基于压缩感知隧道结构健康监测与可靠性评价

为了弥补隧道监测数据缺失导致信息丢失的不足,从而能够更好地评价地铁隧道结构健康状况,基于压缩感知理论对健康监测数据进行处理,通过对运营地铁的结构健康监测数据进行压缩和重构,减少对原始监测数据的传输和存储压力,以提高获取的地铁健康相关数据的信息完备与可靠性,为隧道结构健康安全评价提供数据基础。在此基础上,构建运营地铁隧道安全风险指标评价体系,在获取完备数据的基础上,基于不确定性视角,采用云推理综合评估运营地铁隧道的可靠程度,以及时掌握运营地铁的安全状态,并找到影响其可靠性的关键风险,从而制定相应的管控措施。最后以武汉地铁2号线长汉区间监测点的累计沉降作为数据样本进行实例分析,结果显示压缩感知能使监测数据重构以获得完备数据,再利用逐级云推理得到安全风险等级云图与实际情况相符。     

天津地铁9号线运营期桥隧结构安全监测

地铁隧道桥梁结构安全是运营安全的前提,定期对地铁隧道桥梁结构进行监测,研究地铁隧道桥梁结构变形规律已成为保障地铁运营安全的重要技术手段。文章介绍天津地铁9号线运营期桥梁与隧道结构监测的内容,对监测点的布设、监测方法与技术要求、控制标准等进行了论述,对监测成果进行了分析,结果表明监测效果良好。     

基于Multi-agent的隧道变形监测系统

研究目的:为消除传统隧道监测维护中低频率、长周期、高费用等缺点,适应隧道即时监测护养的新兴要求,本文通过对上海地铁变形预测研究,提出一种基于多智能体的隧道变形在线监测系统。研究结论:(1)在监测系统中提出一种基于分层组件结构设计的通用Agent模型,该模型包括客户感知层、智能业务层与服务效应层,并以粗细两种化度归纳描述智能体内部结构;(2)依据Agent通用模型及隧道变形监测自身特点搭建具有6层复合结构特点的隧道变形监测系统,提出基于熟人协作沟通机制,实现系统的松耦合和低负载构造;(3)利用上海地铁变形实测数据验证预测模块Agent的工作效能,实验表明该系统具有较强的自治性、合作性,并具有一定的实用价值,对隧道监测系统的搭建有一定的指导意义。     

地铁隧道渗漏水病害快速检测及图像处理技术

检测盾构隧道渗漏水的传统人工检测方法工效低,无法满足大量运营地铁隧道快速检测的需求。隧道渗漏水快速检测系统包括快速摄像设备及与之配套的图像分析处理器。快速摄像设备是基于工业定焦相机和自动化控制技术集成开发的,可实现对地铁隧道渗漏水病害的快速摄像。与快速摄像系统配套的图像分析与数据处理器,是根据地铁隧道结构宏观特征和结构构件空间几何关系开发的,能实现病害特征的快速计算,并对病害进行分类。该隧道渗漏水快速检测系统在上海地铁中的应用效果良好,现场摄像速度达5km/h,渗漏水病害检测准确率达到95%。     

基于物联网技术的地铁机电设备全寿命周期管理系统

地铁运营设备种类繁多,其中机电设备在设备管理中占据重要的地位。而物联网技术的发展实现了多领域、多模块、多方向的信息互联共享,面对各个维度数据交融建立合理的分析管理平台是今后智慧城市智慧地铁的发展趋势。基于郑州地铁运营的设备管理体系,拓展全景信息支撑平台、状态监视、在线预警、智能诊断、状态评价、风险预测、检修决策以及绩效评估等方向。搭建地铁机电设备的大数据管理系统框架,通过现有的数据构成利用机器学习算法有效地进行数据挖掘。同时针对全生命周期成本分析、运维检修决策、风险量化评估3个方向进行算法模型分析,从而获取地铁机电设备的相关潜在规律,为决策层提供更多有价值的信息。     

地铁信号设备在线监测系统设计与实现

通过多种类传感器技术实时获取信号设备运行基础数据,利用无线通信、网络等技术实现数据传输,搭建地铁信号设备在线监测系统。系统具有对道岔、转辙机、有源应答器、轨道电路以及信号设备、电源设备和系统的实时监测功能,有利于信号设备维护和管理人员远程实时监测运营信号设备的运行状态,便于设备运用、维护与诊断。     

市政高架桥上跨地铁隧道结构的桩基基础方案分析

随着地铁线网的不断加密,外部作业活动与地铁结构之间的关系越发紧密,尤其是位于地铁隧道结构正上方的外部作业活动在实施阶段和使用阶段对地铁隧道结构安全和正常运营会产生较大影响.因此,科学合理的外部作业设计方案是保证地铁隧道结构运营安全的关键.以市政高架桥上跨地铁隧道结构为工程背景,通过建立三维数值计算模型,分析市政高架桥扩大基础方案、桩基方案在实施阶段和运营阶段对下部地铁隧道结构产生的影响.计算结果表明:上跨地铁隧道结构的市政工程应尽量采用跨越地铁隧道结构的形式,将其荷载传递到地铁隧道结构两侧,确保地铁隧道结构变形在规范允许范围内;当市政工程基础与地铁隧道结构竖向净距较大时,可采用扩大基础方案,但应保证作用在地铁隧道结构上的附加应力满足相应规范要求.     

CMIMS:钻爆法隧道施工监测与多元信息管理系统

由于隧道建设中的施工数据繁杂且多种信息不明确,有必要对隧道施工的多元信息进行监测和管理。基于以往的工程经验和现行的监测技术,建立一个集信息管理、分析预测及安全预警等功能于一体的隧道施工监测系统,以对隧道信息进行有效管理、准确分析和及时反馈。依据浅埋隧道钻爆法施工的信息监测要求,系统设置了数据收集、分析处理和信息反馈3个主要模块,分别对开挖前的地质与水文信息、开挖后的爆破信息、长期监测的变形信息和受力信息进行监测和分析,并将各类信息及时反馈,以确保隧道的施工安全和工程质量。系统在麻栗垭隧道工程中实现了部分功能的应用,泊松模型可对该断面的水平收敛变形数据进行有效地拟合与预测。开发的系统能广泛用于各类隧道工程尤其是钻爆法施工隧道,对隧道施工的动态设计、风险的及时识别及应对措施的选择等具有指导作用。     

基于智能型全站仪的地铁隧道变形自动化监测技术及应用

在地铁建设和运营期间,需要对隧道结构变形进行连续的监测,传统人工测量监测手段往往难以满足要求。为保证地铁既有线的安全运营和在建线的正常施工,将基于智能型全站仪的自动化监测技术应用于地铁隧道变形的实时监测过程中。监测结果表明,该技术能够及时、准确地为地铁工程建设或运营维护提供有效的数据支持。     

基于LabVIEW的电机状态在线监测系统设计

为了实时掌握电机的运行状态,文章从总体结构、硬件电路以及程序等方面介绍了一种电机状态在线监测系统设计。该系统由数据获取模块、数据采集和处理模块、无线传输模块和上位机LabVIEW界面组成,可对电机温度、电流和转速等状态进行监测,实现在线显示数据及对比结果、离线分析历史数据等功能。     

基于惯导的移动三维测量技术在地铁保护区变形监测中的应用研究

在地铁保护区变形监测中,水平位移和沉降作为重要的监测内容,通常用全站仪和水准仪测量,其测量精度高,应用比较广泛,但是该手段仅能对布设有监测点的区域进行监测,无法掌握隧道整体的变形情况。本文提出基于惯导系统的移动三维测量技术,通过在隧道内布设基准网,配合Lidar控制点绝对坐标传递,对惯导系统的累积误差进行修正,最终得到隧道结构三维点云模型。依托杭州市某地铁区间三维扫描项目,采用不同间距的控制点对惯导系统的累积误差进行修正,经与全站仪测量值对比,结果表明:移动三维测量技术的水平位移和沉降监测精度与隧道线型有关,当隧道为直线有坡度环境时,其水平位移监测精度比较稳定,基本保持在0.76 mm左右,沉降监测精度随控制点间距增大而降低,最优可达0.72 mm。     

地铁明挖区间大跨度密排预应力框架箱型隧道技术

介绍地铁明挖区间大跨度密排预应力框架箱型隧道技术,该技术涉及土建和预应力专业,施工协调和工序转换相对一般地铁土建施工更为复杂。该施工技术通过在箱型结构内增加环向后张拉预应力密排框架梁,改善箱型隧道结构受力体系,提高箱型隧道结构承载能力,突破现有地铁结构空间限制。     

暗挖隧道与邻近桥桩距离对桥梁的影响性分析

为探究暗挖隧道与邻近桥桩距离对桥梁的影响,以西安地铁某标段为背景,结合MIDAS/GTS NX有限元软件,建立三维模型进行数值模拟,并利用现场监测数据对比模拟结果,验证模型合理性。通过逐步缩小地铁隧道与桥桩的距离,分别模拟出地铁隧道与桥桩在不同距离下的桥面倾斜变化。模拟结果表明:临近隧道开挖一侧的位移量大于另一侧的位移量;且随着隧道与桥桩距离的减小,这种倾斜差异现象愈发明显;桥梁与隧道临界安全距离为15 m,当隧道与桥桩的距离小于临界安全距离后,随着隧道与桥桩距离的减少,对桥梁可能造成的危害会越大。     

线路重叠交叉段下部隧道联络通道冻结法施工对上部隧道的影响

以某地铁线路隧道重叠交叉段联络通道施工为工程背景,针对下部隧道联络通道冻结法施工,建立Midas/GTS建立三维有限元模型,分析联络通道冻结法施工过程对上部隧道的影响。分析结果表明:下部隧道联络通道施工完成后,上部隧道最大沉降量为-0.322 mm,最大隆起量为0.211 mm,最大水平位移为-0.053 mm,均在安全可控范围内;上部隧道结构最大拉压应力也均满足强度要求。     

基于三维激光扫描技术确定隧道变形的新方法

从三维激光扫描技术应用于地铁隧道变形监测实际出发,研究三维激光扫描技术在隧道变形监测中的应用,给出一种适用于隧道数据采集的多站共用靶标连续拼接法。针对如何确定隧道变形的关键问题,提出一种通过建立参考系、点云格网化、剖面图提取、变形量值计算等流程确定隧道变形的新方法。将该技术应用于地铁隧道扫描实验,结果发现提出的方法能够在任意位置提取隧道断面,能够确定隧道变形量值,是一种有效的确定隧道变形的新方法。     

大断面黄土隧道双侧壁导坑法施工诱发地表沉降及隧道变形规律研究

以西安地铁3号线某区间双侧壁导坑法隧道工程为依托,采用FLAC3D模拟与现场实测相结合的方式,研究双侧壁导坑法施工引起的地表及隧道变形规律。研究结果表明:地表横向沉降曲线关于隧道中轴线对称分布,影响范围左右各30 m,可见,上导洞的开挖是造成地表沉降的主要原因;采用超前小导管注浆加固土体,有效控制了拱顶下沉;隧道开挖后两帮收敛值迅速增大,开挖面超前监测断面20m时收敛趋于稳定;模拟结果与实测数据吻合较好,说明FLAC3D数值模拟软件能有效预测地层变形。     

地铁隧道上方长距离并行基坑开挖的施工影响及变形控制

在深圳市桂庙路快速化改造工程施工过程中,前海下沉段需要长距离并行既有的地铁11号线隧道。这不可避免地会使下卧地铁隧道产生结构变形和附加受力,进而影响地铁隧道的运行安全。借助数值分析软件对基坑施工过程进行动态模拟,对比分析了不同工况下的坑顶土体放坡开挖、坑内土体开挖、主体结构施工等不同施工步序对下卧地铁隧道结构的受力和变形影响。在此基础上,提出了基坑分段开挖、控制基坑一次纵向开挖长度、前一段基坑开挖完毕后迅速施工底板等施工控制措施。现场监测数据验证了所提施工方法能有效控制下卧地铁隧道的变形。     

隧道结构健康监测系统理念及其技术应用

研究目的:近年来,随着传感器技术、信息采集技术及测试分析技术的迅猛发展,基于各种监测手段的实时、连续性的结构健康监测系统在土木工程领域中竞相展开,并在诸如桥梁、水利等工程领域得到广泛应用.地下工程领域中,由于围岩-结构自身的复杂性,结构受力状态的不确定性,一直以来对于隧道结构健康监测的研究鲜有问津.研究结论:通过本文研究,得出了以下几点结论:(1)一个完整的TSHMS系统应由数据采集与传输系统、数据分析与处理系统、隧道结构健康评价及预警系统组成;(2)通过对隧道结构力学演变特征的分析,提出了TSHMS系统中应对二次衬砌的受力特征进行长期重点监控的基本思路;(3)结合隧道工程复杂性及其安全评价“模糊性”的具体特点,在现有常规安全评价体系的基础上引入了模糊综合评判的评价手段;(4)将上述理念应用于苍岭特长公路隧道中,初步建立了一套TSHMS系统,评价结果与实际基本一致,验证了其可靠性.     

浅埋黄土地铁双连拱隧道施工引起地表沉降特征研究

以西安地铁4号线飞天路站到航天大道站区间双连拱隧道工程为例,通过FLAC3D软件模拟计算隧道两侧洞室采用CRD法(交叉中隔墙法)施工时各阶段地表沉降,并与现场监测数据进行对比。结果表明:两侧洞室施工引起地表沉降占总沉降的65%,上导洞施工引起地表沉降占该阶段总沉降的67%;控制上导洞施工引起的沉降是控制最终沉降的关键。中洞施工时,在监测断面前后1.5倍单个导洞宽度范围内地表沉降增长速率较大;两侧洞室施工时,在监测断面前后5倍单个导洞宽度范围内地表沉降增长速率较大。当施工到该范围内时,应及时进行初期支护并加强监测。     

基于GSM技术的地铁隧道排水远程监控系统

论述基于无线短消息通信方式(GSM)的地铁隧道水位检测控制系统的设计原理,以及测量端与控制端的硬件、软件系统构成及设计.通过下位机的水位检测模块,采集处理地铁隧道的水位信息:通过GSM短信数据传输模块,将信息传到上位机的监控端.监控系统完成测量数据分析、统计储存,并对监测地点的渗水进行排放.