自动化监测在市政建设工程中的应用

（深圳市勘察研究院有限公司，广东深圳 518026）

近年来，我国城市基础设施建设发展迅速，部分城市开始修建隧道和桥梁，使人们出行更方便，减轻了城市交通的压力。对于规模较大的市政建筑项目，建筑后的监测较为重要，需要迅速输入关于基本建筑条件、结构变形等方面的信息。为了保证城市建设项目的质量和安全，可引入自动化监测系统，以便进行良好的监测，该自动监测系统首次用于水电站大坝监测。随着技术的发展和进步，市政工程中广泛应用自动监测系统，展现出良好的监测效果，可有效保证工程质量和安全。

1 自动化监测的概念

自动化监测系统是一种基于统一监控平台的系统，可通过服务器自动获取各种设备信息。设备出现故障时，可通过声光报警将故障信息作为数据传送给操作人员，使操作人员更准确、更迅速地定位故障位置，并确定故障原因。应用自动化监测系统使操作人员摆脱了手动控制和众多设备，在自动化监测系统中，总控可实现高质量信号传输，传输较为安全。在传统的监测方法中，信号质量监测主要由人工进行操作，难以保证抽样测试的准确性和速度。在自动监测系统中，设计了一个全新的综合监测系统，连接计算机，利用视觉音频监测设备，收集数据和实时监测，捕获所传输的视觉音频信号的变化，并采取适当措施。自动化检测方式可快速捕捉目标变形，为建筑项目提供有效的信息。

1.1 自动化监测系统的特点

（1）与传统的受环境因素影响的人工监测相比，自动化监测系统可进行实时监控。

（2）可进行自动化监视和存储，以避免因手动操作导致的错误，影响测量数据的准确性。

（3）监测结果更直观，数据变化的程度可以使用不同颜色表示。

（4）视工作环境而定，应自动进行调解，及时通知问题，并确保施工安全。

1.2 自动化监测系统的具体运作

例如，在市政建设项目中修建隧道和桥梁的情况下，自动监测系统主要监测隧道桥梁中地下墙体的水平、垂直运动、应力，控制水平和垂直运动及应力变化，可控制隧道沉降偏差、差值变化，保证隧道桥梁工程质量安全。

1.3 自动化监测系统的分布

（1）分布式地下连续墙水平位移监测。为了监测地下桥梁地下连续墙的移动，应设置合理的监测距离，根据监测标准每10 m设置一个监测点，监测点应设置在隧道外稳定的位置。

（2）控制地下墙的水平和垂直移动。在隧道地下墙垂直和水平变化监测中，采用全站监测系统监测地下墙的二维变化，建立监测点，监测断面的垂直分布情况，在断面上安装棱镜。

（3）连续的地下墙中分布应力监测。在应力测试期间，应根据相关标准确定截面，剖面集每隔30 m设置一组截面，顶部和底部均有2个控制点。

（4）地道桥自动监控系统。地方公路桥梁自动监测中，采用电子水准仪监测地下桥梁之间的差异，检测点分布均匀，一般在20 m左右。

1.4 自动化监测系统频率

监测在对频率实施自动化监测，频率0.5 h记录一次，数据每4 h使用站设备和应变计部件下载和存储一次。作为定期监测的一部分，每半个月进行一次监测，以确保监测报告的准确性。

1.5 自动监控技术的优势

为了确保建筑工程的安全，应不断收集检查站的数据，应保证监测系统长期稳定、可靠和实时运作。为了节省人力、物力资源，提高监测效率，监测系统需要无人监测的自动远程监测。

（1）实时监控功能可对监控点进行全天候连续监控，监控数据可反馈给中央指挥中心进行实时计算分析。

（2）数据通信功能根据实际情况采用可靠有效的通信手段，实现远程批量数据采集和传输，实现控制计算机与指挥中心之间的远程通信。

（3）远程控制功能监控中心可远程相应现场工业控制计算机的数据指令，明确设备的运行状况，对数据采集和传输进行控制。

（4）综合数据处理功能可对收到的数据进行快速解决和分析，实时报告测量状态，查看、打印和输入数据库中的结果信息。

（5）系统故障自我诊断功能的中央监控软件可以区分系统故障的原因。

（6）系统具有报警功能，可根据现场实际情况、初始参数，设置报警阈值，并在信号发射机达到或超过报警阈值时发出警报。

2 自动化监测系统在市政建设工程中的应用

2.1 市政建设工程中的应用

将自动监控系统的组成引入市政建设项目，在使用自动监测系统时，该系统的主要组成部分包括洗涤器、变形仪器、传感器、电子水听器等设备。根据电压类型和电流类型，应选择不同的数据转换器自动存储和存储数据。

2.2 自动化监测系统软件应用

自动化监控系统可选用GEOSCOPE软件，监控信道桥实施的数据，收集、传输、解码和存储数据，实现视觉图像输出，主要组成部分为GEOSCOPE软件系统中的SMACS模块和SAAM模块。SMACS模块支持数据的收集、处理、存档和输出，可对其进行分析和处理。转换为高分辨率移动数据，实时查看图像，以文本的形式可视化结果、监视和管理警报系统，SAAM模块受监控数据的输出和自动管理。

2.3 自动化监测系统的预警软件应用

自动化监测系统在城市土木工程人员中的应用，可实现系统的预警效果，设计预警系统时允许最大累积变化，根据各种准则进行定义，不同情况下的警告和监视设置不同的颜色标记。

绿色表示变化值在正常范围内，蓝色表示监视位移增加了50%以上；橙色表示行动的阶段，流动人数增加了80%以上，需要根据有关规定采取有效行动；红色表示需要采取紧急措施，以便在警报阶段及时解决问题。

3 市政领域在线监测技术的应用现状

3.1 智能交通

智能交通不同于以往的人工交通管理，主要通过应用信息技术、智能传感器技术和数据传输技术等先进技术进行智能交通监控和管理。智能交通的基础是收集和分析一系列关于城市交通的实时数据，建立一个有针对性、改进和实用的城市交通管理系统，使城市交通高效有序地运行，提高车辆和行人的便利性和安全性。网络监控技术是智能交通的核心，交通智能管理功能均基于网络监控技术的应用。

近年来，随着我国经济的发展，智能交通成为交通领域的热点。上海是我国第一个实施智能交通监控系统的城市，该系统利用视频监控和部署在十字路口的各种传感器实时输入城市交通信息，并设有卫星定位系统和专用车辆信息接收终端，以便于指挥中心的实时规划和管理。我国中科院沈阳自动化设计的智能交通监控系统取得了良好的应用效果，该系统主要利用视频监控设备、温湿度传感器实时监测道路的能见度和状况，及时召回过往车辆，确保道路交通安全。

3.2 桥梁安全监测

桥梁安全监测系统补充了桥梁安全的管理和维护，利用探测装置实时监测和评估桥梁结构状况，在桥梁结构状况出现异常时及时提供预警信息。近年来，随着桥梁结构安全的重要性日益增加，桥梁安全监测迅速发展，成功进行了各种研究和应用。

3.3 管道监测

传统的管道病害检测主要依靠人工检测，效率较低，无法对管道病害进行实时检测和预警。近年来，随着在线监测技术的发展和各种探测装置的发展，越来越多的管道由在线监测系统管理。目前，在线监测系统已应用于石油、供水、天然气和电力等许多管道。

国外对市政管道监测的研究和应用较早，尤其是油、水、气管道的在线监测系统已经比较成熟。在排水、电力等市政管道中，SCADA管道系统可监测城市管道参数，可远程控制相关设备，在大城市广泛使用。国家虽管道监测研究起步较晚，但近年来迅速发展，20世纪末，我国城市开始认识到利用信息技术管理市政管道的重要性。全国各大城市均建立了城市供水网络信息管理系统和其他城市供水网络信息管理系统，系统的建立改善了市政网络的管理模式，可实现管道信息数据的实时获取和远程控制。

4 结语

随着我国自动化程度的提高、监控系统的有效集成，传统人工监控中的情况发生了变化，实现了有效的实时监控，对于自动监控应用程序和系统升级较为重要。近年来，随着我国市政建设项目的不断发展，大型市政项目和良好的监督职能可确保市政建设项目的安全。自动监测系统在市政建设项目中的应用充分发挥了重要作用，科学选择了正确的监测工具，以提高监测效率，简化监测预警系统的设计。提高监测数据的准确性和可视化程度，提升了监测城市建设项目的质量，明确了城市工作，保障城市基础设施的安全。