多台测量机器人在地铁隧道自动化监测中的开发与应用

利用测量机器人在自动变形监测方面的优势,采用多台自动全站仪进行自由设站,对狭长型的隧道构成监测网,开发针对地铁隧道的自动化变形监测系统。相邻测量机器人之间通过测量公共点进行传递,利用地铁隧道两端站台的稳定基准点,对多测站转换参数进行整体平差,实现地铁隧道自动化监测数据的高精度处理。试验结果显示,运用整体平差方法,测站定位精度达到了亚毫米级。     

TM30测量机器人ATR功能的功效及精度

针对变形监测时ATR与人工观测的功效及精度存在的问题,采用极坐标方法,通过高精度全站仪TM30测量机器人自动测量与传统人工观测进行比较.因人工观测受各种误差影响,达到二等变形测量的精度3 mm要求较困难,而TM30测量机器人利用ATR达到此精度要求容易.研究结果表明:同等条件下,TM30的功效是人工观测的3倍以上;TM30测量机器人ATR自动观测的精度更是高于人工观测的精度.在同等环境下对TM30测量机器人ATR功能手动观测与自动观测进行对比,得到TM30测量机器人的ATR功能的定性研究结果.     

巷道围岩变形自动监测系统

为准确了解井巷工程破坏变形的发展过程和规律,采用基于超声测距的自动检测技术,获取巷道围岩变形数据,通过数据分析和处理形成不同时刻巷道断面数据,存于海量存储器或发往监控中心,以便有效预防和治理.结果表明: 通过使用巷道围岩变形自动监测系统,可以提高矿山的安全生产和基建速度,减少用于大量返修工作的生产成本.由于系统采用了温度补偿单元和风速补偿单元,使测量精度达到毫米级.与其他系统相比具有自动化程度高,操作简单,价格低廉的特点.     

三维激光扫描在地铁隧道变形监测中的开发应用

地铁隧道进行变形监测时多采用全站仪进行,虽然其监测精度较高,但需在被测处放置特定装置,测量工作量大、效率低。三维激光扫描仪能提供视场内、有效测程的一定采样密度的点云数据,并具有较高的测量精度和极高的数据采集效率,可以有效地避免传统变形监测数据的局部性和片面性,即以点代面的分析方法的局限性。针对运营地铁线路要长期进行隧道变形监测的需求,本文开发了三维激光扫描数据处理系统,功能主要包括点云去噪、配准、断面提取和拟合。通过导入三维激光扫描仪采集的隧道点云数据可以生成不同里程隧道断面图和变化分析图,从而实现三维激光扫描技术在地铁隧道变形监测中的应用。     

上跨既有地铁线深基坑工程变形控制措施研究

在既有地铁隧道邻近位置或上方进行基坑开挖,容易导致地铁隧道变形,从而对其使用功能和安全性产生严重影响.结合具体工程实例,从基坑设计、坑底地基加固、施工控制和信息化施工监测4个方面采取措施控制地铁隧道的变形,保护隧道基坑及地铁隧道的安全.监测结果表明,监测数据均在监测控制限值内,对既有地铁隧道起到有效保护.设计、施工措施及监测数据可供类似工程参考.     

厦门市轨道交通2号线高湿区间隧道下穿翔安隧道地下管廊自动化监测分析

利用路基沉降传感器自动化监测技术,对厦门地铁2号线高湿区间隧道下穿翔安隧道地下管廊过程中的地下管廊变形进行自动化实时监测,对监测数据进行分析。分析结果表明:该处地下管廊变形可分为三个阶段:下穿前阶段,下穿中阶段,下穿后阶段。自动化监测实时感知管廊沉隆变形情况,可做到24h无人值守实时监测且一般人员即可操作。大大节省了时间和人工,满足高风险施工数据及时的时效性。解决了人工监测的滞后性及在人工无法达到的作业环境中监测,及时提供有效数据指导施工,有效降低施工安全风险,相比传统监测方法具有不可替代的优越性。对选用的自动化监测技术进行介绍并分析监测结果,为其他地下监测工程提供有益参考。     

明挖隧道基坑安全监测自动预警系统应用研究

针对隧道基坑工程在施工过程中易出现安全事故的问题,本文建立了明挖隧道基坑安全监测自动预警系统。该系统的主要组成包括计算机和控制装置、测量机器人和监测网。对隧道基坑的监测内容和监测方法进行了设计。采用BP神经网络模型对隧道基坑的监测内容进行预测,确定了该网络模型的结构和相关参数,并建立自动预警系统。为了验证系统的性能,对其进行效率对比试验、数据预测试验和自动预警试验。试验结果表明系统的监测效率有效提高,可以实现对隧道基坑的安全监测,并自动预警     

测量机器人在青石滑坡专业监测中的应用研究

巫山县青石滑坡位于长江支流神女溪的右岸,2010年10月三峡库区蓄水时变形强烈,严重威胁到神女溪航道及长江航运的安全。该滑坡地处高山峡谷地带,地形坡度陡,变形范围大,险情突出,需要24h进行专业监测。鉴于这些问题,本次监测采用了测量机器人进行远程实时监测,实现了24h全自动专业监测,并利用远程控制自动化系统。通过网络技术实现了控制机器人自动监测,以及对数据的采集及处理分析。     

一种基于联合平差的盾构姿态计算方法

提出了一种新的盾构姿态自动测量方法,该方法通过全站仪测量盾构机上控制点坐标,结合双轴倾斜仪获取水平倾角数据,将两类观测值进行联合处理.在改进的七参数空间坐标转换模型的基础上,通过空间几何关系分析,建立联合平差模型.在实践中,基于该方法自主开发的全站仪与倾斜仪联合盾构自动导向系统已成功应用于上海地铁12线和杭州地铁1号线等隧道区间的施工导向,验证了该方法的可靠性和实用性.     

广州地下铁道既有隧道的自动化监测方案

在隧道及地下空间结构变形监测中,以实际监测数据为基础,对工程结构的进行监测。在既有隧道中,为了减少人员进入隧道及减少测量对运营的影响,采用自动化监测,随时、及时提供监测数据信息,对保障工程安全具有重要的实际意义,也是解决解决隧道变形预测问题的一种崭新途径。     

剔除变形监测粗差数据的新方法——数据跳跃法

当观测值中有多个粗差时拉依达法则一次只能剔除一个粗差,并且多个粗差之间互差不满足一定条件时拉依达法则失效.针对此问题在拉依达法则基础上提出了一种剔除变形监测粗差数据的新方法数据跳跃法.数据跳跃法克服了拉依达法则的部分局限性,可将含有粗差的变形监测值批量剔除,为一次剔除多个粗差提供了解决方法.采用该方法对实际监测数据进行了处理,取得了较好的效果.数据跳跃法为利用程序进行粗差判定与剔除提供了理论依据和算法.     

非线性灰色-时序组合模型在隧道变形监测中的应用研究

隧道变形监测时由于受外界因素或系统因素的干扰,所获得的观测数据往往会含有误差或粗差,必须在建模之前对观测数据进行预处理。选用格拉布斯准则对观测数据进行粗差检验,可以有效地避免粗差对模型预测精度的干扰进而提高模型的预测精度,且将灰色时序组合模型用于隧道变形监测分析预报中,并与单一的GM(1,1)模型和时间序列模型的预测精度作对比,结果表明:组合模型在隧道变形预测分析预报中有较高的精度。     

支持向量机的既有地铁变形监控智能预测

以中国广州新建隧道下穿既有地铁2号线工程为背景,研究对运营地铁隧道实施自动变形监测中智能变形预测的方法.针对地铁监测数据量大、变形分析困难、预测准确率低的技术难题,提出一种基于PBIL支持向量机的地铁智能变形预测模型.通过用基于概率分析的PBIL算法,实现对支持向量机的关键参数组合的精确优化设定,提高了模型的变形预测能力.通过广州地铁穿越工程变形监控工程的应用,该预测方法显示了较高的预测能力和实用性,有效地解决了在条件复杂、环境干扰的地铁运营中较难准确全面监测预警的问题.     

利用AR(p)模型的抗差最小二乘估计预报城市地铁隧道工程变形监测数据

变形监测数据由于受多种因素的影响,观测值的精度会有所不同,观测值中也会出现异常值。选择观测值残差平方的倒数作为观测值的权矩阵,利用加权最小二乘法进行预测,能提高观测值预测的精度,并应用抗差估计对含有粗差的观测值进行预报,能有效提高观测值预报的精度。某城市地铁隧道工程地表沉降预报的实验数据证明加权最小二乘估计和抗差最小二乘法的合理性、有效性和可行性。     

环境自动监测数据处理通用技术研究

针对环境空气、江河水质及重点污染源废水、废气自动监测系统规范不统一，不同自动监测系统技术和经验不能相互继承和交换的问题，分析了各类自动监测系统所记录的数据类型，针对以上数据进行记录、处理的技术差异，以及实现各类自动监测数据综合处理中存在的问题，并基于监测数据时间代表性机制，研究了不同类型的自动监测实时数据、历史数据通用处理技术，尝试探索、建立便于实现自动化、智能化的数据处理适用技术。     

CORS-RTK远程变形监测适用性分析

为了探明CORS-RTK实际测量精度以及用于变形监测的可行性与适用范围,分不同时段不同地点进行了CORS-RTK重复位移测量试验。通过平滑滤波去除时间序列中的高频噪声,以各历元与所有历元的均值之差计算中误差,分析了CORS-RTK测量精度及其用于远程变形监测的适用性。研究结果表明,在良好观测条件下,CORS-RTK平面测量精度为5~10mm,高程测量精度为10-30mm;且观测精度与观测时段之间相关性不显著;CORS-RTK测量方式可用于cm级精度要求的实时变形监测领域。     

一种基于联合平差的盾构姿态计算疗法

提出了一种新的盾构姿态自动测量方法，该方法通过全站仪测量盾构机上控制点坐标，结合双轴倾斜仪获取水平倾角数据，将两类观测值进行联合处理。在改进的七参数空间坐标转换模型的基础上，通过空间几何关系分析，建立联合平差模型。在实践中，基于该方法自主开发的全站仪与倾斜仪联合盾构自动导向系统已成功应用于上海地铁12线和杭州地铁1号线等隧道区间的施工导向，验证了该方法的可靠性和实用性。     

肖像绘制机器人的漫画处理方法

针对肖像漫画绘制的特点,提出一种自动参数化曲面透镜算法.通过此算法对人脸照片进行自动变形处理,得到针对特征的漫画化人脸图像.然后,进行矢量化处理,生成机器人绘画的运动轨迹.用1台自制的绘画机器人,在白纸上完成了肖像漫画的自动绘制.实验结果表明,该肖像漫画绘制机器人系统达到了人脸图像漫画处理的效果.     

顾及测站点变形的数据处理方法

在基于测量机器人的多测站自动变形监测系统中,针对设在变形体上的测站点自身变形问题,提出了坐标转换技术的改正思想,探讨了几种基于坐标转换的变形监测数据处理方法。这些方法能够有效地消除或削弱测站点变形、气象条件等误差对监测结果的影响。最后通过模拟算例验证了三种数据处理方法的有效性,分析了它们的优缺点和适用条件。     

基坑开挖对邻近地铁隧道变形的影响分析

当地铁隧道距离基坑较近时,基坑施工会对地铁隧道的围岩应力进行重分布,并引发隧道结构产生变形及内力变化,甚至影响隧道的正常运行.文章应用三维数值分析的手段,对基坑施工过程进行三维动态模拟分析,并结合现场实际监测数据,分析基坑开挖对邻近矿山法地铁隧道的影响.分析表明,基坑施工会使邻近矿山法地铁隧道结构产生变形,但变形量非常微小,不会影响到地铁隧道的结构安全性.其现场实测数据与有限元分析结果对比反映了隧道变形的规律,可以为以后的工程提供参考.