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隧道自动化监测系统项目背景分析

某隧道自动化监测系统主要为隧道运营期服务，该隧道在施工期右线YK39+368~YK39+346 段右侧初期支护拱脚发生开裂至拱顶偏左2m 左右，致使该段6段右侧初期支护变形侵限，拱脚处更大变形处约100cm, 拱顶下沉约30~40cm。针对上述情况，为提前预警隧道运营期出现结构破坏，本项目围绕拱顶沉降、周边收敛等隧道结构变形展开监测工作，同时也把既有裂缝和拼接缝作为重点监测对象，实时监测隧道变形以及裂缝发展情况。

桥梁自动化在线监测解决方案

一、概述

现代化大型桥梁是交通主干道的重要节点，对交通运输发展具有重大影响。桥梁在长期的使用过程中，由于环境侵蚀、材料老化和日益加重的交通量及重车、超重车数量的不断增加，导致桥梁结构损伤和功能退化。从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用的能力下降，情况下导致灾难事故发生，造成重大的人员伤亡和财产损失。对桥梁结构性能进行自动化监测和诊断，及时进行损伤评估和安全预警已成为未来桥梁建设的必然要求。

二、系统组成

桥梁自动化在线监测系统是集物联网、传感器、无线传输、云计算等技术于一体的自动化监测系统。该系统通过采集桥梁关键部位的结构和环境数据，对桥梁结构的工作状态、使用性能进行实时监测和分析评估，根据系统采集的关键数据为桥梁在特殊气候、交通状况或桥梁运行中的严重异常状况触发预警信号，为桥梁的维护维修和管理决策提供依据与指导，以保证桥梁在营运期间的安全性。桥梁自动化在线监测系统架构如下图所示，其主要由感知层、数据采集层、传输通信层、云平台及移动终端组成。

感知层：主要完成待监测物理量的信号转换，其由多种类型智能传感器构成，主要有应变传感器、压力传感器、倾斜传感器、力传感器等。数据采集层主要负责数据采集，将感知层转换后的电信号转换成数字信号，以方便数据远距离传输。

传输通信层：负责采集层与云平台之间通信及数据传输，数据传输方式主要有有线传输和无线传输。有线传输通过光纤、网线经网关将数据发送到云平台及云平台数据下发;无线传输主要通过2G/3G/4G/5G将数据传输到云平台及云平台数据下发。

应用层：负责数据信息化管理，如控制指令下发和数据接收、多传感器数据融合分析、结果展示、预警等。预警信息通过短信或邮件及时发送到相关管理人员，并提示后台及时对结构当前状态进行安全评估。

自动化监测原理

自动化监测是结合智能感知、物联网、云计算实现工程监测数据自动采集、存储、分析和应用，保证长期稳定地获取准确的数据，并在超过阈值时直接通知到负责人，降低事故的概率。

自动化监测技术包括传感器、采集传输设备、一体化集成设备、云服务器、显示端。

工程现场的多种监测仪器、设备，如围护结构顶部位移监测设备、深层水平位移监测设备、地表沉降监测设备、支撑轴力监测设备、锚索轴力监测设备、钢支撑轴力监测设备、裂缝宽度监测设备、建筑物倾斜监测设备、地下水位监测设备等

通过内置或外接采集传输设备读取数据并无线传输至云服务器；所有设备可接太阳能板进行供电，实现长期值守；

云服务器接收数据并进行处理分析、将数据实时展现至显示端，显示端包括可视化大屏、电脑端、移动端，结合BIM技术，使数据更加直观；

如有告警，也会及时通知到负责人，降低安全事故发生的概率。