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摘要：地鐵的變形一直是安全問題關注的熱點，其在進入運營后就要對其進行全天候變形監測，隨著進入了網絡化的運營時代，對于這樣長期的監測工作在一定程度上得到有效緩解，利用當前迅速發展的信息和網絡技術，為解決這些問題提供了切實可行的技術手段。本文主要介紹了對地鐵的監測方式及基于網絡背景之下充分發揮優勢對數據的后處理與管理。
0引言
隨著國家及各個地區的經濟增長，開始越來越多的城市興起了修建地鐵的工程。但是，地鐵隧道是在地質復雜、道路狹窄、地下管線密集、建筑物基礎及交通繁忙的鬧市中心下修建的，因此，地鐵變形的安全問題是不容忽視的，導致了不管是在施工期還是在運營期內都要對其隧道結構進行變形的監測，以確保主體結構和周邊環境安全。地鐵隧道可近視為是一狹長的線狀地下建構筑物，要監測點的數量是很多的，這就導致了產生的數據量是非常的龐大，為此，如何有效地管理原始信息，并進行相應的處理顯得尤為重要。目前多數監測信息的管理和應用存在不直觀、不及時、自動化程度較低等缺點[1-2]，根據地鐵隧道結構自身特點研制一套高效率的、使用方便的監測信息管理系統是必要的，它與變形監測一樣具有重要的實用意義和科學意義。
1地鐵變形監測數據傳輸原理
以第三方監測為例，采用GPRS傳輸數據。首先通過全站儀監測得到的數據，再利用自帶的SIM卡無線數據傳輸模塊傳輸到辦公室的服務器上，再將安裝有TCP/Com軟件的電腦連接該服務器即可。通過虛擬多個串口后，再設置好全站儀和TCP/Com軟件鏈接服務器的外網IP和端口。最后，用變形監測數據處理分析軟件從虛擬串口讀取監測數據，形成一套相對的完善系統。
2技術的開發
開發中所使用的技術、方法、工具及手段分別從：采用的開發技術與框架、開發與配置管理工具與技術方法結合介紹。具體如表1所示。
3系統的主要功能
該系統以對工作的效率提高有很大的幫助，它能給工作人員以直觀、及時、自動化程度高的特點。其主要的功能體現一下的這些點：（1）系統管理模塊：用戶可通過該模塊進行用戶角色權限分配、系統參數設置等操作。在該模塊中，可以細化為部門、類別等對用戶進行自我的管理，不同部門的用戶使用系統時也具有不同的操作權限。（2）基礎信息臺賬：將地鐵變形監測工作中使用到的線路、上下行、股道、車站等信息建立電子臺賬。用戶可進行查詢、編輯、輸出等操作。（3）隧道設備臺賬：根據日常維護管理需求，能夠建立隧道結構的各項臺賬，將隧道結構形式、圍巖等級、縱斷面形式、地質水文信息、附屬設備信息、坡度信息和曲線信息電子臺賬化，方便用戶快速便捷的查詢臺賬信息。（4）標準值臺賬：將用戶根據變形監測類型設置的監測數據變化合理范圍、預警級別和預警值建立電子臺賬。系統自動將自身存儲的測量數據與標準值進行對比，判斷變形數據是否超限。（5）數據字典模塊：建立數據字典模塊，為系統自身后臺運行提供保障。（6）測點管理模塊：對錄入系統的測點信息進行管理。用戶可以按時間、里程、區間、站點、測點類別（水平、沉降、斷面）等方式對數據進行查詢、篩選、輸出和管理。提高工作效率。（7）第三方監測項目管理臺賬：建立第三方監測項目臺賬，對項目的簽訂時間、監測單位、測量區間、監測方式等項目信息進行管理。并支持項目附件上傳，用戶可以將與該項目相關的文檔以附件的形式進行上傳，使監測項目的資料在系統上達成共享；實現對地鐵保護區內自動化儀器數據的采集和存儲功能。（8）變形監測數據導入模塊：用于將監測單位提交的監測成果數據導入到系統中，支持歷史數據格式和當前使用的數據格式，并提供后期監測數據的導入格式模版。包括：水平位移監測數據導入、沉降監測數據導入和斷面監測數據導入。（9）變形監測數據管理模塊：通過設定線路、線別、里程范圍、時間范圍、項目期次等檢索條件，從數據庫中檢索數據，并以一覽表的形式展現出來，同時可以對數據進行編輯修改和打印輸出。（10）變形監測數據分析統計模塊：對水平位移監測數據、沉降監測數據和斷面監測數據的變形發展進行統計分析；將監測數據與用戶錄入的標準值進行對比，對檢查結果中超出標準值的病害數據進行統計；監測時態曲線呈現收斂趨勢時，選擇合適的函數，對監測結果進行回歸分析，預測該測點可能出現的最終位移值。（11）預警系統：根據系統對監測數據的分析統計結果，結合用戶錄入的各級預警標準值，建立分級預警機制，對于超限的監測點進行分級預警。
4變形的監測與數據處理方式
變形監測分普查測量和重點監測，普查測量按下表所列實施，重點監測按實際情況開展監測工作，每重點區段的監測頻率原則上不低于1次/月。根據調研，地鐵變形監測采取委外監測的方式，監測工作一般包括沉降監測、平面位移及斷面收斂監測。其中，沉降監測一般采用水準儀及水準尺，平面位移監測一般采用全站儀進行觀測。對于后期數據的處理，基準點及工作點采用武漢測繪科技大學測繪自動化“科傻COSA”系統進行平差計算。對于必要的人工監測，采取的手段是沉降點高程及沉降量采用軟件進行平差計算及沉降量計算。變形監測常用圖件有5種，即點位沉降過程線圖、點位沉降分布圖、點位水平位移過程線圖、點位水平位移分布圖、監測網平差圖。所有這些圖件的繪制數據均可從上文提到的監測系統點位坐標成果數據庫中自動提取，充分實現數據共享。系統設計時以菜單方式讓用戶選擇在繪圖、存圖、取圖、打印、清屏、退出等功能中隨機輪流選取。
5結論
地鐵隧道變形監測信息管理系統GPRS-TCP/Com軟件的建立，各功能模塊間具有相對地獨立性，為了方便于進行功能的擴充，進而為后期自動化監測的開展及安全監測專家系統的建立提供了技術性的支持和鋪墊。該系統已在多個地鐵工程中得到了應用，不僅準確及時快速的數據處理和信息反饋，提高了地鐵運營的管理水平，而且為地鐵的安全運營提供了保證，具有顯著的社會經濟效益和良好的應用前景。
參考文獻：
[1]王浩，葛修潤，鄧建輝．隧道施工期監測信息管理系統的研制[J]．巖石力學與工程學報，2001，20（s1）：001684-1686．
[2]李元海．地鐵施工監測數據處理系統的分析設計及應用[J]．隧道建設，1996（04）：24-28．
[3]黃騰，李桂華，孫景領．地鐵隧道結構變形監測數據管理系統的設計與實現[J]．測繪工程，2006，15（6）．
作者:鐘文文 單位:深圳地鐵運營集團