基于地面三维激光扫描技术的隧道安全监测

以地铁隧道为研究对象,应用地面三维激光扫描技术采集了部分隧道三维点云数据,采用基于几何特征点与ICP算法相结合的点云数据配准方法对多视点云数据进行配准.配准数据经去噪、精简后,基于NURBS曲面理论方法建立了扫描隧道点云数据的三维模型.通过对隧道两期扫描数据模型进行叠加分析,得到隧道部分纵横断面上的整体位移量.试验结果表明,地面三维激光扫描技术可以准确、全方位获取隧道空间数据,对隧道安全监测技术与方法起到补充和提高.

分布式隧道安全监测系统信息共享研究

针对当前铁路分布式隧道在线安全自动监测系统中由于相互独立、互不兼容而造成的安全监测信息综合处理困难及难以共享的问题,提出了隧道安全监测数据仓库的概念,同时还提出了面向对象的隧道安全监测时空数据建模与时空表达技术。基于上述方法设计实现的隧道安全监测信息共享与时空表达原型系统已投入乌鞘岭隧道安全监测系统中测试。结果表明,该方法能够有效地实现环境参数的全面监控,为隧道运营管理部门提供隧道安全监测的数据管理、时空分析和可视化等决策支持服务。

基于无线传感器网络的地铁隧道安全监测系统设计

为解决“有线”传感器、隧道巡检机器人、人工仪器测量等现有地铁隧道监测技术存在的实时性低、成本高、监测量不全等问题,将无线传感器网络技术应用于地铁隧道安全监测。该系统将整个隧道划分为多个监测区域,以STM32单片机作为传感器节点控制器,实时采集隧道沉降、土压力、水位等数据,无线传输至监控中心,对超出安全值的情况进行报警提示,并短信通知系统维护人员。该系统具有监测量全、测量精度高、实时性高、布点灵活等优点。

基于视频大数据的隧道安全监测系统

在高速公路沿线隧道安装隧道安全监测系统,对高速公路隧道内外进行实时全方位的现场监视,使管理人员在控制室内对所有监控场所内已经发生和即将发生的重要事件了如指掌,并迅速采取果断措施加以处理,能有效提高综合防范和安全管理能力。本文分析了现有监测系统存在的一些问题,提出了基于视频大数据的隧道安全监测系统,介绍了系统架构、系统功能、关键技术、系统实现及应用实践,以为同类系统的建设提供参考。

隧道安全监测系统应用实践与改进

本文针对目前隧道安全检测系统存在的一些问题,进行分析,提出相应的改进方案,并在系统上进行了验证,取得了显著效果。

基于FBG应变传感器的隧道安全实时监测算法研究

讨论了埋入式光纤Bragg光栅应变传感器在某隧道施工期间的实际安全监测原理、布局和数据采集,在此基础上对同一截面上所采集的同步多维应变数据流进行了数据分析,给出了一种基于双重滑动窗口模型技术的异常数据实时诊断算法,该方法通过第1个滑动窗口将当前光纤Bragg光栅传感器应力数据与历史数据合并形成当前观测窗口数据,对每个观测窗口内的数据进行主成分分析,并提取其对应的特征向量,得到当前时刻的动态特征;接着采用第2个滑动窗口技术,将得到的当前时刻第一主成分特征向量与历史动态特征合并成为动态特征矩阵并展开相关性分析,最后通过计算相关系数的方差变化来判断数据的稳定性。现场的实际观测结果和对比实验结果证明该方法达到了更好的实时监测效果,同时该方法也为光纤Bragg光栅应变传感器在工程安全实时监测中的应用提供了有力支持。

南京软土地区近距离桩基施工扰动下邻近既有地铁盾构隧道保护研究

为研究软土夹砂地层中近距离桩基施工对已运营地铁隧道保护标准化工作,以南京河西软土夹砂层某桥梁施工为例,总结了隧道结构保护的管理流程,并就外部桩基近距离地铁隧道施工期间的隧道边线放样流程、隧道安全监测标准(包括监测内容、点位布设、监测方法、频率、控制指标、数据分析等)进行了实例研究。在分析该类施工风险点的基础上,结合上述研究,有效指导外部桩基顺利施工并保障了隧道结构安全。

施工隧道数据处理中的可靠卡尔曼滤波

针对隧道结构安全监测数据存在野值,噪声等严重影响后续分析的问题,提出了一种自适应跟踪系统噪声的可靠卡尔曼滤波算法进行数据去噪.首先结合滑动窗口使用最小二乘法对野值进行补偿;其次继承卡尔曼的“一步一推导”思想,动态估计噪声值,有效解决了传统卡尔曼滤波器在面对野值及非线性系统时存在的无法准确建模的问题;最后使用北京某施工地铁数据进行数值验证,结果表明,与经典算法相比,该算法在精度方面有极大的提升.