城市轨道交通工程自动化监测技术应用

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[摘要]随着我国城市化进程的不断推进，轨道交通工程的创新和改革也在逐渐加强，很多信息化的技术被应用于城市交通的各个方面，其中自动化监测智能集成技术的应用不仅能够对现有城市管理进行积极的优化，还能为城市安全保驾护航。对城市轨道交通工程自动化监测智能集成技术的应用进行研究和分析，结合相关的实践案例阐述应用该技术的意义和价值，为类似工程项目的实施和建设提供一定的参考。

[关键词]城市轨道交通；自动化监测；智能集成技术；应用研究

21世纪经济和科技快速腾飞，我国的各行各业都开启了新一轮的发展和进步，城市轨道交通工程的建设数量和规模也越来越庞大，社会对于工程的监测质量和效率也提出了全新的要求。城市轨道交通工程是城市公共交通中最为关键的主要力量，同时也是贯穿城市命脉的重点工程，但是在人群密集的城市中间建设轨道是一种包含多种危险的高风险项目，因此需要采用科学合理的技术保障自身和周围环境的安全。为了提高城市轨道交通工程监测数据的科学性和准确性，相关单位应当使用更加符合时代要求的信息化技术加以创新和改革，并且根据现有的城市规划和工程施工情况，让交通监测点的设立更加科学、合理，减少错误数据出现的可能性，积极采用自动化的监测管理智能系统，全面提升城市轨道交通工程监测信息的准确性、有效性及科学性，为我国交通事业的发展打下良好的基础。

1.加强城市轨道交通工程监测工作的意义和价值

近年来，我国各个省市和地区交通工程建设的速度不断突飞猛进，不仅为当地的经济和市场发展创造了必然条件，同时也给周围的环境和人们的安全带来一定的隐患。在很多新建的城市轨道交通项目施工过程中，都出现了一定数量的安全事故，而且传统的风险机制无法适应现代的社会环境，因此使用智能化的集成技术为城市轨道交通工程的自动化监测提供创新和优化手段，是目前相关单位发展过程中必须考虑的问题，也是很多交通单位现阶段的研究课题。采取智能集成技术加强城市轨道交通的自动化监测系统可以使工程全生命周期的安全得到应有的技术保障，始终处于可以控制的范围和状态，发挥出监测工作在城市轨道交通工程中的最大效用。目前我国很多城市的轨道交通在监测方面还处于较为传统的手工作业阶段，即使某一个环节已经实现了自动化，但工程整体上缺乏实际的联动和应用。随着科学技术的不断发展，我国在自动化监测仪器、无线传输系统以及计算机技术上都取得了较大的突破，可以逐渐实现城市轨道交通工程自动化监测的设想和实施，让综合联动成为自动化应用的基础功能。相关部门应当将综合化的技术用于优化城市轨道交通工程，改善原本的风险监测漏洞，实现城市轨道交通风险监测的有效性和及时性，确保轨道在施工和运营的过程中都能有明确的安全保障，最终实现现场状况的动态监控和管理。在实际的城市轨道交通工程的管理过程中，建设部门应当针对一些容易出现风险的位置加强监测的强度，以期减少安全事故发生的可能性。例如在深基坑和基层边坡的位置加设监测点，同时加强对施工现场和周边环境的巡查力度，并将监测到的数据和情况及时反馈给施工部门，可以有效降低施工过程中遇到的风险和安全问题。随着城市数量和面积的不断扩大，城市轨道交通项目的施工监测难度也越来越明显，使用科学合理的技术手段为其提供有效的保障是目前可以切实维护城市安全的措施之一。

2.自动化监测智能集成技术的原理和特点

2.1原理

在应用自动化监测智能集成技术的过程中，相关部门要将原本人工监测的数据和画面改为机器作业，不仅减少了人为失误的可能性，同时还能达到更加顺畅地执行自动搜索和跟踪的监测目的。城市轨道交通工程施工期间可以运用综合性的全站仪设备，在轨道的末端设置一系列的基准点，采取设站的方式将每一个基准的位置进行定位和瞄准，即可得到每一个基准点的准确坐标位置信息，再通过对坐标位置使用极坐标测量的技术方式，便可以实现对整个轨道交通工程的监测和管理。轨道上的基准点是城市交通监测系统中的核心控制点，也是施工部门在进行测量数据时的必要依据，一般情况下，基准点设定的位置最好是在较为稳定的基岩上方，这个位置相对来说较为安全，因此对基准点监测数据的稳定性能够提供基本保障。在进行变形监测工作的时候，相关部门应当在确定基准点位置之后再进行一遍复测工作，并且就复测数据的结果作出研究和分析，一旦分析结果与实际的情况出现较大差距，即基准点出现了失稳的情况，应当立即调整基准点的位置，确保检测工作的顺利进行。除此之外，在基准点确定好位置之后，相关人员应当将该监测点需要承包的任务范围进行规划，并且根据城市轨道交通工程施工的实际情况以及外界环境因素，确保监测工作不会受到客观因素的遮盖或者阻挡。一般情况下，城市轨道交通工程在变形监测的工作中都会采取极坐标法的方式进行测量，基准点确定之后由监测的仪器确定测量工作的精度。相关部门人员应当对城市轨道交通工程的实际情况进行全面的掌握，包括自动化监测智能集成技术的实际应用情况和工程对监测数据的具体要求等，甚至还包括施工过程中基坑与列车之间的位置关系，都还需要工作人员加以了解和熟悉。

2.2特点

目前，我国各个城市的轨道交通工程在投入到运营环节时，一般情况下是不会再让人进入到轨道区域的，但同时，有一些数据还是需要及时获取并分析结果以便作出相应对策，因此相关部门为了在必要时得到检测数据的支持，实现对城市轨道交通工程的有效管理，相关部门应当采取合理的技术手段时刻对城市轨道交通工程的内部实时监测工作。不仅仅是为了监视轨道内部的实际情况，同时也将出现风险的可能性降到了最低。为了提高城市轨道交通工程的监控质量和效率，相关部门应当采用更加先进的技术和设备，以期获取到更加科学合理的数据。因此交通部门会在需要监测的路段位置安装自动化程度较高的智能监测集成技术的系统和设备，并且在实际应用的过程中与原本设置的安全装置形成较为灵活的联动模式，可以让获取的数据更加全面且真实，对任何较为隐蔽的角落，都应该加强监测力度，通常自动化监测智能集成技术的特点应如下：第一，在城市中已经开始应用的城市轨道交通工程自动化监测智能集成技术必须具备一定的成熟度或者存在技术壁垒上的优势，不仅是为了相关部门在应用该技术时可以得到较好的分析结果，也可以保障数据本身的安全性。第二，城市轨道交通工程中应用的监测技术必须要能够实实在在地为改善城市环境和保障城市安全作出贡献，不论是交通工程施工期间还是施工完成后的运营环节中，自动化监测智能集成技术都应该以为社会谋福利的角度开展相关工作。在工程施工期间可以为工程的优化提供数据支持，在运营期间则可以为驾驶员的安全提供有效保障，消除了原本可能存在的一系列风险和隐患，并且从多个角度提高了交通工程的使用效率和发展速度。

3.自动化监测智能集成技术的应用案例分析

3.1案例概况

按照城市道路交通工程相关的施工标准文件，为其项目全生命周期的安全和风险进行保障，施工单位应当在该轨道铺设区域实现全程的自动化监测管理，考虑到工程的实际情况和作业等级，在自动化监测智能集成技术中选择了机器人监测作为最终的应用方式。

3.2测点布设

该案例中的城市轨道交通工程已经投入运营，相关部门应当根据施工现场的实际情况针对其结构特点和风险隐患进行监测点的布设，在进行自动化监测职能集成技术的应用时需要关注以下两个问题：首先，监测人员应当就可能对工程产生的影响程度对需要监测的区域进行合理的划分，对工程有着严重影响的施工区域可以设置为A级检测区域，一般其断面长度为5-10m，以此类推设置出B级区域和C级区域等。其次，监测人员在获取监测数据之后应当及时上报给相关单位，以便施工单位能够迅速调整施工步骤避免影响到最终质量和交工期限，也能对城市轨道交通工程的结构、变形、安全等情况进行较为科学、准确的分析评价。

3.3数据采集

由案例概况可见，该城市轨道交通工程需要监测的面积较大，长度也较长，因此相关单位需要在应用区域设置三个监测数据处理基站，形成较为稳定的监测点控制网络。与此同时，监测人员还应当对施工区域的每一个监测点测量数据的平差进行数次核对，另外在采集数据的过程中，监测人员还应当注意以下几个问题：第一，对各个监测点的数据进行较为准确的测量，相关单位应当在应用自动化监测智能集成技术的时候科学地布置好每一个监测点的位置。通常情况下，监测点的设置应当在整个施工轨道区域的两侧，还有一部分分布在全站仪支架上部，以确保相邻的全站仪能够完成通视测量的任务，同时监测人员也可以在全站仪的手柄上部安装小棱镜孔来保障监测数据的安全和有效。第二，当监测人员将确定好的监测点坐标数据输入到SQL数据库之后，可以使用StarNet软件的计算功能推导出三维导线的平差数值，再按照最小二乘技术，针对3D测量网进行平差处理，智能系统可以在处理数据之后将其传递到SQL数据库中，使施工单位实时获取动态的监测数据和分析结果。

3.4结果分析

城市轨道交通工程应用自动化监测智能集成技术之后，可以较为准确地计算出监测点的高程数值，并通过对高程差数据的多次计算，即可获取到施工区域工程结构的竖向位移情况，对于调整和优化工程的施工质量和效率有明显的作用。待监测工作完成后，监测人员应当对监测前后两次的坐标进行严格的比对，以确定施工区域工程结构是否存在水平方向的位移情况，一旦发现数据异常，应及时通知建设单位和相关管理部门。

3.5技术优势

在城市轨道交通工程中应用自动化的监测智能系统可以实现24小时无人值守，只要电力持续供应，就可以达到长时间连续监测的目的，降低了一定的人工成本，同时还能保障人员在参与期间的人身安全。该项目在进行数据传输的时候，通过的介质为无线网络或者有线网络，减少了纸质材料消耗的成本，还能有效提高信息反馈的实时性和准确性，避免由于人员因素导致的数据传递失误。自动化监测智能集成系统可以自动完成平差计算的任务，保障了数据和信息在传递过程中的规范性并且还能为后续的分析工作打下良好的基础。施工单位和技术部门都可以在该系统的操作下实时获取到相关数据信息，并且可以在出现超限信号时获得警报反馈，为接下来的应急事件处理和维护工作的展开争取更多的宝贵时间，把工程中可能遇到的风险和隐患扼杀在萌芽之中，保障了城市轨道交通工程和相关人员的安全。

4.结语

对城市轨道交通工程自动化监测智能集成技术的应用情况开展研究和分析之后，可以发现自动化的监测系统可以更为有效地对工程的质量和安全进行控制。在实际的应用案例中，监测人员需要关注的环节有科学布设监测点、控制网布设、数据采集、监测成果分析等，除此之外还有对相关制度和标准的制定等，都可以依据监测数据得出有效结论，也是现阶段需要加强城市交通轨道工程监测强度的主要原因之一。根据现有的研究资料对比可以得出，自动化的智能监测系统可以让较为冗杂的数据发挥出更大的作用，同时进一步减少了人为错误的可能性，从侧面也为监测人员的工作创造了多样化的发展空间，因此应当对其进行推广并获取更多的应用和研究成果，为我国的经济发展打下良好的基础。

作者:蒋建华 单位:柳州铁道职业技术学院