地鐵隧道自動化監測系統中遠程通信技術運用分析

賈蕾

中鐵十二局集團電氣化工程有限公司，天津，300308

0 引言

遠程通信技術是實現地鐵軌道監測的關鍵，需要圍繞遠程通信技術構建監測點，對隧道進行全面監測，使隧道環境得到合理運用，防止地鐵運用過程中發生問題。地鐵運行環境下，隧道具有較大的長度，需要對隧道監測過程引起重視，降低外界環境對隧道的影響，提高對隧道監測的針對性，使隧道能夠更好地投入使用。對于地鐵隧道而言，自動化監測系統的使用非常重要，需要對監測方法引起重視，降低不利因素對地鐵隧道的影響，確保檢測系統能夠順利實現。

1 地鐵隧道自動化監測系統中遠程通信技術概述

地鐵是城市的重要交通工具，需要對地鐵隧道進行嚴格地監測，確保隧道環境不會對地鐵運行造成影響。地鐵隧道監測應采用專業化的監測系統，例如將BAS系統引入監測環境中，實現地鐵隧道的自動化監測。遠程通信技術在隧道監測中是不可或缺的，能夠提高遠程控制的靈活性，使監測系統具有穩定的通信狀態，保證監測過程能夠順利進行，使遠程通信技術能夠發揮作用。遠程通信技術需要基于網絡進行構建，使隧道監測數據能夠穩定傳輸，便于對通信狀態進行控制。通過遠程通信技術可以傳輸監控指令，提高地鐵隧道控制的穩定性，構建完善的隧道環境。遠程通信技術需要借助控制計算機來實現，其將監測到的數據返回給控制中心，保證地鐵隧道監測數據得到快速處理，以提高監測系統控制的有效性[1]。

2 地鐵隧道自動化監測系統中遠程通信技術運用

2.1 遠程通信BAS系統

施工單位是遠程通信技術運用的重要承擔者，在做法方面需要引起重視，即保證嚴格按照施工流程進行施工。遠程通信系統是監測系統的重要組成部分，因此需要合理地設計BAS系統，對施工過程進行嚴格控制。施工單位還需要對遠程通信系統進行詳細考量，全面參與到施工設計中來，例如可以采用集散式的隧道監測形式，使系統設計過程更加完善；需要加強對施工過程的管理，防止遠程通信過程發生問題；需要注重系統框架的設計，確保框架內容的完整性，使框架的執行具有可行性，保障遠程通信BAS系統能夠順利構建。

BAS系統是實現軌道交通運營的關鍵，施工單位需要確保該系統能夠正常工作，并采用規范化的設計形式，使線路之間保持良好的通信狀態，使地鐵隧道能夠得到全面監測。該系統采用分散控制、集中管理的方式，能夠對隧道狀態進行持續化的監測和管理，保障地鐵能夠順利地運用。分散控制是實現集成管理的關鍵，應對分散控制方法引起重視，使監測系統各部分控制能夠集成起來，以降低系統控制之間的相互干擾，確保系統控制的聯動效果。該系統需要運用遠程通信技術，使監測信息能夠進行共享，使設備之間能夠實現聯動控制，保證系統通信狀態的穩定性；需要具有良好的可靠性，并應做好系統的監測調試工作，使系統具有完善的控制程序，以保障系統運行過程的可靠性[2]。

BAS系統采用分布式計算機系統作為構架，包括中央管理層、車站監控層、現場控制層等，因此應確保各個層次能夠穩定地工作，保障系統運行的狀態。在地鐵軌道監測系統中，各系統可以獨立運行，同時發出相應的控制指令，使監測系統具有良好的控制精度。監測系統宜采用實時控制模式，因此應重視通信技術的應用，以打造可靠的通信接口，保障通信控制過程能夠順利進行。在通信控制過程中，需要注重綜合化集成系統的組件，為遠程通信技術提供輸送平臺，保證遠程通信控制的效果。遠程通信控制有助于自動化監測的實現，因此應注重BAS系統的實現，使監測系統能夠實現集成化的開發，保障控制方法的有效性。

2.2 監控狀態

地鐵自動化監測系統應具備良好的監控狀態，能夠準確地對隧道環境進行監測與判斷，對交通運行的安全隱患進行識別，保證地鐵運行的安全性。隧道交通具有較多的監控指標，因此需要采用穩定的監控方式，由系統對監控狀態進行判斷，保證監控狀態的穩定性。地鐵隧道環境具有一定的復雜性，需要注重整體監控方案的制定，并通過環境來配合地鐵的啟停控制，并合理對其啟停控制進行施工，消除運行過程中存在的安全隱患。通過對環境參數進行監測，如通風、溫度等，能夠提高地鐵整體環境的舒適度，使地鐵能夠更好地投入使用，讓監測系統發揮出最大化作用。在地鐵軌道的監控過程中，需要對車站的環境參數進行統計，對周邊環境進行綜合分析，使監控狀態能夠得到全面把控。而在BAS系統的作用下，能夠對監控狀態進行匯總，進而掌握隧道環境的變化趨勢，保障地鐵能夠正常運營。

2.3 遠程啟停區域

地鐵隧道環境中，需要注重對遠程啟停區域的監測，保證地鐵可以安全控制啟停，使其能夠按照順序啟動。遠程啟停區域需要注重機電設備的監控，即通過BAS控制命令進行集中管理，可以提高地鐵啟停的制動效率，并對地鐵啟停控制進行精準判斷。地鐵啟停區域具有較多的工作站，需要注重啟停控制盤的把控，以對地鐵的啟停狀態進行自動判斷，保障汽車運行狀態的穩定性。遠程啟停區域應采用自動監測的方式，對監測狀態進行全面分析，保證地鐵能夠順利地完成啟停操作。遠程啟停區域需要控制的內容較多，施工單位需要確定地鐵位置，使其能夠停在指定的位置，以保障地鐵啟停控制的嚴格性。BAS系統還需要具有防阻塞功能，對地鐵的頭部信息進行判斷，防止遠程區域出現不可控的狀態，而且在遠程啟停過程中需要做好防火排煙控制，使遠程啟停區域能夠處于通暢的狀態，以保障其能夠得到有效監測[3]。

2.4 聯鎖保護控制

地鐵運行過程中，施工單位需要對聯鎖保護裝置進行安裝，使地鐵能夠處于安全的運行狀態，避免地鐵運行過程中發生風險。在聯鎖控制的作用下，其能夠對地鐵運行狀態進行控制從而起到保護作用，防止地鐵在運行過程中發生狀況。為了確保聯鎖控制的實現，需要對隧道環境進行嚴格監測，確保監測信息能夠進行遠程傳遞，使地鐵能夠迅速進入聯鎖保護狀態，排除地鐵的運行風險問題。大功率設備運行具有一定的延時，需要克服延時對聯鎖保護的阻礙，確保執行機構能夠立即制動，使聯鎖保護能夠被規范化執行。由于采用遠程控制方式，需要對網絡通信的延時進行控制，例如將延時控制在0.1ms以內。在遠程通信技術下，需要確保執行機構能夠迅速響應，保證地鐵具有完善的運行狀態，使聯鎖保護具有良好的制動機制，提高制動控制效果的穩定性。聯鎖保護是應對故障問題的關鍵，需要實時對地鐵狀態進行判斷，嚴格地控制列車狀態。

2.5 監測網的布置

隧道是地鐵運行的重要控件，施工單位需要在隧道中布置監測點，對其進行全面監測。布置監測點時，不能對地鐵的正常運行造成影響，確保監測精度能夠優于1m，以確保監測布點方法的有效性。同時，需要注重監測基準點的布置，每50m需要布置4～8個基準點，對隧道周邊情況進行監測。每個測量斷面需要設置4個基準點，提高監測網絡的縱面監測效果，使各個監測點之間能夠穩定工作。各個監測點之間需能夠進行網絡通信，并將監測數據傳輸到監測系統中，實現各個監測點信息的匯總，提高監測方法控制的有效性。監測網的布置將會對通信狀態造成影響，當監測點的數量較多時，將會影響到通信控制的速度，導致監測系統需要匯總的信息量增加，將會影響通信功能的正常實現。對于關鍵的監測部位，需要適當地增加監測點的數量，為地鐵隧道監測提供準確的數據，保障監測網布置的合理性[4]。

2.6 通信模塊的構建

在地鐵隧道監測過程中，施工單位需要合理地對通信模塊進行安裝，使監測點之間能夠正常進行通信，避免通信過程受到影響。通信控制具有一定的難度，需要確保模塊之間能夠正常聯系，保障通信方法的合理性，使通信模塊能夠穩定運行。通信線路鋪設具體做法如下：①需要確保通信方式的擴展性，隨著地鐵隧道監測點的增加，既要避免對原有的通信狀態造成影響，同時又要確保新建監測點的接入，提高監測控制的效果；②需要確保通信系統易于維修，能夠精準地確定故障狀態，并且降低通信故障的發生頻率，因為通信模塊是實現遠程通信的核心，需要做好地鐵內線路的鋪設，確保各個通信模塊間能夠穩定工作。

遠程通信過程中，施工單位需要注重解調設備的使用，采用GPRS無線通信方式，使數據能夠精準地傳輸，確保通信模塊運行的穩定性。在通信模塊的作用下，可以實現監測數據的高頻率傳輸，使通信控制能夠得到遠程支持，保證遠程通信技術得到有效運用。遠程通信需要借助發射器和接收器來實現，還要克服空間對數據傳輸的局限性，使傳輸距離能夠達到幾百到上千米，以實現良好的遠程通信效果。遠程通信對功率的消耗較大，需要采用大容量的電源，以此來滿足遠程通信的需求，確保通信過程能夠長時間穩定運行，保證數據得到可靠傳輸。GPRS是重要的遠程通信模塊，但要注重串口之間的連接，使通信網絡能夠連接監測中心，使通信模塊能夠圍繞監測系統展開構建，提高通信模塊的控制效果。

2.7 監測內容與方法

2.7.1 垂直位移監測

垂直位移是重要的監測指標之一，利用這個指標，能夠分析隧道的垂直受力，對隧道的變形趨勢進行判斷，便于采取相應的應對方法。垂直位移監測需要采用精密測量的方式，并結合隧道的自身特性展開分析，使其監測能夠符合精度要求。 垂直位移測量需要確定基準點，以基準點作為監測的依據，即將基準點布置在變形區80～120m上，提高變形區測量的精準化程度。監測點與基坑邊線距離應控制在10～20m之間，確保監測點布置的合理性。監測點需要借助電子水準儀進行分析，即將儀器布置在監測點上對垂直位移情況進行監測，進而得到各個監測點的高程。通過高程變化情況可以對沉降量進行分析，使高程變化能夠得到明顯對比，保證高程計算的可靠性，同時使沉降量得到合理統計[5]。

2.7.2 水平位移監測

地鐵隧道有時會發生水平方向的位移，需要通過檢測點對隧道水平位移情況展開分析，提高分析的深入性。在分析水平位移的過程中，需要對控制網進行測量，同時在變形區域外布置基準點，這樣在平面直角坐標系中對水平位移展開了分析，保障了水平位移分析的效率。基準點是分析隧道水平位移的重要依據，因此需要深入分析基準點，以保證基準點分析方法的有效性，避免出現基準點分析不可靠的情況，有助于基準點位移量的確定。水平位移監測同樣需要應用到水準儀，即根據監測點的布置，對隧道的水平位移情況展開分析，進而確保隧道的水平位移變化趨勢，提高水平位移分析的嚴謹性，保障隧道隨著時間的推移具有良好的水平位移關系，避免其在隧道上發生累積。

2.7.3 斷面變形監測

地鐵隧道存在斷面變形的情況，需要做好斷面變形的監測工作，即對斷面展開細致化的分析，提高斷面的處理效率，使斷面變形分析得到有序展開。斷面監測需要應用免棱鏡全站儀對斷面的數據變化情況進行采集，以便于了解斷面數據的變化情況。且每隔一段時間就要對斷面的變化情況進行一次監測，使斷面數據分析更加透徹，同時應確定斷面的分析狀態，確保地鐵隧道具有良好的斷面。隧道斷面情況應采用程序進行分析，即將不符合監測要求的數據剔除掉，從而通過有效數據對斷面進行分析。在斷面變形監測過程，能夠對斷面變形情況展開計算，明確其形變程度。為了提高斷面監測的準確性，可以采用360°連續采樣方式，并且可以增加采樣點的數量，以更好地確定局部變形情況，保障斷面變形監測的效果。

2.7.4 收斂監測

在地鐵隧道分析過程中，需要注重收斂監測的運用，即在隧道的兩側張貼反射片，以確定信號的空間長度。而且，可以采用極坐標法確定空間的長度，對隧道的收斂性進行分析，使隧道具有良好的收斂條件，并對隧道環境進行嚴格評判，避免隧道出現無法預料的情況。收斂監測是確定隧道變形的重要方法，需要注重監測系統的運用，對隧道環境進行嚴格分析，使隧道整體能夠符合收斂性要求，進而對隧道的變形情況進行判斷。

2.7.5 裂縫和滲漏監測

裂縫和滲漏是地鐵隧道的常見問題，因此應做好隧道的監測工作，防止隧道出現質量問題，進而做好安全隱患的防范工作。監測點應布置在問題易發區域，并且需要采取實時監測的方式，使風險點能夠得到及時排查，進而降低風險發生的概率。現場勘查是實現隧道監測的重要手段，需要詳細記錄裂縫情況，并采集風險易發點的數據，通過遠程通信技術構建監測數據與監測系統之間的聯系，以便于確定隧道泄漏情況。同時，還應確定數據來源，能夠根據數據確定監測點的位置，對裂縫及滲透問題及時展開修復，將問題的影響控制在一定范圍內，提高隧道問題處理的效率。裂縫和滲透監測應注重實時性，應將通信技術和自動化技術相結合，提高對地鐵隧道的整體監測效果。

3 結語

綜上所述，地鐵隧道是運行線路的重要組成部分，而且隧道的長度加長，在監測上具有一定的難度。為了確保監測控制易于實現，應采用規范化的控制方式，使隧道監測能夠順利開展。遠程通信技術屬于關鍵的技術組成，需要明確技術組成形式，將遠程通信技術應用在監測系統中，使監測控制系統得到有效統合，提高技術運用方法的合理性。監測系統是實現地鐵運營的重要手段，需要對地鐵隧道環境進行全面監測，保障地鐵能夠更好地投入使用和安全地運行。