淺析土木工程巖土監測自動化

葛凌

合肥工大工程試驗檢測有限責任公司 安徽 合肥 230009

1 巖土監測自動化系統分析

1.1 系統運行結構分析

巖土檢測自動化系統是融合了計算機技術、信息技術及通信技術等諸多高新技術為一體的對數據信息信號實現自動收集、分析與整理的系統，總體而言，其系統的運行結構主要包括數據采集、數據處理與安全管理，并以上述信息為參考依據實現設計方案的確定。

1.2 系統類別分析

對土木工程的巖土監測實現自動化監測是保證土工工程能夠順利進行的基礎，同時也是幫助土木工程規避安全風險的重要手段。總體而言，巖土工程自動化監測主要分為3種，分別為自動化集中式的監測系統、自動化分布式的監測系統和自動化混合式的監測系統[1]。

首先，從自動化集中式的監測系統的角度來分析。在集中式的自動化監測系統中，能夠實現對土木工程中所有的巖土數據進行采集、分析與整理，并最終在該系統中保存，同時，集中式的自動化監測系統能夠實現遠距離信息傳輸，且所有的數據信息均會集中在一個終端監控室中被處理，但由于技術缺陷，該系統的建設并不完善，在實際使用過程中很容易出現信號電纜穩定性不高的問題，致使傳輸的信息存在誤差或丟失，無法保證數據信息的真實性與準確性，故需要對其進行進一步的完善才能夠投入到土木工程當中去使用。

其次，從自動化分布式的監測系統的角度來分析。在自動化分布式的監測系統，主要是利用分散控制、集中處理的原理，該系統由多個子系統構成，每一個子系統均會有一個或多個對應的檢測部位，各子系統實現對數據信息采集、分析，并將最終的數據信息傳遞到主系統當中。該系統的最大特點便是能夠實現分散控制、集中管理，當監測過程中存在問題時，其對應的子系統會自動的根據故障特征斷定故障原因及故障點，并自動做出處理反應，且在此過程中，并不會影響其他子系統正常的運行，故其在穩定性方面占據著一定的優勢。該種監測方式操作難度低、流程簡單，且適用性較強，能夠很好地實現對數據信息的監測與傳輸，且該系統維修成本低，在一個子系統進行維修時也并不會影響其他子系統正常運轉，且檢測速度較快，故其現階段被廣泛地應用于土木工程的巖土監測當中。

最后，從自動化混合式的監測系統的角度來分析。自動化混合式的監測系統是在其內部采用了集中式的分布模式，是一種綜合性的高效監測系統。該系統最大的優勢便是能夠實現良好的遠距離信息傳輸，但該系統的缺陷便是只能夠對數據信息信號進行收集，并不能夠對其進行分析與整理，而是需要利用一個轉換器實現對數據信息的識別并利用A/D轉換和相關技術實現對數據的分析，故目前情況而言，該種巖土監測技術僅被使用于需要長距離傳輸信號的土木工程當中，其應用范圍存在較大的局限性[2]。

2 土木工程巖土檢測自動化的具體應用分析

2.1 工程概況

本文為了更好地分析土木工程中巖土檢測自動化系統的應用，選擇以某土木工程為例，該工程為大壩工程，且在下游設置了一個電廠。該工程為了更好地進行巖土監測，選擇將監測范圍擴大，覆蓋了大壩本體的巖土監測、隧洞的巖土檢測及周邊地區的巖土監測。該工程為了更好地完成巖土監測，選擇引進了大量的監測設備，如氣動式滲壓計、振弦滲壓計等，以便于幫助該工程獲取相關參數信息，并實現了自動化的數據采集系統。

2.2 數據的收集與管理

在該工程的巖土監測過程中，常存在儀器設備損壞的問題，故為了減少損耗率，該工程選擇引進一套GEMS 800系列滲壓計替代傳統的氣動式滲壓計及振弦滲壓計，并將該系統成為PME系統。該系統的引進后，巖土監測的相關數據信息的收集與傳輸效率有所提高，而為了更好地發揮PME系統功能，該工程還專門為其配備了1臺PC微機，以此來接受PME系統收集和傳輸的數據，同時，還配備了一臺PC機用以直接收集PME系統中的相關數據信息，并進行了自動存儲，其目的是為了防止由于PME系統故障或PC微機故障導致信息數據丟失，且在巖土監測的過程中，產生的所有數據均被存儲于微機的基礎系統當中，且為了提高巖土監測數據信息的利用率，該工程選擇在微機的基礎系統當中添加數據庫計算機程序，該程序的主要功能便是能夠利用微機的基礎系統當中數據信息進行報表制作、繪圖等功能，從而確保巖土監測數據信息能夠得到充分利用。且制作完成的報表、圖像等信息可在微機的基礎系統上的屏幕中檢索并根據菜單選擇打印出來。

該工程利用大數據技術構建了一個完善的巖土自動化監測管理平臺。大數據技術是現代信息化社會發展的必然產物，同時也是推進我國現代社會發展的重要技術。大數據是一種數據的集合，能夠實現海量信息的分析、整理與存儲，是以信息數據為本質的信息技術，同時，在對大數據中數據信息挖掘的過程中，能夠實現對理念、模式、技術及應用的創新，從而達到不斷優化、創新大數據技術的目的，促使大數據技術更適用于現代信息化社會發展的需求，為現代社會發展提供輔助型的力量。而該工程利用大數據其實就是針對該工程的巖土監測建立了一個完善的數據庫，在該數據庫內存儲了該工程建設及巖土監測的各類數據信息，相關工作人員在數據庫收集數據信息時，便可通過相應的技術收集到想要的信息，提高了信息收集的時效性。同時，大數據技術還能夠幫助該工程建立一個巖土監測統一的數據源，經過提取、轉化、加載完成數據的收集，并能夠將數據存儲與系統當中，在該系統中，能夠實現對信息數據的自動化管理，當使用用戶想要收集相關數據時，可根據權限在數據庫中提取，從而使得數據變得可視化[3]。

2.3 自動化數據采集系統及遙測儀器的應用

儀器的可靠性不能單獨由傳感器的性能來評價應當評價完整的儀器系統，包括傳感器與電纜(或管道)的組合的長期有效性。應該要求制造廠商提供具體的傳感器加電纜和傳感器加管道的組合的性能數據，指明壓力范圍、使用壽命、安裝部位。

2.4 測繪技術應用

在土木建筑工程中，若想良好的實現巖土檢測自動化系統的功能，就必須在其中融入地質測繪技術。現如今，將GPS技術與遙感技術應用于地質測繪技術當中，能夠促使地質測繪技術得到進一步的優化。通過GPS技術，相關工作人員能夠掌握勘察地點，實現對勘察工作的全流程監控，同時，通過遙感技術提升地質測繪的準確的，簡化地質測繪流程，促使地質測繪工作更加便捷、高效。

3 結束語

綜上所述，在土木工程中良好的建設巖土檢測自動化系統，實現數據信息的自動收集、分析與整理，并將數據信息自動保存于系統當中，這對于保證巖土監測工作的時效性及質量是十分重要的。在巖土監測自動化系統當中，主要只利用大數據技術及計算機技術結合遙感技術配合PME系統構建的一個完整的巖土監測數據信息采集、傳輸、分析、整理、存儲的系統，從而促使土木工程巖土監測自動化得到進一步的優化。