測智能化研究的意義

城市軌道交通作為城市發展的重要推動力，對城市化建設與民眾生活有直接影響，同時也是改善交通問題，提高交通發展水平的基礎。城市軌道交通工程的實施，對城市安全與民眾安全非常重要，軌道交通工程涉及范圍廣、持續時間長、施工條件復雜、影響深遠。基于這些特點，若施工期間出現工程問題，必然會引發重大交通事故，阻礙城市軌道交通發展。為了進一步降低城市軌道交通工程風險，必須加大對城市軌道交通工程自動化監測的研究力度。參考城市軌道交通工程中的深基坑施工環節，施工期間通過監測點的布置以及施工監測方案的執行，監測人員能夠及時掌握軌道工程施工情況[1]。及時開展周邊巡查，科學控制軌道工程施工進度，及時對軌道工程深基坑施工信息進行反饋，方便施工人員靈活調整施工指導方案，及時發現并排除深基坑施工過程中的安全隱患，提高深基坑施工質量[2]。由此可以看出，城市軌道交通工程自動化監測智能化集成技術的研究，符合城市軌道交通工程自動化監測智能化發展需要，能夠更好地適應軌道交通工程覆蓋區域變大，工程難度增加等變化，為軌道交通工程施工順利完成，施工質量保證提供更理想的監測與管理條件。

2 剖析城市軌道交通工程自動化監測智能集成技術框架設計

城市軌道交通工程自動化監測智能集成技術應用之前，需要及時對應用框架進行設計，為實際應用做好準備工作。借鑒自動化監測智能集成技術應用經驗，結合城市軌道交通工程具體情況，積極展開框架設計。

2.1 介紹自動化監測智能集成技術框架

自動化監測智能集成技術框架設計，是對監測技術進行集成管理，統籌規劃科學融入到自動化監測系統中，協調城市軌道交通工程完成監測任務。智能集成技術中涉及到信號傳輸、多元化軟件、傳感器等技術，綜合城市軌道交通工程，以微觀與宏觀的方式展開全方位多角度監測，同時還要考慮到軌道交通工程中圍護結構施工狀態以及關鍵技術應用等[3]。參考自動化監測相關數據，對城市軌道工程未來發展趨勢進行分析，保障軌道工程安全的同時，對城市軌道交通重大事故等科學防范。智能集成技術框架中還包括智能軟件系統，時刻監測軌道工程的同時，增加預警分析模型環節，及時為智能監測軟件平臺傳輸工程消息與預警分析結果，做到風險預警方案同步調整[4]。

2.2 細化自動化監測智能集成技術監測內容

自動化監測智能集成技術在城市軌道交通工程中的應用，框架設計中不能忽視自動化監測內容的研究。參考城市軌道交通工程中，圍護樁施工處理，涉及到沉降、地下水位變化、周圍環境條件、樁體應力以及土體水平位移等一系列參數，這些參數都是自動化監測智能集成技術監測重要內容，也是監測系統的關鍵組成，關系著自動化監測系統的實施與作用發揮。因此智能集成化技術框架設計中，必須針對性地對城市軌道交通工程自動化監測內容進行細化研究[5]。

2.3 自動化監測系統框架具體組成歸納

自動化監測智能集成技術框架中，傳感器、監測裝置、數據統計與分析裝置、信息傳輸裝置、信息處理裝置、數據庫、預報預警系統等作為重要組成內容，需要按照功能區別進行設計歸納。軟件管理平臺搭配預報預警系統，及時對城市軌道交通施工信息進行自動存儲，經過數據統計以及分析裝置的處理，上傳到數據庫與管理平臺，信息處理裝置對信息詳細分析，及時展現出城市軌道交通工程施工現狀[6]。電視大屏以及服務器群等及時公布監測信息，確保管理人員、監測人員隨時掌握軌道交通工程施工情況。

3 城市軌道交通自動化監測智能集成技術應用

城市軌道交通自動化監測智能集成技術的應用，因為城市軌道交通工程內容眾多，所以自動化監測涉及環節多元化，具體自動化監測智能集成技術應用著重從以下幾方面詳細分析：

3.1 豎向位移監測應用

城市軌道交通工程中，自動化監測智能集成技術應用中，豎向位移監測是重要模塊。軌道交通工程施工，涉及到土方卸載施工環節，該施工操作會影響到軌道工程主體結構、周圍地質環境的平衡性，尤其是圍護結構的設計施工，會對現有的城市軌道結構產生水土壓力，從而現有軌道結構出現位移的情況。豎向位移監測是對現有軌道結構與城市軌道工程沉降情況監測的重要方法，關系著軌道結構的穩定性與安全性。豎向位移監測中，監測設備以晶硅式靜力水準儀為主，屬于傳感器類型，運行原理為差壓式。通過監測點掌握軌道交通施工區域壓力值，隨后經過精準計算得出軌道交通結構沉降量。這種監測設備不僅監測靈活性強，同時體積比較小，不會占用過大的空間，具有量程大與精度高的優勢，以全密封結構形式，施工現場可以通過掩埋的方式完成監測，使用非常便捷。儲液罐、采集設備以及基點、靜力水準儀等是重要組成。其中靜力水準儀的應用，以沉降觀測的方式，在連通液的作用下，對儲液罐液面變化進行監測，隨后得到具體高度，專業計算后確定相對差異沉降數值。具體沉降計算參數，例測點計算，計算條件包括當前測量值與初始測量值，兩者相減得到沉降變化值;基點計算，計算條件包括初始測量值與當前測量值，兩者相減得到基點變化值，沉降變化量計算，計算條件涉及到兩方面，其一為沉降變化值，其二為基點變化值，計算公式為：

最終沉降值=（沉降變化值-基點變化值）X-1

3.2 水平位移監測應用

水平位移監測中所應用的監測設備屬于遠程自動化監測類型，測量機器人能夠同時完成水平監測、豎向監測，尤其是地鐵隧道或者地下復雜環境下，幫助自動化監測順利完成施工監測任務。當前所應用的測量機器人以智能全站儀為主，不僅測量更精準、靈活，同時還能夠實現數據在線傳輸，及時對監測信息分析存儲。實時采集軌道工程施工信息，無線傳輸的基礎上，系統軟件對變化量準確計算，保證水平位移監測及時準確。

3.3 支撐軸力監測應用

支撐軸力監測集成技術的應用，協助監測與管理人員，對軌道交通基坑施工情況全方面掌握，尤其是支撐內力變化，保證所有施工都在管理人員控制范圍之內。支撐軸力監測期間如果發現內力大于規定最大值，需及時對基坑施工方案做出調整，保證基坑施工極限強度在規定標準之內，防止基坑出現失穩的現象。具體監測中，鋼結構支撐是基礎，軸力計安裝輔助下，對支撐軸力變化自動測量采集。為取得理想的支撐軸力監測效果，還要注意傳感器方面的應用，保證布置點精準到位的同時，還要檢測支撐軸力、支撐傳感器、圍護樁之間是否處于相同斷面位置，以此來實現支撐軸力監測數據印證，提高監測準確性。

3.4 地下水位監測應用

地下水位監測技術的應用，根據城市軌道交通工程自動化監測要求，為了避免出現孔隙水壓力波動等現象，取得理想的應力增加效果，軌道交通工程基礎框架不會出現過度沉降現象，還需要及時對軌道工程地下水位進行監測。監測設備以數字傳感器為主，根據埋設水位管情況及時安裝監測設備，注意傳感器必須垂直放入其中，到完全沒入水面后，開始對讀數記錄，所有記錄均自動完成。統計讀數后及時計算，得到地下水位變化數值。

3.5 隧道軸向變形監測技術

光纖光柵傳感器是隧道軸向變形監測的主要設備。實際監測過程中，目的是隨時掌握隧道支護結構狀態，尤其是其中的軸向反作用力，防止隧道框架因為受力不均勻，出現變形或者位移等情況。其中軸向壓密是主要因素，通過分布式定點布置，及時對傳感光纜進行布施，對隧道軸向壓力變化實時監測。對于隧道的拱底以及拱頂等位置，因為結構復雜，所以光纜布置期間，應選擇變感測光纜類型，提高隧道軸向變形監測的準確性。

4 結束語

綜上所述，對于城市軌道交通工程來講，自動化監測智能集成技術應用是智能化發展的重要途徑，同時也是提高城市軌道交通工程監測水平的有效方法。自動化監測智能集成技術實際應用中，認識到其應用價值基礎上，需從不同軌道交通施工環節著手，針對性選擇監測設備，制定監測方案，明確監測目的與注意事項。由此提高自動化監測智能集成技術應用效率，取得理想的監測效果，進一步將城市軌道交通工程監測能力強化。

參考文獻：

[1]王劍明.軌道交通地下工程周圍建（構）筑物自動化監測技術應用[J].微計算機信息，2019（4）：4-6.

[2]陳昊明.研究城市軌道交通機電工程施工動態管理技術[J].華東科技（綜合），2020（2）：1.

[3]黃南兵.城市軌道交通工程施工技術要點及應用探究[J].中國室內裝飾裝修天地，2019（17）：265.

[4]霍萬新.基于人工智能技術的城市軌道交通綜合監控系統設計研究[J].計算機產品與流通，2020（11）：1.

[5]閆學寬，龍潤澤.自動化監測在軌道交通建設下穿高鐵中的應用[J].中國高新科技，2020（14）：86-89.

[6]曹寶寧.城市軌道交通工程自動化監測智能集成技術應用探究[J].巖土錨固工程，2018（1）：18-23.