地下工程和深基坑安全監測預警系統的製作方法
2023-06-01 11:23:21
地下工程和深基坑安全監測預警系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了地下工程和深基坑安全監測預警系統，包括數據監測系統、數據傳輸系統、監控主機和簡訊發送模塊，所述監控主機包括有數位訊號處理模塊和異常信號處理模塊，所述數據監測系統的輸出端依次通過數據傳輸系統和數位訊號處理模塊連接至簡訊發送模塊的輸入端，所述數位訊號處理模塊與異常信號處理模塊連接。本實用新型系統可將異常信號的級別的預警信號通過簡訊發至相關人員的手機；本實用新型不僅保證數據分析的精確性和實時性，同時通過專用的數據傳輸系統保證數據的有效性。本實用新型作為地下工程和深基坑安全監測預警系統可廣泛應用於建設工程領域。
【專利說明】地下工程和深基坑安全監測預警系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及建設工程領域，尤其是地下工程和深基坑安全監測預警系統。
【背景技術】
[0002]地下工程是指深入地面以下為開發利用地下空間資源所建造的地下土木工程，包括地下房屋和地下構築物，地下鐵道，公路隧道、水下隧道、地下共同溝和過街地下通道等。我國地鐵建設事業和深基坑工程發展非常迅速，地下結構和深基坑工程具有較強的時效性，監測工作必須做到及時、準確的反映工程的真實情況，但我國現有基坑監測技術基本停留在人工監測方法為主，與工程實際要求存在一定差距，主要問題是監測結果滯後、數據可靠度和利用率低、真實性差以及保存和經驗積累效果差，嚴重製約了監測工作的發展。
實用新型內容
[0003]為了解決上述技術問題，本實用新型的目的是:提供一種對全區域內所有的地下結構及深基坑的工程信息進行數據採集、協同處理、智能監控的地下工程和深基坑安全監測預警系統。
[0004]本實用新型所採用的技術方案是:地下工程和深基坑安全監測預警系統，包括數據監測系統、數據傳輸系統、監控主機和簡訊發送模塊，所述監控主機包括有數位訊號處理模塊和異常信號處理模塊，所述數據監測系統的輸出端依次通過數據傳輸系統和數位訊號處理模塊連接至簡訊發送模塊的輸入端，所述數位訊號處理模塊與異常信號處理模塊連接。
[0005]進一步，所述數據監測系統包括有全站儀、水準儀、測斜儀、振弦讀數儀和水位讀數儀，所述全站儀的輸出端、水準儀的輸出端、測斜儀的輸出端、振弦讀數儀的輸出端和水位讀數儀的輸出端均連接至數據傳輸系統的輸入端。
[0006]進一步，所述數據傳輸系統包括有數據採集總線和數據過濾模塊，所述數據監測系統的輸出端依次通過數據採集總線、數據過濾模塊連接至數位訊號處理模塊的輸入端。
[0007]進一步，所述數據監測系統和數據採集總線之間通過3G通信模塊或GPRS通信模塊連接。
[0008]進一步，所述監控主機還包括有GIS系統和信息錄入模塊，所述GIS系統和信息錄入模塊均連接至數位訊號處理模塊。
[0009]進一步，所述數位訊號處理模塊還連接有數據存儲器。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過異常處理模塊對獲取的信號進行處理，並將相應級別的預警信號通過簡訊發送模塊發至相關人員的手機；同時，數據傳輸系統能夠對接收到的數據進行過濾，防止偽造數據，保證數據的有效性。數位訊號處理模塊還連接有GIS系統(地理信息系統)和信息錄入模塊，實現工程信息的精確控制，提高預警後響應速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的結構框圖；
[0012]圖2為圖1進一步實現的結構框圖；
[0013]圖3為圖2進一步實現的結構框圖。
【具體實施方式】
[0014]結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明:
[0015]參照圖1，地下工程和深基坑安全監測預警系統，包括數據監測系統、數據傳輸系統、監控主機和簡訊發送模塊，所述監控主機包括有數位訊號處理模塊和異常信號處理模塊，所述數據監測系統的輸出端依次通過數據傳輸系統和數位訊號處理模塊連接至簡訊發送模塊的輸入端，所述數位訊號處理模塊與異常信號處理模塊連接。
[0016]所述異常信號處理模塊中包括有比較器模塊，所述異常信號處理模塊獲取數位訊號處理模塊的信號，信號在比較器模塊與特定的信號值進行比較，並將信號反饋到數位訊號處理模塊，判斷預警級別的值是否達到或超過特定級別的值，若是則觸發簡訊發送模塊給相關人員發送預警簡訊以及相關信息，該觸發方式有多種，例如利用數位訊號處理模塊輸出的觸發信號(即高電平)控制簡訊發送模塊的自啟動電路工作，從而啟動簡訊發送模塊工作並發送簡訊。由於數據監測系統發送的是離散的數位訊號，因此監控主機中採用的是現有技術中常用的數位訊號處理模塊。
[0017]參照圖1，進一步作為優選的實施方式，所述數據監測系統包括有全站儀、水準儀、測斜儀、振弦讀數儀和水位讀數儀，所述全站儀的輸出端、水準儀的輸出端、測斜儀的輸出端、振弦讀數儀的輸出端和水位讀數儀的輸出端均連接至數據傳輸系統的輸入端。
[0018]全站儀用於測量頂部水平位移、管線及周邊建築物水平位移，本實用新型具體實施例中使用索佳SETl全站儀或索佳NET05AX自動型電子全站儀監測系統。前者為I秒高精度全站儀，現場測試與電腦連接，數據實時傳輸；後者為0.5秒高精度全站儀，適合隧道無人值守監測(主機+遠程傳輸模塊+遠程操控軟體+後處理軟體)，能自動搜索和照準稜鏡或反射片，配備遠程傳輸軟體、遠程操控軟體及專業後處理軟體，實現實時監測功能。
[0019]水準儀用於測量基坑頂部豎向位移，立柱、管線及周邊建築物水平位移，本實用新型具體實施例中使用索佳SDLlX水準儀。實現最高精度和最高效率水準測量，精度可達每千米水準測量標準差0.3mm，智能自動調焦功能、無線遙控操作。測試完成環線後與電腦連接進行數據傳輸與分析。
[0020]測斜儀用於測量基坑深層水平位移，本實用新型具體實施例中使用新科測斜儀。測試基坑支護結構深層水平位移，解析度:0.02mm/500mm,系統精度:±6mm/50個讀數，測試完成後與電腦連接進行將採集數據傳輸至管理系統。
[0021]振弦讀數儀用於測定支護結構內力、錨杆及土釘拉力，本實用新型具體實施例中使用GT204型振弦讀數儀。其中正弦讀數儀具有數顯及存儲頻率信號的功能。測試完成後將正弦讀數儀連接電腦，將採集的軸力數據傳輸至管理系統。
[0022]水位讀數儀用於測定地下水位，具有數顯及存儲電容信號的功能，本實用新型具體實施例中GT-202S標準信號讀數儀。測試完成後將標準信號讀數儀連接電腦，將採集的信號數據傳輸至管理系統。
[0023]參照圖2，進一步作為優選的實施方式，所述數據傳輸系統包括有數據採集總線和數據過濾模塊，所述數據監測系統的輸出端依次通過數據採集總線、數據過濾模塊連接至數位訊號處理模塊的輸入端。
[0024]所述數據採集總線將採集到的各監測儀器的信號發送至數據過濾模塊進行濾波處理,經過濾波過濾掉其中不符合要求的信號,進而將符合要求的數據傳輸至數位訊號處理模塊進行進一步的處理，除此之外，採用數據過濾模塊只是將部分不合格的數據過濾，而不增加新的數據類型，因此監控主機中可使用現有技術中的數位訊號處理模塊，而無需對數位訊號處理模塊的電路結構作出修改，降低了本實用新型的成本。
[0025]而對於上述數據過濾模塊，其實現方法也有多種。第一種是直接使用濾波器對數據採集總線的數據進行濾波；第二種是基於現有技術中對數據的多信道傳輸，例如水位讀數儀採集的信號數據中，水位數據通過數據採集總線中的一條數據線路(稱之主信道)傳輸，時間數據通過數據採集總線中的另一條數據線路(稱之副信道)傳輸，而數據過濾模塊同時接收主、副信道的數據，將副信道的時間數據與當前時鐘數據通過比較器比較，從而判斷是否採用主信道傳輸的數據，以此達到過濾數據的效果。
[0026]進一步作為優選的實施方式，所述數據監測系統和數據採集總線之間通過3G通信模塊或GPRS通信模塊連接。
[0027]本實用新型的數據監測系統中對現有監測儀器進行改進，監測儀器的埠直接與數據採集總線連接，實現檢測數據實時自動採集，並通過數據過濾模塊，只接收參與計算當日、當次現場測得的數據，可保證現場數據的實時上傳，從而實現對現場情況的實時監控；同時利用無線傳輸模塊或網絡傳輸模塊實現實時傳輸功能，減少人為因素對監測數據的幹擾。
[0028]進一步作為優選的實施方式，所述數位訊號處理模塊包括有回歸分析子模塊、差異分析子模塊和曲線生成子模塊等現有技術中常用的計算模塊，例如採用ASIC專用集成電路晶片，晶片中的結構實現了運用數學模型回歸分析、差異分析等數理方法對採集的各類監測數據進行數位化建模分析，計算各類變化曲線，將監測結果值和設定的報警指標值進行比較，根據比較器的輸出值判斷工程所處的安全狀態。當工程處於異常狀態時觸發報警，系統發送報警通知給相關負責人，對於已報警的工程進行跟蹤處理。
[0029]參照圖3，進一步作為優選的實施方式，所述監控主機還包括有GIS系統和信息錄入模塊，所述GIS系統和信息錄入模塊均連接至數位訊號處理模塊。
[0030]所述GIS系統即地理信息系統，所述信息錄入模塊用於錄入工程的相關信息，本實用新型可結合通過信息錄入模塊獲得的錄入信息、通過數據傳輸系統獲得的數據，利用現有的發展成熟的GIS系統在工程施工中實現對各種狀況的高效處理。
[0031]參照圖3，進一步作為優選的實施方式，所述數位訊號處理模塊還連接有數據存儲器。
[0032]所述數據存儲器用於存儲機構信息、人員信息、設備信息等，也用於存儲工程的地理位置分布及原始數據、實時監測數據等各種與工程相關的數據，以便監控主機隨時調用，同時可將積累的數據用於後續的研究。
[0033]以上是對本實用新型的實施進行了具體說明，但本實用新型創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可以作出種種的等同變換或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。
【權利要求】
1.地下工程和深基坑安全監測預警系統，其特徵在於:包括數據監測系統、數據傳輸系統、監控主機和簡訊發送模塊，所述監控主機包括有數位訊號處理模塊和異常信號處理模塊，所述數據監測系統的輸出端依次通過數據傳輸系統和數位訊號處理模塊連接至簡訊發送模塊的輸入端，所述數位訊號處理模塊與異常信號處理模塊連接；所述數據監測系統包括有全站儀、水準儀、測斜儀、振弦讀數儀和水位讀數儀，所述全站儀的輸出端、水準儀的輸出端、測斜儀的輸出端、振弦讀數儀的輸出端和水位讀數儀的輸出端均連接至數據傳輸系統的輸入端。
2.根據權利要求1所述的地下工程和深基坑安全監測預警系統，其特徵在於:所述數據傳輸系統包括有數據採集總線和數據過濾模塊，所述數據監測系統的輸出端依次通過數據採集總線、數據過濾模塊連接至數位訊號處理模塊的輸入端。
3.根據權利要求2所述的地下工程和深基坑安全監測預警系統，其特徵在於:所述數據監測系統和數據採集總線之間通過3G通信模塊或GPRS通信模塊連接。
4.根據權利要求1所述的地下工程和深基坑安全監測預警系統，其特徵在於:所述監控主機還包括有GIS系統和信息錄入模塊，所述GIS系統和信息錄入模塊均連接至數位訊號處理模塊。
5.根據權利要求1所述的地下工程和深基坑安全監測預警系統，其特徵在於:所述數位訊號處理模塊還連接有數據存儲器。
【文檔編號】E21F17/18GK203948128SQ201420028121
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年1月16日 優先權日:2014年1月16日
【發明者】莫仕容, 王大通, 王洋, 聶策明, 張仕成, 毛吉化, 齊添, 何欽, 鄺婧雯, 陳松, 劉遠輝, 黃儉, 萬普華 申請人:廣州市建設工程質量安全檢測中心, 廣州市建設工程安全監督站, 廣州粵建三和軟體有限公司