城市轨道交通工程自动化监测智能集成技术分析

李明辉

摘 要：城市轨道交通工程自动化监测智能集成技术是研究中心，通过对自动化监测智能化发展意义的剖析与自动化监测智能集成技术框架设计研究，认识到自动化监测智能集成技术应用优势，随后总结行之有效的应用措施，目的在于提高城市轨道交通工程自动化监测水平。

关键词：城市轨道交通;自动化监测;竖向位移监测;支撑轴力监测

中图分类号：U239.5 文献标识码：A

0 引言

城市轨道交通工程自动化监测智能集成技术研究，不仅是现代化城市交通发展的必然选择，同时也是推进城市化进程的重要动力。尤其是科学技术迅速发展背景下，智能化成为各行各业主要发展趋势。“十四五”开局之年，国家针对城市轨道交通发展提出更多新要求，作出新规划。这为城市轨道交通工程自动化监测智能集成技术的发展创造了有利条件，将城市轨道交通工程自动化发展推向了新阶段。深入挖掘目前自动化监测在智能集成技术的发展优势，认清自动化监测发展短板，掌握新阶段城市轨道交通工程自动化监测发展需求，积极从高精度以及抗干扰等方面出发，创新自动化监测智能集成技术发展模式，打造更理想的自动化监测系统，提高城市轨道交通工程自动化监测发展水平。

1 城市轨道交通工程自动化监测智能化研究的意义

城市轨道交通作为城市发展的重要推动力，对城市化建设与民众生活有直接影响，同时也是改善交通问题，提高交通发展水平的基础。城市轨道交通工程的实施，对城市安全与民众安全非常重要，轨道交通工程涉及范围广、持续时间长、施工条件复杂、影响深远。基于这些特点，若施工期间出现工程问题，必然会引发重大交通事故，阻碍城市轨道交通发展。为了进一步降低城市轨道交通工程风险，必须加大对城市轨道交通工程自动化监测的研究力度。参考城市轨道交通工程中的深基坑施工环节，施工期间通过监测点的布置以及施工监测方案的执行，监测人员能够及时掌握轨道工程施工情况[1]。及时开展周边巡查，科学控制轨道工程施工进度，及时对轨道工程深基坑施工信息进行反馈，方便施工人员灵活调整施工指导方案，及时发现并排除深基坑施工过程中的安全隐患，提高深基坑施工质量[2]。由此可以看出，城市轨道交通工程自动化监测智能化集成技术的研究，符合城市轨道交通工程自动化监测智能化发展需要，能够更好地适应轨道交通工程覆盖区域变大，工程难度增加等变化，为轨道交通工程施工顺利完成，施工质量保证提供更理想的监测与管理条件。

2 剖析城市轨道交通工程自动化监测智能集成技术框架设计

城市轨道交通工程自动化监测智能集成技术应用之前，需要及时对应用框架进行设计，为实际应用做好准备工作。借鉴自动化监测智能集成技术应用经验，结合城市轨道交通工程具体情况，积极展开框架设计。

2.1 介绍自动化监测智能集成技术框架

自动化监测智能集成技术框架设计，是对监测技术进行集成管理，统筹规划科学融入到自动化监测系统中，协调城市轨道交通工程完成监测任务。智能集成技术中涉及到信号传输、多元化软件、传感器等技术，综合城市轨道交通工程，以微观与宏观的方式展开全方位多角度监测，同时还要考虑到轨道交通工程中围护结构施工状态以及关键技术应用等[3]。参考自动化监测相关数据，对城市轨道工程未来发展趋势进行分析，保障轨道工程安全的同时，对城市轨道交通重大事故等科学防范。智能集成技术框架中还包括智能软件系统，时刻监测轨道工程的同时，增加预警分析模型环节，及时为智能监测软件平台传输工程消息与预警分析结果，做到风险预警方案同步调整[4]。

2.2 细化自动化监测智能集成技术监测内容

自动化监测智能集成技术在城市轨道交通工程中的应用，框架设计中不能忽视自动化监测内容的研究。参考城市轨道交通工程中，围护桩施工处理，涉及到沉降、地下水位变化、周围环境条件、桩体应力以及土体水平位移等一系列参数，这些参数都是自动化监测智能集成技术监测重要内容，也是监测系统的关键组成，关系着自动化监测系统的实施与作用发挥。因此智能集成化技术框架设计中，必须针对性地对城市轨道交通工程自动化监测内容进行细化研究[5]。

2.3 自动化监测系统框架具体组成归纳

自动化监测智能集成技术框架中，传感器、监测装置、数据统计与分析装置、信息传输装置、信息处理装置、数据库、预报预警系统等作为重要组成内容，需要按照功能区别进行设计归纳。软件管理平台搭配预报预警系统，及时对城市轨道交通施工信息进行自动存储，经过数据统计以及分析装置的处理，上传到数据库与管理平台，信息处理装置对信息详细分析，及时展现出城市轨道交通工程施工现状[6]。电视大屏以及服务器群等及时公布监测信息，确保管理人员、监测人员随时掌握轨道交通工程施工情况。

3 城市軌道交通自动化监测智能集成技术应用

城市轨道交通自动化监测智能集成技术的应用，因为城市轨道交通工程内容众多，所以自动化监测涉及环节多元化，具体自动化监测智能集成技术应用着重从以下几方面详细分析：

3.1 竖向位移监测应用

城市轨道交通工程中，自动化监测智能集成技术应用中，竖向位移监测是重要模块。轨道交通工程施工，涉及到土方卸载施工环节，该施工操作会影响到轨道工程主体结构、周围地质环境的平衡性，尤其是围护结构的设计施工，会对现有的城市轨道结构产生水土压力，从而现有轨道结构出现位移的情况。竖向位移监测是对现有轨道结构与城市轨道工程沉降情况监测的重要方法，关系着轨道结构的稳定性与安全性。竖向位移监测中，监测设备以晶硅式静力水准仪为主，属于传感器类型，运行原理为差压式。通过监测点掌握轨道交通施工区域压力值，随后经过精准计算得出轨道交通结构沉降量。这种监测设备不仅监测灵活性强，同时体积比较小，不会占用过大的空间，具有量程大与精度高的优势，以全密封结构形式，施工现场可以通过掩埋的方式完成监测，使用非常便捷。储液罐、采集设备以及基点、静力水准仪等是重要组成。其中静力水准仪的应用，以沉降观测的方式，在连通液的作用下，对储液罐液面变化进行监测，随后得到具体高度，专业计算后确定相对差异沉降数值。具体沉降计算参数，例测点计算，计算条件包括当前测量值与初始测量值，两者相减得到沉降变化值;基点计算，计算条件包括初始测量值与当前测量值，两者相减得到基点变化值，沉降变化量计算，计算条件涉及到两方面，其一为沉降变化值，其二为基点变化值，计算公式为：

最终沉降值=（沉降变化值-基点变化值）X-1

3.2 水平位移监测应用

水平位移监测中所应用的监测设备属于远程自动化监测类型，测量机器人能够同时完成水平监测、竖向监测，尤其是地铁隧道或者地下复杂环境下，帮助自动化监测顺利完成施工监测任务。当前所应用的测量机器人以智能全站仪为主，不仅测量更精准、灵活，同时还能够实现数据在线传输，及时对监测信息分析存储。实时采集轨道工程施工信息，无线传输的基础上，系统软件对变化量准确计算，保证水平位移监测及时准确。

3.3 支撑轴力监测应用

支撑轴力监测集成技术的应用，协助监测与管理人员，对轨道交通基坑施工情况全方面掌握，尤其是支撑内力变化，保证所有施工都在管理人员控制范围之内。支撑轴力监测期间如果发现内力大于规定最大值，需及时对基坑施工方案做出调整，保证基坑施工极限强度在规定标准之内，防止基坑出现失稳的现象。具体监测中，钢结构支撑是基础，轴力计安装辅助下，对支撑轴力变化自动测量采集。为取得理想的支撑轴力监测效果，还要注意传感器方面的应用，保证布置点精准到位的同时，还要检测支撑轴力、支撑传感器、围护桩之间是否处于相同断面位置，以此来实现支撑轴力监测数据印证，提高监测准确性。

3.4 地下水位监测应用

地下水位监测技术的应用，根据城市轨道交通工程自动化监测要求，为了避免出现孔隙水压力波动等现象，取得理想的应力增加效果，轨道交通工程基础框架不会出现过度沉降现象，还需要及时对轨道工程地下水位进行监测。监测设备以数字传感器为主，根据埋设水位管情况及时安装监测设备，注意传感器必须垂直放入其中，到完全没入水面后，开始对读数记录，所有记录均自动完成。统计读数后及时计算，得到地下水位变化数值。

3.5 隧道轴向变形监测技术

光纤光栅传感器是隧道轴向变形监测的主要设备。实际监测过程中，目的是随时掌握隧道支护结构状态，尤其是其中的轴向反作用力，防止隧道框架因为受力不均匀，出现变形或者位移等情况。其中轴向压密是主要因素，通过分布式定点布置，及时对传感光缆进行布施，对隧道轴向压力变化实时监测。对于隧道的拱底以及拱顶等位置，因为结构复杂，所以光缆布置期间，应选择变感测光缆类型，提高隧道轴向变形监测的准确性。

4 结束语

综上所述，对于城市轨道交通工程来讲，自动化监测智能集成技术应用是智能化发展的重要途径，同时也是提高城市轨道交通工程监测水平的有效方法。自动化监测智能集成技术实际应用中，认识到其应用价值基础上，需从不同轨道交通施工环节着手，针对性选择监测设备，制定监测方案，明确监测目的与注意事项。由此提高自动化监测智能集成技术应用效率，取得理想的监测效果，进一步将城市轨道交通工程监测能力强化。

参考文献：

[1]王剑明.轨道交通地下工程周围建（构）筑物自动化监测技术应用[J].微计算机信息，2019（4）：4-6.

[2]陈昊明.研究城市轨道交通机电工程施工动态管理技术[J].华东科技（综合），2020（2）：1.

[3]黄南兵.城市轨道交通工程施工技术要点及应用探究[J].中国室内装饰装修天地，2019（17）：265.

[4]霍万新.基于人工智能技术的城市轨道交通综合监控系统设计研究[J].计算機产品与流通，2020（11）：1.

[5]闫学宽，龙润泽.自动化监测在轨道交通建设下穿高铁中的应用[J].中国高新科技，2020（14）：86-89.

[6]曹宝宁.城市轨道交通工程自动化监测智能集成技术应用探究[J].岩土锚固工程，2018（1）：18-23.