分析自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)在地鐵運(yùn)營監(jiān)測中的運(yùn)用

李杰 魏良 張璐 賈偉男

中國中車長春軌道客車股份有限公司

1、電力自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)概述

電力自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)是一種綜合了電子通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的管理系統(tǒng)，它能夠完成對供電系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備的自動(dòng)檢測、決策和控制，該系統(tǒng)通過與現(xiàn)代化控制理論相結(jié)合，在電力設(shè)備上安裝必備的傳感器和現(xiàn)場檢測裝置，從而對電力設(shè)備的運(yùn)行狀況及其周圍的環(huán)境實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的在線監(jiān)視和監(jiān)測。一旦電力設(shè)備或其周圍環(huán)境突發(fā)異常狀況，電力自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)都能夠及時(shí)采集異常發(fā)生時(shí)所監(jiān)測到的信息，這些信息包括數(shù)據(jù)信息、語音信息和視頻信息等，并將其發(fā)送給遠(yuǎn)方的數(shù)據(jù)監(jiān)控管理中心，與此同時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)信息，處于遠(yuǎn)距離之外的監(jiān)控管理中心的系統(tǒng)維護(hù)人員便可對發(fā)生異常的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)聽、監(jiān)視和監(jiān)控，進(jìn)一步了解設(shè)備所處的狀態(tài)，并采取一定的解決措施確保將故障消滅在萌芽狀態(tài)。電力自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)采用了分級開放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠與第三方系統(tǒng)(如DCS、BAS系統(tǒng)等)完成無障礙連接。DSC 系統(tǒng)指的是分散控制系統(tǒng)。DSC系統(tǒng)將微處理器作為機(jī)械電氣控制裝置的重要組成部分，采用分散控制功能，對機(jī)械電氣裝置進(jìn)行有效控制，最終形成一個(gè)全新的控制系統(tǒng)。BAS 系統(tǒng)分為管理層、控制層、現(xiàn)場層3層，系統(tǒng)能正確監(jiān)控所有在線設(shè)備的性能，通過反饋監(jiān)測運(yùn)行參數(shù)，保證系統(tǒng)的監(jiān)控功能得到正確地發(fā)揮。

2、自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)在地鐵運(yùn)營監(jiān)測中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 可靠數(shù)據(jù)傳輸共享也是自動(dòng)化監(jiān)測的重要功能之一，數(shù)據(jù)在監(jiān)測單位、施工單位和運(yùn)營公司之間能夠在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行傳輸和共享，方便施工單位做決策。防止意外情況導(dǎo)致的監(jiān)測系統(tǒng)異常，系統(tǒng)所涉及的監(jiān)測儀器、軟硬件、網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠是必要條件。后臺(tái)數(shù)據(jù)處理的分析判斷以及對采集數(shù)據(jù)的處理的可信度代表著工程奉獻(xiàn)程度，所以自動(dòng)化采集系統(tǒng)還應(yīng)該具備自動(dòng)安全報(bào)警的功能。

2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 設(shè)計(jì)是地鐵工程的總指導(dǎo)，對隧道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可引導(dǎo)施工單位采取最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，簡化整體工程作業(yè)的步驟，提高項(xiàng)目施工的效率。將現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果用于信息化反饋優(yōu)化設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)達(dá)到優(yōu)質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的目的。

2.3 嚴(yán)格的管理制度，管理體制的效能是決定各環(huán)節(jié)的工作是否能夠很好的完成以及各環(huán)節(jié)之間配合好壞的非常重要的因素，工程所管轄的工地所有的信息都要使用專用的軟件進(jìn)行傳送分析，在實(shí)際操作中，建立嚴(yán)密的管理制度，進(jìn)行分權(quán)授權(quán)管理，授權(quán)管理數(shù)據(jù)流向和數(shù)據(jù)安全，是整個(gè)管理體系的有力安全保障。

2.4 避免互相干擾。 地鐵運(yùn)營期間無法進(jìn)行人工監(jiān)測，采用自動(dòng)監(jiān)測模式調(diào)控施工，實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測，可以減少監(jiān)測外業(yè)與地鐵運(yùn)營及維護(hù)工作的相互影響，保證監(jiān)測開展的正常性和及時(shí)性。可以靈活調(diào)整監(jiān)測頻率，不受行車和其他因素的影響。

3、自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)在地鐵運(yùn)營監(jiān)測中的運(yùn)用

3.1 工程概況

某工程其全長距離為27.73km，全線采用了地下線路方式。該工程總線路的起點(diǎn)位于漢口，終點(diǎn)位于魯巷。起點(diǎn)與終點(diǎn)之間共設(shè)立了20多個(gè)車站，其中最小的車站間距長度約為0.92km，最長的車站間距為3.4km。

3.2 科學(xué)、合理布設(shè)自動(dòng)化監(jiān)測斷面和監(jiān)測點(diǎn)

布設(shè)自動(dòng)化監(jiān)測斷面和監(jiān)測點(diǎn)的時(shí)候，必須要合理、科學(xué)地進(jìn)行布設(shè)，才能夠全面獲取周邊施工對運(yùn)營隧道的影響范圍及影響程度。

監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)：每個(gè)斷面在軌道附近的道床上布設(shè)2個(gè)沉降監(jiān)測點(diǎn)，中腰位置兩側(cè)各布設(shè)1個(gè)水平位移監(jiān)測點(diǎn)，頂部布設(shè)1個(gè)沉降監(jiān)測點(diǎn)，即每個(gè)監(jiān)測斷面布設(shè)5個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。各觀測點(diǎn)用連接件配小規(guī)格反射棱鏡，用膨脹螺栓及植筋膠錨固于監(jiān)測位置的側(cè)壁及道床上，棱鏡反射面指向工作基點(diǎn)，布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)嚴(yán)格注意避免侵入行車限界。其布設(shè)位置如圖1所示。

a 監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)示意圖

圖 1監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)示意實(shí)圖

3.4 平面監(jiān)測

平面監(jiān)測一般是在平面監(jiān)測網(wǎng)中進(jìn)行的。平面監(jiān)測網(wǎng)，是指精度要求較高、監(jiān)測范圍較小的專用控制網(wǎng)。平面監(jiān)測是工程外部變形監(jiān)測中的重要基準(zhǔn)，能夠?qū)ν獠孔冃伪O(jiān)測產(chǎn)生直接影響。平面監(jiān)測的準(zhǔn)確性，能夠在一定程度上影響工程及其運(yùn)營中的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。為了使地鐵運(yùn)營達(dá)到經(jīng)濟(jì)最佳、安全最佳的狀態(tài)，對地鐵站進(jìn)行平面檢測，是工程師必須解決的問題。本次區(qū)間的左線樁位數(shù)量為12個(gè)，右線樁位數(shù)量為 12 個(gè)。區(qū)間橫向的偏移值為-7.85mm，其角度累計(jì)值為-28″。

3.5 結(jié)合現(xiàn)場情況靈活設(shè)置工作基站及校核點(diǎn)

根據(jù)現(xiàn)場條件，自動(dòng)化監(jiān)測工作基站既可以設(shè)置在變形影響區(qū)以外，也可以設(shè)置在變形影響區(qū)內(nèi)。本次自動(dòng)化監(jiān)測區(qū)域隧道平面線形為直線，通視條件良好；為使各監(jiān)測點(diǎn)誤差均勻，提高監(jiān)測精度，并方便全站儀自動(dòng)尋找目標(biāo)，本項(xiàng)目自動(dòng)化監(jiān)測工作基站布設(shè)于監(jiān)測區(qū)中部，即采取測站設(shè)置在變形區(qū)的方法。先制作全站儀托架，托架安裝在側(cè)壁隧道結(jié)構(gòu)上，嚴(yán)格遵照設(shè)備限界線進(jìn)行安裝設(shè)置。

總之，隨著社會(huì)的發(fā)展，地鐵項(xiàng)目越來越多。該工程在應(yīng)用自動(dòng)化監(jiān)測為地鐵安全運(yùn)營提供了技術(shù)保障，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對其的研究非常有必要，從而能夠更好的確保地鐵的安全運(yùn)行。

[1]徐春明，汪春桃，孫澤信，劉亞樓，趙為民.地鐵保護(hù)區(qū)變形自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用研究[J].工程勘察，2014，42(12)：70-74.