技术领域
[0001] 本实用新型属于隧道施工安全监控、预警领域，更具体地，涉及一种地铁安全远端自动化监测系统。
相关背景技术
[0002] 随着城镇化率以及机动车保有量迅猛增加，为了缓解由此带来的地上交通拥堵问题，轨道交通地下结构作为一种速度快、运量大的公共交通系统，为缓解大城市地上交通拥堵、运载能力不足等问题提供了有效的解决手段。
[0003] 但是，城市轨道交通的高速发展也伴随着安全隐患。由于地质条件、列车运营、地面建筑物施工、地铁隧道结构自身负荷、施工水平等因素，轨道交通地下结构在全寿命运营周期内将会发生沉降、变形、裂缝、渗漏水等病害。这些病害不仅会影响城市轨道地下交通作为快速安全通道的使用功能，而且如果这些病害不能及时被发现、并采取相应的维修措施，将有可能出现隧道主体结构失稳、严重开裂甚至严重坍塌等重大事故，最终威胁公众的生命财产安全。
[0004] 为了确保轨道交通地下结构在运营期的安全与稳定，及时掌握地下隧道结构状况，必须对其进行安全监测，但是传统的人工监测手段不仅效率低、人工费高、工序复杂，而且监测只能在列车停运之后进行，不能对其运营状态进行实时的监测。
[0005] 因此，亟需一种可以实现地铁隧道结构状况安全远端自动化监测的系统。实用新型内容
[0006] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种地铁安全远端自动化监测系统，其目的在于，将三维激光扫描监测与传统的布点式监测相结合，实时将三维激光扫描结果和布点式监测结果发送至远端以供显示及查看，由此解决地铁隧道结构运营阶段监测的传统现场人工监测手段效率低、人工费高、工序复杂，不能对其运营状态进行实时的监测的技术问题。
[0007] 为了实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种地铁安全远端自动化监测系统，包括：全站仪、棱镜、现场存储器、远端存储器、倾角传感器、自动采集箱、三维激光扫描仪、远端处理器以及显示器；
[0008] 所述棱镜用于布设在地铁隧道的监测区间内，以将监测区间内的监测断面上布设的测点反射至全站仪；
[0009] 所述现场存储器有多个输入端，分别连接所述全站仪的输出端和所述三维激光扫描仪的输出端；
[0010] 所述现场存储器的输出端连接所述远端存储器的输入端；
[0011] 所述倾角传感器连接所述自动采集箱的输入端；所述自动采集箱的输出端连接所述远端存储器的输入端；
[0012] 所述远端存储器的输出端连接所述远端处理器的输入端；所述远端处理器的输出端连接显示器。
[0013] 进一步地，所述三维激光扫描仪为徕卡SiTrack One型移动式三维激光扫描仪。
[0014] 进一步地，所述全站仪为TM50全自动全站仪。
[0015] 进一步地，所述倾角传感器为JMQJ-7330X型倾角传感器。
[0016] 进一步地，所述自动采集箱为ZIGBEE自动采集箱。
[0017] 总体而言，本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0018] 1、本实用新型利用三维激光扫描技术对地铁隧道进行三维全景监测弥补了基于全自动全站仪及倾角传感器“布点式”的传统监测方法无法全面获取结构整体的变形情况，且现场监测结果可以实时在远端显示和查看，很好地解决了传统的现场人工监测手段效率低、人工费高、工序复杂的问题。
[0019] 2、本实用新型通过在地铁隧道布设相应传感器和三维激光扫描仪，实现对地铁隧道结构状况进行自动的、实时的、长期的安全监测，以使远端监测人员无需到达现场也能实时掌握隧道结构性能的变化，对提高轨道交通地下结构的运营效率，保障人民生命财产安全具有极其重要的意义。
具体实施方式
[0022] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0023] 图1为本实用新型优选实施例的地铁安全远端自动化监测系统的框架图，本实施例中，该系统主要包括徕卡TM50全自动全站仪、棱镜、现场存储器、JMQJ-7330X型倾角传感器、ZIGBEE自动采集箱、徕卡SiTrack:One型移动式三维激光扫描仪。此外，本实用新型借助于公用4G无线网络、DTU无线模块、RS232通讯电缆和GPRS公用无线网络在现场和远端之间传输监测结果。
[0024] 所述的徕卡TM50全自动全站仪安置在稳固的铁质监测台上，铁质监测台通过在隧道管片壁上打入膨胀螺栓并充填结构胶的方式与隧道结构进行紧固。监测基准点选择在监测区段两端沉降较为稳定的风井处，其特征在于监测数据量小，间断采集沉降数据。
[0025] 所述的棱镜是指在整个监测区间设置沉降监测断面，断面间距约为20m，设置多个监测断面，分别在监测断面内拱顶、两拱腰、道床两侧等5个位置布设测点，测点位置如图2，整个监测区间共布设多个棱镜，与全站仪配合使用。
[0026] 所述的现场存储器与全站仪进行有线连接，全站仪监测得到的数据将首先进入现场存储器进行存储，再使用公用4G无线网络传输至远端的远端存储器，完成整个传输任务。优选地，可以在现场架设小型服务器，并将现场存储器集成于现场服务器中。
[0027] 所述的JMQJ-7330X型倾角传感器布置在监测断面处，倾角传感器监测到的倾角数据由现场安装的ZIGBEE自动采集箱和DTU无线模块进行数据的采集与传输。ZIGBEE自动化采集箱首先对各个倾角传感器监测到的数据进行采集，之后通过RS232接口将数据与DTU无线模块相连接，数据从RS232通讯电缆传输到DTU无线模块后，再由DTU无线模块通过GPRS公用无线网络传输到远端的远端存储器中，从而完成传输任务。
[0028] 所述的徕卡SiTrack:One型移动式三维激光扫描仪由P40激光扫描设备、平板控制设备、标靶球定位设备、轨道断面扫描设备等几个部分组成。其中P40激光扫描设备与轨道断面扫描仪分别负责对隧道及轨道进行三维扫描，设备上的标靶球作为三维扫描的基准布置在轨道上，共设置两排，每排两个，保证四个靶球在三维激光扫描仪初始检校时能够同时被扫描到，三维激光扫描仪在检校后便可开始进行扫描。
[0029] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
