城市軌道交通工程自動化監測智能集成技術的應用研究

蔣建華

（柳州鐵道職業技術學院，廣西 柳州 545616）

21世紀經濟和科技快速騰飛，我國的各行各業都開啟了新一輪的發展和進步，城市軌道交通工程的建設數量和規模也越來越龐大，社會對于工程的監測質量和效率也提出了全新的要求。城市軌道交通工程是城市公共交通中最為關鍵的主要力量，同時也是貫穿城市命脈的重點工程，但是在人群密集的城市中間建設軌道是一種包含多種危險的高風險項目，因此需要采用科學合理的技術保障自身和周圍環境的安全。為了提高城市軌道交通工程監測數據的科學性和準確性，相關單位應當使用更加符合時代要求的信息化技術加以創新和改革，并且根據現有的城市規劃和工程施工情況，讓交通監測點的設立更加科學、合理，減少錯誤數據出現的可能性，積極采用自動化的監測管理智能系統，全面提升城市軌道交通工程監測信息的準確性、有效性及科學性，為我國交通事業的發展打下良好的基礎。

1.加強城市軌道交通工程監測工作的意義和價值

近年來，我國各個省市和地區交通工程建設的速度不斷突飛猛進，不僅為當地的經濟和市場發展創造了必然條件，同時也給周圍的環境和人們的安全帶來一定的隱患。在很多新建的城市軌道交通項目施工過程中，都出現了一定數量的安全事故，而且傳統的風險機制無法適應現代的社會環境，因此使用智能化的集成技術為城市軌道交通工程的自動化監測提供創新和優化手段，是目前相關單位發展過程中必須考慮的問題，也是很多交通單位現階段的研究課題。采取智能集成技術加強城市軌道交通的自動化監測系統可以使工程全生命周期的安全得到應有的技術保障，始終處于可以控制的范圍和狀態，發揮出監測工作在城市軌道交通工程中的最大效用。

目前我國很多城市的軌道交通在監測方面還處于較為傳統的手工作業階段，即使某一個環節已經實現了自動化，但工程整體上缺乏實際的聯動和應用。隨著科學技術的不斷發展，我國在自動化監測儀器、無線傳輸系統以及計算機技術上都取得了較大的突破，可以逐漸實現城市軌道交通工程自動化監測的設想和實施，讓綜合聯動成為自動化應用的基礎功能。相關部門應當將綜合化的技術用于優化城市軌道交通工程，改善原本的風險監測漏洞，實現城市軌道交通風險監測的有效性和及時性，確保軌道在施工和運營的過程中都能有明確的安全保障，最終實現現場狀況的動態監控和管理。在實際的城市軌道交通工程的管理過程中，建設部門應當針對一些容易出現風險的位置加強監測的強度，以期減少安全事故發生的可能性。例如在深基坑和基層邊坡的位置加設監測點，同時加強對施工現場和周邊環境的巡查力度，并將監測到的數據和情況及時反饋給施工部門，可以有效降低施工過程中遇到的風險和安全問題。隨著城市數量和面積的不斷擴大，城市軌道交通項目的施工監測難度也越來越明顯，使用科學合理的技術手段為其提供有效的保障是目前可以切實維護城市安全的措施之一。

2.自動化監測智能集成技術的原理和特點

2.1 原理

在應用自動化監測智能集成技術的過程中，相關部門要將原本人工監測的數據和畫面改為機器作業，不僅減少了人為失誤的可能性，同時還能達到更加順暢地執行自動搜索和跟蹤的監測目的。城市軌道交通工程施工期間可以運用綜合性的全站儀設備，在軌道的末端設置一系列的基準點，采取設站的方式將每一個基準的位置進行定位和瞄準，即可得到每一個基準點的準確坐標位置信息，再通過對坐標位置使用極坐標測量的技術方式，便可以實現對整個軌道交通工程的監測和管理。

軌道上的基準點是城市交通監測系統中的核心控制點，也是施工部門在進行測量數據時的必要依據，一般情況下，基準點設定的位置最好是在較為穩定的基巖上方，這個位置相對來說較為安全，因此對基準點監測數據的穩定性能夠提供基本保障。在進行變形監測工作的時候，相關部門應當在確定基準點位置之后再進行一遍復測工作，并且就復測數據的結果作出研究和分析，一旦分析結果與實際的情況出現較大差距，即基準點出現了失穩的情況，應當立即調整基準點的位置，確保檢測工作的順利進行。除此之外，在基準點確定好位置之后，相關人員應當將該監測點需要承包的任務范圍進行規劃，并且根據城市軌道交通工程施工的實際情況以及外界環境因素，確保監測工作不會受到客觀因素的遮蓋或者阻擋。一般情況下，城市軌道交通工程在變形監測的工作中都會采取極坐標法的方式進行測量，基準點確定之后由監測的儀器確定測量工作的精度。相關部門人員應當對城市軌道交通工程的實際情況進行全面的掌握，包括自動化監測智能集成技術的實際應用情況和工程對監測數據的具體要求等，甚至還包括施工過程中基坑與列車之間的位置關系，都還需要工作人員加以了解和熟悉。

2.2 特點

目前，我國各個城市的軌道交通工程在投入到運營環節時，一般情況下是不會再讓人進入到軌道區域的，但同時，有一些數據還是需要及時獲取并分析結果以便作出相應對策，因此相關部門為了在必要時得到檢測數據的支持，實現對城市軌道交通工程的有效管理，相關部門應當采取合理的技術手段時刻對城市軌道交通工程的內部實時監測工作。不僅僅是為了監視軌道內部的實際情況，同時也將出現風險的可能性降到了最低。為了提高城市軌道交通工程的監控質量和效率，相關部門應當采用更加先進的技術和設備，以期獲取到更加科學合理的數據。因此交通部門會在需要監測的路段位置安裝自動化程度較高的智能監測集成技術的系統和設備，并且在實際應用的過程中與原本設置的安全裝置形成較為靈活的聯動模式，可以讓獲取的數據更加全面且真實，對任何較為隱蔽的角落，都應該加強監測力度，通常自動化監測智能集成技術的特點應如下：

第一，在城市中已經開始應用的城市軌道交通工程自動化監測智能集成技術必須具備一定的成熟度或者存在技術壁壘上的優勢，不僅是為了相關部門在應用該技術時可以得到較好的分析結果，也可以保障數據本身的安全性。第二，城市軌道交通工程中應用的監測技術必須要能夠實實在在地為改善城市環境和保障城市安全作出貢獻，不論是交通工程施工期間還是施工完成后的運營環節中，自動化監測智能集成技術都應該以為社會謀福利的角度開展相關工作。在工程施工期間可以為工程的優化提供數據支持，在運營期間則可以為駕駛員的安全提供有效保障，消除了原本可能存在的一系列風險和隱患，并且從多個角度提高了交通工程的使用效率和發展速度。

3.自動化監測智能集成技術的應用案例分析

3.1 案例概況

按照城市道路交通工程相關的施工標準文件，為其項目全生命周期的安全和風險進行保障，施工單位應當在該軌道鋪設區域實現全程的自動化監測管理，考慮到工程的實際情況和作業等級，在自動化監測智能集成技術中選擇了機器人監測作為最終的應用方式。

3.2 測點布設

該案例中的城市軌道交通工程已經投入運營，相關部門應當根據施工現場的實際情況針對其結構特點和風險隱患進行監測點的布設，在進行自動化監測職能集成技術的應用時需要關注以下兩個問題：

首先，監測人員應當就可能對工程產生的影響程度對需要監測的區域進行合理的劃分，對工程有著嚴重影響的施工區域可以設置為A級檢測區域，一般其斷面長度為5-10 m，以此類推設置出B級區域和C級區域等。其次，監測人員在獲取監測數據之后應當及時上報給相關單位，以便施工單位能夠迅速調整施工步驟避免影響到最終質量和交工期限，也能對城市軌道交通工程的結構、變形、安全等情況進行較為科學、準確的分析評價。

3.3 數據采集

由案例概況可見，該城市軌道交通工程需要監測的面積較大，長度也較長，因此相關單位需要在應用區域設置三個監測數據處理基站，形成較為穩定的監測點控制網絡。與此同時，監測人員還應當對施工區域的每一個監測點測量數據的平差進行數次核對，另外在采集數據的過程中，監測人員還應當注意以下幾個問題：

第一，對各個監測點的數據進行較為準確的測量，相關單位應當在應用自動化監測智能集成技術的時候科學地布置好每一個監測點的位置。通常情況下，監測點的設置應當在整個施工軌道區域的兩側，還有一部分分布在全站儀支架上部，以確保相鄰的全站儀能夠完成通視測量的任務，同時監測人員也可以在全站儀的手柄上部安裝小棱鏡孔來保障監測數據的安全和有效。

第二，當監測人員將確定好的監測點坐標數據輸入到SQL數據庫之后，可以使用Star Net 軟件的計算功能推導出三維導線的平差數值，再按照最小二乘技術，針對3D測量網進行平差處理，智能系統可以在處理數據之后將其傳遞到SQL數據庫中，使施工單位實時獲取動態的監測數據和分析結果。

3.4 結果分析

城市軌道交通工程應用自動化監測智能集成技術之后，可以較為準確地計算出監測點的高程數值，并通過對高程差數據的多次計算，即可獲取到施工區域工程結構的豎向位移情況，對于調整和優化工程的施工質量和效率有明顯的作用。待監測工作完成后，監測人員應當對監測前后兩次的坐標進行嚴格的比對，以確定施工區域工程結構是否存在水平方向的位移情況，一旦發現數據異常，應及時通知建設單位和相關管理部門。

3.5 技術優勢

在城市軌道交通工程中應用自動化的監測智能系統可以實現24小時無人值守，只要電力持續供應，就可以達到長時間連續監測的目的，降低了一定的人工成本，同時還能保障人員在參與期間的人身安全。該項目在進行數據傳輸的時候，通過的介質為無線網絡或者有線網絡，減少了紙質材料消耗的成本，還能有效提高信息反饋的實時性和準確性，避免由于人員因素導致的數據傳遞失誤。自動化監測智能集成系統可以自動完成平差計算的任務，保障了數據和信息在傳遞過程中的規范性并且還能為后續的分析工作打下良好的基礎。施工單位和技術部門都可以在該系統的操作下實時獲取到相關數據信息，并且可以在出現超限信號時獲得警報反饋，為接下來的應急事件處理和維護工作的展開爭取更多的寶貴時間，把工程中可能遇到的風險和隱患扼殺在萌芽之中，保障了城市軌道交通工程和相關人員的安全。

4.結語

對城市軌道交通工程自動化監測智能集成技術的應用情況開展研究和分析之后，可以發現自動化的監測系統可以更為有效地對工程的質量和安全進行控制。在實際的應用案例中，監測人員需要關注的環節有科學布設監測點、控制網布設、數據采集、監測成果分析等，除此之外還有對相關制度和標準的制定等，都可以依據監測數據得出有效結論，也是現階段需要加強城市交通軌道工程監測強度的主要原因之一。根據現有的研究資料對比可以得出，自動化的智能監測系統可以讓較為冗雜的數據發揮出更大的作用，同時進一步減少了人為錯誤的可能性，從側面也為監測人員的工作創造了多樣化的發展空間，因此應當對其進行推廣并獲取更多的應用和研究成果，為我國的經濟發展打下良好的基礎。