一種隧道施工及營運期一體化監控系統的製作方法
2023-05-28 23:36:31
專利名稱:一種隧道施工及營運期一體化監控系統的製作方法
技術領域:
一種隧道施工及營運期一體化監控系統技術領域[0001]本實用新型涉及一種隧道結構安全全壽命監控系統,尤其涉及一種隧道施工及營運期一體化監控系統。
背景技術:
[0002]目前我國山嶺隧道普遍採用新奧法設計施工技術,隧道主體結構以錨噴支護和模築混凝土複合襯砌結構為主流形式。在具體的施工方法中開挖步驟及錨噴支護和模築混凝土的施設時機往往因施工單位的技術水平及圍巖和環境條件出現極大的差異而導致同樣的主體結構而具有不同水平的安全儲備。同時,因地下水長期侵蝕等原因會引起錨杆失效、鋼筋鏽蝕、混凝土腐蝕導致襯砌結構實際承載力下降。近期國內部分省市即出現過因圍壓或其它未預見的原因而導致在施工期間及已經建成的山嶺隧道主體結構失穩嚴重坍塌的重大事故,也有大量國內外鐵路及公路隧道主體結構因嚴重開裂等工程病害出現破壞而影響行車安全和中斷交通的報導。但是,截止目前,針對山嶺隧道安全性監控大多集中在施工期間,而對於營運期間開展結構安全監測技術的研究並不多見。實用新型內容[0003]本實用新型的目的是為了解決上述問題而提供一種實現對隧道建成初期至營運期全過程主體結構安全與健康狀態的智能評價的隧道施工及營運期一體化監控系統。[0004]本實用新型是通過以下技術方案實現的:[0005]一種隧道施工及營運期一體化監控系統,包括多個埋設於隧道施工及建成初期的不同斷面中的傳感器、多個自動採集儀、數據傳輸系統、協議轉換器和監控計算機,多個自動採集儀之間通過總線串聯,每個所述傳感器的信號輸出端與對應的自動採集儀的信號輸入端連接,所述自動採集儀通過數據傳輸系統與所述協議轉換器通訊連接,所述協議轉換器的數據埠與所述監控計算機的數據埠連接。[0006]進一步地,所述隧道施工及營運期一體化監控系統還包括多個集線箱,所述集線箱上設置有傳感器接線端、電源接線端和光纖接線端,每個所述自動採集儀設置於不同的集線箱中。[0007]作為優 選,所述集線箱的長X寬X高=IOOOmmX IOOOmmX 350mm,所述集線箱位於隧道弱電纜槽側邊牆。[0008]進一步地所述數據傳輸系統包括傳輸光纜、傳輸電纜、交換機和網關。[0009]進一步地,所述自動採集儀上設置於有RS232接口、RS485接口、RS422接口、乙太網口以及光纖傳輸接口。[0010]更進一步地,所述自動採集儀內置大容量數據存貯器和可充電電池組。[0011]本實用新型的有益效果是:[0012]本實用新型提出了一種從隧道建成到全服役期內的結構安全監控系統,本實用新型通過設置耐久性好的長期監控元器件,形成長期監控網絡,對隧道從施工至服役期結束全壽命範圍內的結構力學行為特徵進行全過程監控,在數據繼承、連續、發展的基礎上,評價分析隧道結構的安全性,相對於一般的監控方法而言,本實用新型涵蓋了隧道從施工初期至最終服役期滿時的結構安全性全過程監控。
[0013]圖1是本實用新型一種隧道施工及營運期一體化監控系統的結構框圖;[0014]圖2是本實用新型中裝有自動採集儀的集線箱的結構示意圖;[0015]圖3是本實用新型中傳感器在隧道中的安裝位置示意圖;[0016]圖中:1_監控計算機,2-協議轉換器,3-總線,4-自動採集儀,5-集線箱,6-傳感器接線端,7-電源接線端,8-光纖接線端,9-傳感器。
具體實施方式
[0017]
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明:[0018]如圖1所示,本實用新型一種隧道施工及營運期一體化監控系統,包括多個埋設於隧道施工及建成初期的不同斷面中的傳感器9、多個自動採集儀4、數據傳輸系統(圖中未示)、協議轉換器2和監控計算機1,多個自動採集儀4之間通過總線3串聯,每個所述傳感器9的信號輸出端與對應的自動採集儀4的信號輸入端連接,所述自動採集儀4通過數據傳輸系統與所述協議轉換器2通訊連接,所述協議轉換器2的數據埠與所述監控計算機I的數據埠連接。[0019]如圖1和2所示,所述隧道施工及營運期一體化監控系統還包括多個集線箱5,所述集線箱5上設置有傳感器接線端6、電源接線端7和光纖接線端8,每個所述自動採集儀4設置於不同的集線箱5中。所述集線箱5的長X寬X高=IOOOmmX IOOOmmX 350mm,所述集線箱5位於隧道弱電纜槽側邊牆。[0020]所述數據傳輸系統包括傳輸光纜、傳輸電纜、交換機和網關。監測數據的傳遞有兩種方式,分別是有線傳輸與無線傳輸兩種方式。有線傳輸方式由自動採集儀4、隧道工業乙太網環網及交換及、監控中心區域網與監控主機組成。所述自動採集儀4通過乙太網接口接入隧道就近的工業乙太網交換機,所述監控主機I通過對遠程終端設定的IP位址就能直接和它建立網絡連接,從而可以對實現遠程數據採集。當自動採集儀4附近無工業乙太網交換機時,在自動米集儀4和乙太網交換機間增加一對乙太網光端機,之間用一根光纖連接,從而將自動採集儀4接 入最近的乙太網交換機。對於隧道無工業乙太網環網,而有485網的情況下,和乙太網的接入方式相似,只需為自動採集儀4設定一個485站地址,通過它的485接口接入485網絡,將安全監測數據通過485網絡傳輸。[0021]無線傳輸方式同樣包括了自動採集儀4與監控主機I,其傳輸方式主要靠GSM無線網絡模塊得以實現。監控數據經監控主機I採集處理後通過自動採集儀4的RS232數據傳輸接口進行數據傳送,遠程終端的RS232接口與GSM無線網絡傳輸模塊的RS232接口相連接,GSM模塊將數據發送到附近的無線機站,最終通過GSM網關接入Internet。監控主機I必需要接入Internet,而且還需要有公網IP位址才能夠通過整個無線鏈路獲取結構安全監測數據。GSM無線傳輸模塊的數量與遠程終端一致,每個監控主機都需要一個GSM模塊。在本實施例中,採用有線方式進行傳輸。[0022]自動採集儀4上設置於有RS232接口、RS485接口、RS422接口、乙太網口以及光纖傳輸接口。所述自動 採集儀4內置大容量數據存貯器和可充電電池組。
權利要求1.一種隧道施工及營運期一體化監控系統,其特徵在於:包括多個埋設於隧道施工及建成初期的不同斷面中的傳感器、多個自動採集儀、數據傳輸系統、協議轉換器和監控計算機,多個自動採集儀之間通過總線串聯,每個所述傳感器的信號輸出端與對應的自動採集儀的信號輸入端連接,所述自動採集儀通過數據傳輸系統與所述協議轉換器通訊連接,所述協議轉換器的數據埠與所述監控計算機的數據埠連接。
2.根據權利要求1所述的隧道施工及營運期一體化監控系統,其特徵在於:所述隧道施工及營運期一體化監控系統還包括多個集線箱,所述集線箱上設置有傳感器接線端、電源接線端和光纖接線端,每個所述自動採集儀設置於不同的集線箱中。
3.根據權利要求2所述的隧道施工及營運期一體化監控系統,其特徵在於:所述集線箱的長X寬X高=IOOOmmX IOOOmmX 350mm,所述集線箱位於隧道弱電纜槽側邊牆。
4.根據權利要求1所述的隧道施工及營運期一體化監控系統,其特徵在於:所述數據傳輸系統包括傳輸光纜、傳輸電纜、交換機和網關。
5.根據權利要求1所述的隧道施工及營運期一體化監控系統,其特徵在於:所述自動採集儀上設置於有RS232接口、RS485接口、RS422接口、乙太網口以及光纖傳輸接口。
6.根據權利要求1所述的隧道施工及營運期一體化監控系統,其特徵在於:所述自動採集儀內置大容量數據存 貯器和可充電電池組。
專利摘要本實用新型公開了一種隧道施工及營運期一體化監控系統,包括多個埋設於隧道施工及建成初期的不同斷面中的傳感器、多個自動採集儀、數據傳輸系統、協議轉換器和監控計算機,多個自動採集儀之間通過總線串聯,每個所述傳感器的信號輸出端與對應的自動採集儀的信號輸入端連接,所述自動採集儀通過數據傳輸系統與所述協議轉換器通訊連接,所述協議轉換器的數據埠與所述監控計算機的數據埠連接。本實用新型通過設置耐久性好的長期監控元器件,形成長期監控網絡,對隧道從施工至服役期結束全壽命範圍內的結構力學行為特徵進行全過程監控。
文檔編號G05B19/418GK203149385SQ201320158139
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者汪波, 何川, 周藝 申請人:西南交通大學