隧道沉降变形监测系统的研究与实现

发布时间：2020-02-13 11:35

【摘要】：随着上海乃至于全国大范围加速的城市化建设,城市综合道路的规划也越来越快,各类大型隧道的建成标志了城市交通的立体化的实现。在这样一种蓬勃发展的状态下也逐渐暴露出了许多的安全问题。因此,构建一套针对现有隧道综合系统盲区的隧道沉降变形监测系统是确保隧道运营中安全的重要任务。文章首先讨论了上海上中路隧道发生的管网漏水事件,以此为契机展开了一些列的分析,得出了隧道在建成后的沉降趋势特别是在上海目前的环境中沉降将会扩大化的结论。对此,通过国内外的研究资料的收集及研究,比对了各种传感器的监测方法和对隧道沉降的几种预测方法,选择了三种传感器来对隧道的沉降进行监测控制和两种预测方法来进行沉降预测。完成了设备层的选择后,在学习隧道原有系统的架设理念下,根据原有系统的硬件设施,完成了对于隧道沉降变形监测系统的需求分析,制定了集数据采集、数据处理、系统自检为一体的系统架构,并且制定了与原有综合监控系统的联动方案,确保了隧道再次发生此类事件后的安全处理。作为论文的关键部分第四章实现部分,先对数据采集、数据存储、数据传输做了详细的介绍,而后对隧道沉降变形监测的两大核心部分的算法流程作出了详细的描述。论述了管网安全预警的阀值预警点和该工况下所采取的联动。并且重点论述了如何利用灰色系统理论的GM(1,1)单点模型和BP神经网络模型对隧道的沉降进行预测。整章内容详细描绘了实现后的系统所具备的各种功能。最后对于系统的不足进行了分析并对系统的拓展及后续开发进行了讲述。
【图文】：

隧道漏水,事件,消火栓,隧道

逡逑２０１１年１２月９日上中路隧道发生的管网脱离事件，隧道内积水最深达７０逡逑厘米，水带长约３０米见（图１－１）。使得原有的监控系统可能变的不安全起来。逡逑一般隧道中由一根消火栓管道贯穿两端。并且在遇到隧道的结构伸缩缝要采用不逡逑镑钢金属波纹管连接。而消火栓作为目前隧道消防的一大灭火系统，，在其管道中逡逑是长期保有１６公斤的压力（１．６ｍｐａ）来确保消火栓被打开时，水流能够及时喷逡逑射灭火。事故发生时，管道处在伸缩缝处的不诱钢金属波纹替脱离，水从脱口处逡逑１逡逑

硬件结构图,工作站,交通工作,视频工作站

隧道原有硬件中央计算机系统由数据库服务器、通信服务器、工业级工作站、逡逑打印机、千兆レッ太网核屯交换机、通信、计算机网络及电源线缆及连接器等组成。逡逑见图３－１。逡逑巧巧站逦巧沿库９．拉巧加务巧逦肉巧ｎ巧化逡逑W刚困逡逑巧理网Ｊ强翊网交巧化逡逑逦逦＿逡逑Ｉ＇r>穿；栤逦＂ｉ曼备控韶ｊ网络逡逑［６邋０］逡逑ＲＴＵ１逦Ｒ１Ｕ３逦Ｊｊｉ邋护审邋ＨＩ邋Ｕ２逦ＡＣＵ９逡逑／逦？？＼逡逑ｆ逦Ｘ补义悼化逦１．外文恤化邋１非疋快１＾１邋Ｋ＃义化RG逦１．扑义化化逦＾逡逑（逦井：＾订、网逦Ｉ逡逑Ｖ邋１．嫁炭化逦１：冰＾＾蚊化逦１冰么仪Ｗ逦Ｉ．外玄换化逦【．邮２化化Ｉ．朴之巧化邋Ｊ逡逑Ｖ＊＾；｝逦逦—１＾）——＾逡逑ＡＣＵ２逦ＡＣＵ３逦ＡＣＵ４逦ＡＣＵ５逦ＡＣＵ６逦ＡＣＵ７逦ＡＣＵＳ逡逑图３－１隧道综合监控系统硬件结构图逡逑整个系统配置１套数据库服务器，２套通信服务器，７台工作站（交通工作逡逑站２台，设备工作站２台，视频工作站２台，火灾工作站１台）。逡逑设备监控现场层由区域控制ＰＬＣ、Ｗ太网交换机、远程Ｉ／Ｏ装置、环境检测逡逑仪表、通信及供电线缆等组成，所有机电设各，包括变电所、通风、排水、照明、逡逑环境监测设备的运行及其相互间的协调均由ＰＬＣ控制器直接控制。逡逑ＰＬＣ系统由３台ＲＴＵ和１２台ＡＣＵ姐成，由环网交换机组成１００Ｍ邋太网逡逑光纤环网（接线道路同时也接入该网络）。逡逑隧道沉降变形监测系统需在原有的硬件上增加几套工作站，并在设备层布设逡逑传感器就近接入ＡＣＵ增加相应模块
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U456.3;TP274

【参考文献】