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静力水准自动化监测系统在运营地铁中的应用与研究

更新时间:2016-07-05

0 引言

近年来,随着我国轨道交通产业的快速发展,各大城市运营地铁里程越来越长,在给广大群众出行带来方便的同时,既有地铁沿线土地开发以及新建地铁的施工可能导致地铁隧道结构的变形,严重影响着地铁运营的稳定和安全,因此,加强运营地铁安全监测成为各大城市地铁管理部门的一项重要任务[1]。由于地铁隧道在运营状态下是不允许人员进入的,传统的监测方法是人工在每天后半夜地铁停运时间段利用常规测量仪器进行,这种作业方式效率低下,不能实时分析变形数据,已不能满足现代监测业务的要求。随着新型传感技术以及远程自动监测技术的发展,一种基于静力水准仪的自动化监测系统应运而生,该系统可实现监测数据自动化采集,经系统软件分析能及时掌握监测对象的变形情况,目前,该系统已被成功应用于运营地铁监测领域[2]

图1为3台泵运行、无任何防护措施、泵出口阀不关闭条件下的停泵水力过渡过程计算结果。(a)为沿线压力包络线;(b)为泵出口阀后压力的变化过程;(c)水泵流量的变化过程;(d)桩号2+796处压力变化过程。

1 静力水准自动化监测系统简介

1.1 监测原理

静力水准仪又称连通管水准仪,它是利用多个经连通管相连的储液罐的液面最终保持水平的原理,通过测量不同储液罐的液面高度,经计算得到各个静力水准仪的相对差异沉降,监测精度最高可以达到0.01 mm。如图1 所示:假设基准点A相对于基准面HO的高程为H1,监测点B高程为H2,基准点A和监测点B上各安装一个静力水准仪并用连通管相连,由传感器测出两点处静力水准仪储液罐的初始液位:h1h2

对于初始液面状态,显然有:

H1+h1= H2+h2

(1)

由于每个静力水准仪的液缸长度L是相等的,由此可以推断出:

h1-h2= b2-b1

(2)

由式(1)、(2)推断出:

2.3 PDCD4表达与EOC预后的关系 EOC组92例患者中,PDCD4阳性表达者42例,平均生存时间为(24.76±10.65)个月,5年生存率为19.05%(8/42);PDCD4阴性表达者50例,平均生存时间为(14.52±9.23)个月,5年生存率为4.00%(2/50);两组生存率分布比较差异有统计学意义(Logrank χ2=7.653,P=0.011)。两组术后生存曲线图见图2。

H2=H1+(b2-b1)

(3)

图1 静力水准监测原理图

中堂画的边上还有大相框,和对联紧挨着,相框里有不同时期的全家福,也有老年人的单人照,新人的结婚照,婴儿的百日照。黑白泛黄的,彩色的,都在里面,相似的五官,相似的神情,只有服装的样式是不一样的,发型也不一样。

(5)传感器安装:将传感器测杆插入静力水准仪上端盖的螺纹孔中,再将取下的浮子按原方向穿在传感器测杆上,最后将装好传感器的上端盖旋紧在贮液容器上。

1.2 自动化监测系统构成

基准点和监测点上的各个静力水准仪用连通管连接好后,再将各静力水准仪的导线连接到数据盒,通过无线传输的方式和电脑终端相连,系统调试好后随时输入监测指令实现自动采集数据,监测数据经软件处理,就可以生成监测图表[5],自动化监测系统构成见图2。

图2 自动化监测系统构成图

2 监测实例

2.1 项目简介

广州地铁六号线新建工程需要在已投运的二号线某站下方穿过,在六号线施工期间,为保证地铁安全运营,必须全天候高密度监测二号线隧道结构的变形情况。考虑到静力水准自动化监测系统具有高效、连续、动态、数据实时分析等显著优势,本项目引进该系统进行监测,仪器采用RJ型电容式静力水准仪,该型号静力水准仪测量范围0~50 mm、最小读数0.01 mm、测点误差±0.1~±0.1 mm,数据采集利用NDA 1303一体化模块化自动测量单元。

2.2 基准点、监测点布设

本次监测分左右线两段长度约186*2 m,参照现场实际情况,将基准点和监测点布设在隧道外侧墙壁上,基准点布设在远离变形影响区域外两端外扩50 m处,每段共计布设2个基准点,平均20 m布设一个监测点,共计布设9个监测点[6],见图3。

(4)加液:从首端测点进行灌注,往钵体内加液,然后顺序流入后面的测点。

图3 基准点和监测点布设图

2.3系统安装与调试

为了进一步验证静力水准系统监测的精度,我们将地铁运营和停运阶段的监测精度分别统计。

(2)底板和钵体安装:将静力水准仪钵体底板固定在测墩预埋的螺杆上,调整好钵体主体高度并粗调水平。

监测结果分析:

(2)特殊性,“企业单位有其他特殊规定的,从其规定”。相对于机关、事业单位等组织,企业的运行机制有其独特性,此外,不同规模、不同类型的企业之间也存在差异,因此,企业文书档案管理有其特殊性,应具体问题具体分析。新规则为行业标准非强制性,能在普遍层面上发挥指导作用,但对于有其他特殊规定的企业,应允许其发挥“个性”,实现归档文件整理“共性”与“个性”相结合。

新闻媒体从业人员利用自己所掌握的地方官员或者企业负责人的不法行为证据材料,向地方官员和企业负责人收取费用,这种行为构成违法,但是,不一定构成敲诈勒索犯罪。敲诈勒索犯罪的客观表现是对行为人实行精神上的强制,使其在心理上产生恐惧不敢抗拒。新闻媒体从业人员掌握地方官员或者企业负责人的违法犯罪证据材料,迫使地方官员或者企业负责人支付费用,以便帮助地方官员或者企业负责人消除影响,其行为构成敲诈勒索;而地方官员或者企业负责人试图花钱消灾,向新闻媒体从业人员支付有关费用,其行为构成违法,司法机关应当追究地方官员或者企业负责人的渎职失职或者其他犯罪行为,只有这样,才能从根本上消除影响力犯罪。

(6)通讯线和电源线安装:将通讯线和电源线布置在各测点之间的管线槽内,通过电缆孔接入数据盒。

计算机安装自动测量单元数据采集管理软件后,将测量单元与计算机连接,并打开数据采集管理软件进行操作,可任意选择实时采集、定时采集、离线采集的任一方式和显示数据图。实时采集和定时采集的数据可直接存入计算机,离线采集数据先保存在数据盒中再传输给计算机,数据管理软件可实现数据整理、数据分析、绘制变形曲线图等功能[7],系统现场安装图见图4。

图4 系统现场安装图

2.4 监测频率和监测数据采集分析

监测工作从2015年3月5日开始到2017年3月4日结束,监测频率设置为在六号线施工关键时期每隔20 min记录一次数据, 4 h提交一次监测报表;平常每隔2 h记录一次数据,8 h提交一次监测报表。监测历经2年时间,取得了连续可靠的监测数据,其中右线监测点的累计沉降量和沉降差统计见表1,监测数据经软件自动处理,得到沉降变化曲线图见图5。

2012年,在北京市第十一次党代会上,北京市委明确了通州作为城市副中心的定位目标. 通州全区面积906 km2,共11个乡镇,其中副中心面积为155 km2,涉及到梨园镇、永顺地区、潞城镇、宋庄镇、张家镇等5个乡镇,其中梨园镇、永顺地区、潞城镇几乎全镇面积均包含在城市副中心范围内.

表1 右线监测点累计沉降量和沉降差统计表

点号监测项目 HZ01HZ02HZ03HZ04HZ05HZ06HZ07HZ08HZ0920160304累计沉降量6.496.216.767.567.137.536.876.356.9720170304累计沉降量6.416.16.887.757.387.746.996.226.88沉降差0.080.11-0.12-0.19-0.25-0.21-0.120.130.09

图5 右线沉降变化曲线图

(3)连通管安装:设置主连通管和副连通管,各测点静力水准仪之间不直接连通,而各自通过副连通管与主连通管连接,使系统各测点的静力水准仪贮液容器相连通。

(1) 从表1统计数据看出,右线HZ04、HZ05、HZ06监测点正好位于六号线正上方,三点累计沉降量和沉降差都大于其他各监测点,其中,HZ05监测点两期的沉降差达到0.25 mm,但没有超过控制值,说明在六号线施工过程中对既有二号线均有不同程度的影响。

(2)从图5沉降变化曲线图看出,右线各监测点在2015年3月至2016年2月之间累计沉降量较大,在2016年3月至2017年3月之间累计沉降量较小,说明六号线盾构期间对二号线影响较大,盾构完成后二号线沉降趋于稳定,表明六号线施工后对既有二号线的影响较小。

2.5 监测精度分析

(1)测墩安装:根据实际需要确定测墩的高度,安装时应使每个测墩的高程保持一致,每个墩面用水准仪找平,允许误差±5 mm。

2.5.1 地铁运营时的观测精度

由式(3)看出,只要测量出每个静力水准仪在不同时间的液面高度,就可以计算出各点在对应时间的相对差异沉降[3-4]

单台RJ型电容式静力水准仪连续测量的最短间隔时间为3-4 s,组成系统后自动测量模块采样间隔最短为1 min,在地铁运营时间段,我们按照1 min一次的采样间隔进行监测,共测量了60 min,获得60组监测数据,根据中误差计算公式统计出每台静力水准仪观测的中误差见表2。

从表2统计数据看出,在地铁运营阶段,列车经过时静力水准仪的液面会产生波动,进而影响到传感器的读数,我们将采样的60组数据的平均值作为真值进行中误差统计,最大值为0.79 mm,满足GB50911-2013《城市轨道交通工程监测技术规范》中监测精度±1.0 mm的要求。

适中院二班生徒,多戏迷者。乃就校舍中所悬粉板,大书特书其向日所读 《新闻报》戏广告之戏目。因之有人提议,不如即在校内演习。诸生均极赞成,即于是晚演六君子(戊戌政变纪事)。当时并无后台化装之室,更无预定脚本,即今日新剧所谓幕表者。同校他班诸生,来参观者,均赞美不置。自此一演之后,遂兴致勃勃,即于次晚又将小说《经国美谈》排演。当时排演情形,殊属可笑,一面将小说阅看,一面即付演习。事虽草率,而大致不错。故再接再厉,又连演一晚。至第三晚参观者更众,即教员亦均列席。同校生来者,均预购洋烛,持赠演员,以助膏火。演员乃取洋烛尽燃,室内通明如白昼焉。[5]38

2.5.2 列车停运时的观测精度

鉴于农作物害虫种类繁多,其形态、习性都会随着环境不断改变,识别模型也需要根据实际情况不断完善。在这种形势下,构建基于深度学习的害虫图像识别模型,并从样本和算法两方面进行系统优化,是实现田间复杂环境下害虫自动识别的发展趋势。将深度学习技术与传感器相结合,实现田间农作物害虫自动化、智能化的实时监测,并通过物联网将数据信息融入到农业大数据当中,构建基于“互联网+”的信息化服务平台,真正实现智慧农业。

广州地铁2号线每晚24:00停运,在地铁停运时间段,我们按照1 min一次的采样间隔进行监测,共测量了60 min,获得60组监测数据,统计出每台静力水准仪观测的中误差见表3。

从表3统计数据看出,在地铁停运阶段,我们将采样的60组数据的平均值作为真值进行中误差统计,最大值为0.39 mm,满足GB50911-2013 《城市轨道交通工程监测技术规范》中监测精度±1.0 mm的要求[8-10]

表2 地铁运营时的观测精度

点名HZ01HZ02HZ03HZ04HZ05HZ06HZ07HZ08HZ09中误差/mm±0.45±0.56±0.48±0.71±0.79±0.65±0.69±0.57±0.43

表3 地铁停运时的观测精度

点名HZ01HZ02HZ03HZ04HZ05HZ06HZ07HZ08HZ09中误差/mm0.150.160.280.310290.250.390.170.15

3 结束语

实例表明,静力水准自动化监测系统在广州地铁二号线某站监测项目中取得了良好的应用成果,该系统无须人员值守,在指定时间段内连续自动获取了隧道监测数据,同时借助管理软件实现了对监测数据的实时处理和分析,并且该系统在地铁运营和停运两个时段都具有较高的监测精度,极大地提高了监测效率,保障了地铁运营的稳定和安全,可以较稳定地代替人工进行监测。随着地铁建设规模的不断扩大,涉及的监测范围也越来越广泛,静力水准自动化监测系统在地铁监测领域具有广阔的应用前景。

参考文献

[1] 丁进选.地铁监测系统的设计与实现[J].勘察科学技术,2013(2):15-17,35.

[2] 吴忠杰,罗根传,刘新喜.隧道监测系统研究现状及其发展趋势[J].吉首大学学报(自然科学版),2012(6):70-76.

[3] 郭晓菲,吴鹏,王智力.一种新型静力水准仪的安装与调试[J].大地测量与地球动力学,2012(S1):143-145.

[4] 刘湘锴,吴能森,吴承彬.流体静力水准测量技术发展及应用分析[J].河南城建学院学报,2015(6):23-26,65.

[5] 常青.静力水准自动监测系统的研究[J].地质仪器,2014(1):30-32.

[6] 吴新强.Leica TCRA1201全站仪在上海地铁13号线区间监测中的应用[J].北京测绘,2011(4):37-38,15.

[7] 魏本现.DAMS静力水准自动化监测系统在广州地铁中的实践[J].测绘与空间地理信息,2012(12):166.

[8] 付和宽.地铁隧道内静力水准观测的精度分析[J].现代测绘,2011(1):43.

[9] 高绍伟,李长青,王得利.静力水准测量在建筑物变形监测中的应用及精度分析[J].北京测绘,2015(3):112-117.

[10] 张建坤,徐俊峰,徐国双.静力水准监测系统在地铁8号线第三方监测中的应用[J].现代城市轨道交通,2011(1):136-139.

尹啸
《北京测绘》 2018年第5期
《北京测绘》2018年第5期文献

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