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1、智慧地铁在线监测系统建设方案V3.0智慧地铁在线安全监测系统建设方案智慧地铁在线监测系统建设方案V3.0目 录1、 概述 .11.1 项目背景 .11.2 项目概况 .12、 监测内容 .22.1 监测项目 .22.2 监测项目设计 .23、系统构成 .33.1 系统功能 .33.2 系统特点 .34、设备选型 .54.1 变形监测设备选型 .54.2 应变监测设备选型 .94.3 轨道动态监测设备选型 .94.4 周边建筑物监测设备选型 .124.5 采集设备及采集软件 .135、设备安装 .165.1 变形监测设备安装 .165.2 应变监测设备安装 .215.3 动态监测设备安装 .23
2、5.4 周边建筑物监测设备安装 .236、通讯及供电系统设计 .256.1 通讯系统设计 .256.2 供电系统设计思路 .256.3 市电供电 .257、防雷系统设计 .277.1 直击防雷 .277.2 感应防雷 .298、监控中心设计 .308.1 设计原则 .308.2 总体布局 .308.3 环境基本要求 .319、售后服务及培训计划 .329.1 售后服务 .329.2 培训方案 .3310、项目概算 .3510.1 项目效益分析 .3510.2 项目主要产品预算清单 .35智慧地铁在线监测系统建设方案V3.011、概述1.1 项目背景近些年来，我国城市轨道交通建设进入了迅猛发展时
3、期，全国目前有北京、上海、南京等 10 个城市的地铁线路已经投入运营，杭州、成都、南昌等地正在进 行 地 铁 建 设 的 施 工 ， 全 国 还 有 10 多 个 城 市 在 争 先 恐 后 的 申 请 建 设 地 铁 工 程 。随 着 各 地 如 火 如 荼 地 发 展 地 铁 交 通 ， 接 踵 而 来 的 地 铁 施 工 事 故 也 频 频 敲 响 了 安 全 生产的警钟。地 铁 施 工 事 故 原 因 可 能 不 尽 相 同 ， 地 质 、 勘 察 、 设 计 、 施 工 、 监 理 等 过 程 ， 每 个 方 面 的 疏 忽 都 可 能 酿 成 安 全 事 故 ， 但 有 一 点 是
4、 可 以 肯 定 的 ， 事 故 折 射 出 的 是安 全 施 工 监 测 技 术 和 手 段 的 不 足 ， 以 及 施 工 安 全 管 理 和 监 管 力 度 的 欠 缺 。 地 铁 施 工中 的 高 技 术 含 量 和 高 风 险 性 无 不 需 要 强 烈 的 安 全 意 识 、 周 密 的 安 全 管 理 和 严 格 的 安 全监 管 来 实 现 ， 地 铁 工 程 很 大 程 度 上 就 是 一 项 考 验 安 全 管 理 的 工 程 。 而 坍 塌 等 事 故 频 发 ，不 仅 仅 是 技 术 上 的 失 误 ， 也 是 安 全 意 识 的 坍 塌 。为 了 随 时 了 解 地
5、铁 施 工 状 态 ， 对 突 发 事 故 进 行 提 前 预 警 ， 维 护 地 铁 施 工 的 安全 和 社 会 稳 定 ， 让 类 似 于 杭 州 地 铁 塌 方 这 样 的 悲 剧 不 会 再 次 上 演 ， 对 地 铁 施 工 安 全监测迫在眉睫。1.2 项目概况略智慧地铁在线监测系统建设方案V3.022、监测内容2.1 监测项目1）变形监测主 要 监 测 环 片 的 沉 降 、 倾 斜 及 环 片 之 间 缝 隙 的 变 化 ； 轨 道 的 沉 降 、 横 向 位 移以及隧道的收敛情况。自动化的监测方式主要采用静力水准仪、固定式测斜计/ 尺、裂缝计等组网进行在线监测；2）应力应变监
6、测主 要 监 测 环 片 的 受 力 应 变 情 况 ， 主 要 采 用 表 面 应 变 计 ； 3)轨道动态监测主 要 监 测 列 车 通 过 时 轨 道 的 振 动 变 形 情 况 ， 自 动 化 的 监 测 方 式 主 要 采 用 应 变片、速度、加速度传感器、动位移计等；4）施工期周边建筑物变形监测建 筑 物 沉 降 、 地 下 管 线 沉 降 及 差 异 沉 降 、 道 路 及 地 表 沉 降 自 动 化 监 测 主 要 采 用 GPS、静力水准仪等设备组网在线监测建 筑 物 倾 斜 自 动 化 监 测 主 要 采 用 固 定 式 测 斜 仪 等 设 备 组 网 在 线 监 测建筑物
7、裂缝自动化监测主要采用裂缝计等设备进行组网监测综合以上内容，地铁在线监测项目及采用设备汇总如下表：监测项目及指标 监测设备变形监测 静力水准仪、固定式测斜计/尺、裂缝计、收敛计应力应变监测 表面应变计轨道动态监测 应变片、速度/加速度传感器、拾振器、动位移计周边建筑物监测 GPS、静力水准仪、固定式测斜计、裂缝计2.2 监测项目设计根据项目实际情况，本项目选择 XX/XX 进行监测智慧地铁在线监测系统建设方案V3.033、 系 统 构 成地铁在线监测系统主要有以下几部分组成：数据感知部分（各监测指标各类型传感器） ；数据采集部分（采集单元） ；数据传输部分（有线、无线） ；4）控制分析部分（监
8、控中心软件、显示） 。 系 统 拓 扑 结 构 示 意 图 见 图 1.3.1 系统功能1） 实 现 基 于 计 算 平 台 安 全 监 测 系 统 ， 重 要 关 键 部 分 可 实 现 24 小 时 连 续 观测，满足高精度地铁隧道、基坑监测的需要。2） 能够进行长期、稳定、不间断运行，数据传输和发布具有保密性和可靠性，真正做到无人值守，放心又省心。3） 具有远程数据传输、远程状态浏览、远程系统设置以及数据管理、用户管 理 、 安 全 管 理 等 功 能 ； 能 进 行 超 短 基 线 解 算 、 已 知 点 符 合 归 算 、 坐 标 计 算 、 精 度估算。4） 通过计算机实现数据处理
9、分析为工程施工提供及时的反馈信息；能够掌握 基 坑 围 护 结 构 和 相 邻 环 境 的 变 形 和 受 力 情 况 ， 对 可 能 出 现 的 险 情 和 事 故 提 出 警报，确保整个地铁施工及运营过程中的安全。5） 当施工及运营过程中发生潜在危险的时候，可以实现提前预报警，提前采取预防措施，减少事故的发生概率。3.2 系统特点1）数据采集快可 根 据 客 户 的 要 求 进 行 指 定 时 间 采 集 、 按 时 间 表 采 集 等 各 种 采 集 方 式 ； 2）监测精度高HC 地铁监测系统都采用长期应用证明稳定的国内、国外传感器、保证了监测精度；3）硬件层次少系统组成简单、结构清晰
10、、运行稳定、维护方便；智慧地铁在线监测系统建设方案V3.04图 1 地铁在线监测拓扑图4）分析手段多能 生 成 各 种 报 表 、 曲 线 、 图 片 ； 5）信息发布快能 对 监 测 数 据 进 行 初 步 的 分 析 和 简 单 的 评 价 ， 并 可 根 据 事 先 设 定 的 预 警 值 进行报警，报警可实现手机短信、邮件、声光报警器等方式。有线传输无线传输感知系统采集系统传输系统控制分析系统智慧地铁在线监测系统建设方案V3.054、设备选型4.1 变形监测设备选型1、静力水准仪静力水准仪选择 HC-4100 型1)技术指标HC-4100 系列静力水准仪主要技术参数测 量 范 围(mm
11、)： 50-400分 辨 力(mm/F)： 0.25 温度测量范围（）： -2080 温度测量精度（）： 0.1 2）系统工作原理静 力 水 准 仪 是 由 一 系 列 智 能 液 位 传 感 器 及 储 液 罐 组 成 ， 储 液 罐 之 间 由 连 通 管连 通 。 基 准 罐 置 于 一 个 稳 定 的 水 平 基 点 ， 其 他 储 液 罐 置 于 标 高 大 致 相 同 的 不 同 位 置 ，当 其 他 储 液 罐 相 对 于 基 准 罐 发 生 升 降 时 ， 将 引 起 该 罐 内 液 面 的 上 升 或 下 降 。 通 过 测量 液 位 的 变 化 ， 了 解 被 测 点 相
12、对 水 平 基 点 的 升 降 变 形 ； 边 坡 地 滑 仪 通 过 测 量 两 个 长距 离 点 之 间 的 位 移 变 化 情 况 ， 来 反 映 边 坡 整 个 断 面 上 的 位 移 变 化 情 况 。智慧地铁在线监测系统建设方案V3.06功能 详细指标标准量程 15测量精度 0.1%F.S灵敏度 10 弧秒（0.005mm/m）温度范围 -20+80C供电电压 12V输出电压 3V10直径 长度 32 187mm耐冲击 2000g2、固定式测斜仪/尺1）HC-5100固定式测斜仪主要技术参数如下：2）9750固定式测斜尺主要技术参数如下：9750 电浆式铝梁倾斜计/杆 式 沉 陷
13、计 放 置 在 方 型 铝 合 金 梁 内 部 ， 铝 梁 可 以 水平 或 垂 直 安 装 ， 两 端 锚 固 在 结 构 物 上 ， 从 而 可 以 在 一 个 长 的 跨 距 上 进 行 一 个 精 确 的测量。电浆式铝梁倾斜计可以使用手动测读仪或采用自动化数据集录器采撷数据。其精确度可以检测小于1弧秒 (0.005 mm/m) 的倾角变化。量测范围：40 (arc min) / 1 / 3 / 5 操作温度：-20 至 +65灵敏度：0.03% F.S.重复性漂移：0.3% F.S. 非线性：0.5% F.S.水平梁长度：1m / 2m / 3m3）工作原理多支测斜仪/尺串联后，将这些
14、仪器产生的位移变化量进行累加即可获取整个剖面的垂直位移变形曲线,固定式测斜仪用于内部位移监测的工作原理如下图所示。智慧地铁在线监测系统建设方案V3.073、 裂缝计1）HC-2400 型裂缝计主要技术参数规 格 代 号 HC-2400最大外径外形尺寸（mm） 20184 20218 20280 26580测量范围（mm） 20 50 100 200综合误差（%FS） 1最小读数 K（mmF） 0.006 0.015 0.03 0.06温度测量范围（） -25 60温度测量精度（） 0.5温 度 修 正 系 数 b（% FS） 0.05绝缘电阻（M） 50纵向刚度 G（N/mm） 0.25 1.
15、252）工作原理裂缝计内部包含一组振动钢弦敏感组件，钢弦一端被固定，另一端则连接到智慧地铁在线监测系统建设方案V3.08弹簧拉力棒，现场裂缝变形时带动了拉力棒的移动， 使弹簧改变了钢弦的振动频 率 ， 这 个 振 动 频 率 的 大 小 与 裂 缝 开 合 大 小 成 比 例 关 系 。 读 数 仪 或 自 动 化 集 录 系 统可 以 测 读 裂 缝 计 振 动 频 率 数 据 。 然 后 通 过 计 算 公 式 可 得 出 裂 缝 的 大 小 、 及 裂 缝 的变化趋势等情况。4、 收敛计9430净空变位计或电子式收敛计的内部包括一根振动钢弦组件固定于一组 经 过 高 温 热 处 理 之
16、伸 缩 弹 簧 组 件 ， 当 仪 器 前 端 之 伸 缩 杆 件 受 外 力 影 响 而 伸 缩 时 ， 内 部 钢 弦 的 张 力 将 因 此 递 增 或 衰 减 ， 其 共 振 频 率 随 之 改 变 。 使 用 振 弦 式 读 数 仪 或自 动 化 集 录 器 可 以 测 得 该 共 振 频 率 进 而 精 确 推 算 出 其 变 位 量 。本产品主要用于测量两个标定点之间的长度变化，包括： 隧道中收敛位移监测。 开挖中基地附近建筑物的位移监测。 桥 梁 、 桥 墩 等 工 程 结 构 物 的 变 形 监 测 。主要技术指标量测范围：50mm、100mm (其他范围可定制) 操作温度：-20 至 +80变位计本体长度：352mm、505mm 感应线长度：3m感应频率范围：1200 3500Hz 灵敏度： 0.025% F.S.非线性： 0.5% F.S. 主要特点 仪器具备高精准度、高分辨率。 结构坚固、稳定性高。 电缆线长度不影响测量准确性。