轨道交通工程测量和监测管理

轨道交通工程测量和监测管理

王晨

王晨

上海奉贤建设发展集团有限公司上海201400

摘要：监控量测作为确保轨道交通施工安全的重要技术手段，监测数据的时效性尤为重要。基于蓝牙无线通信、移动通信、数据库等信息化手段，同时根据城市轨道交通监测的具体特点，研发了一套适用于城市轨道交通监测的信息化管理系统。

关键词：轨道交通；监控量测；信息化管理；时效性；规范作业行为

进入“十三五”，国内基础建设尤其是轨道交通建设规模的不断扩大，为工程管理提供数据依据的监控量测也得到迅猛发展。监控量测已然成为信息化施工的重要手段，但监测本身并未实现信息化，加之近年来工程管理要求的提升，使得工程参建各方对于监测数据的时效性要求也更高，传统监测模式与管理手段的局限性愈发明显。

1系统设计理念

1.1总体目标

（1）实现对施工期间全过程的监控，实现工点全覆盖，保证所有相关监测数据纳入信息化管控；（2）数据的真实性是信息化的核心价值，依靠系统避免人为干预数据；（3）通过系统的过滤和筛选，为作业层和管理层提供有价值的数据，避免人工甄别数据耗时耗力、利用率低的缺点；（4）满足数据传输和发布即时性的需要；

1.2系统定位

系统定位为覆盖轨道交通监测全过程的专业软件，系统设计的主要依据为《城市轨道交通工程监测技术规范》、《工程测量规范》等规范，将标准化的测试流程集成到软件系统中，按照固定流程严格规范监测数据采集过程。

2系统技术架构

系统采用.NET开发平台和基于B/S与C/S相结合的技术构架，整体技术框架稳定、可靠、标准，具有实施速度快、维护成本低、扩展性强、支持点对点的实时通信和数据集中存储的优势，不需要配置较高的硬件，在PCServer级服务器上就能够很好地运行，有效地降低了总成本。系统由数据采集端、服务器端、客户端构成。系统架构如图1所示。

（1）数据采集端即移动采集端，通过将系统App安装于手机等智能终端上，通过蓝牙实现该手机与监测仪器(如全站仪、电子水准仪、测斜仪等)的通信，并将数据上传至服务器数据库，采用的是C/S架构；（2）服务器端负责接收、存储数据，自动计算分析，判定是否预警，展示并发布预警信息；（3）客户端由移动端App与网页端构成，为用户提供数据查询、分析、预警查询与闭合处理、监测报告一键输出等功能，采用的是B/S与C/S相结合的架构。

3系统主要技术

3.1蓝牙技术

蓝牙是一种短距离无线通信技术，用于代替物理连接实现数字设备间的无线连接。目前，主流手机都具有蓝牙通信的功能，而在监测中使用的全站仪、电子水准仪等仪器也大都具有蓝牙通信功能，没有蓝牙的可以通过外接配制的方法实现，从而解决了手机与仪器数据互通的问题。实现步骤如下。（1）建立无线信道：手机在10m范围之内发出连接指令时，便会自动搜索附近开启蓝牙的仪器，并根据需要主动发起连接，建立控制信道和数据链接。

3.2移动通信技术

系统借助4G技术即时将数据传输至服务器，得益于近年来4G技术的成熟与普及，其在通信速度、网络频宽、通信接口、经济性等方面完全满足数据即时上传下载的需要，保证了数据传输的即时性。

3.3可视化展示

基于GIS及图形处理实现监测数据的可视化展示。如图2所示，系统将每个工程站点准确位置定位于第三方地图，点击即可进入对应站点，为达到直观准确显示的目的，系统针对每个站点按照设计图纸进行直观化的图像处理，并对监测点进行分类和坐标管理，即每个监测点精准定位于站点图像模型上，在该界面可直观了解到测点分布、预警部位相关联测点情况、数据详情等。避免了传统监测找寻测点位置难、获取数据难、相关联性难的缺点。

4系统运用

轨道交通监测信息化管理系统运用流程为基础信息创建→下载数据信息至移动采集端（手机）→采集监测数据→上传数据→系统分析处理数据→监测成果数据或预警信息推送与查询→预警的处理与闭合，通过上述流程实现了监测管理的全覆盖。

4.1基础信息创建

主要工作包括：（1）工程树及人员权限设置，按照指挥部—标段项目部—工点逐级创建；（2）工点信息创建，即按照设计文件录入和创建工点信息及图像模型；（3）监测项目及测点信息创建，即添加基准点、各类测点并布置于对应工点模型上；（4）预警规则的创建等。

4.2监测数据分析管理程序的说明

本系统采用VisualC++6.0作为开发工具，在VS.NET2015平台上开发，以Access作为基本的数据库系统，以Excel形式生成报表，以Dxf格式作为图形输出格式。在软件模块编写过程中，采用工程化管理，在算法设计上，基本思想就是减少人工干预，选择先进成熟的数学模型。用户在使用过程中，操作方便、界面友好，实现了变形监测内外业数据处理的自动化、规范化，为变形监测物的安全运营提供精确可靠的变形监测数据。程序运行通过新建数据库文件，并将监测数据更新到数据库文件中，或者直接打开已存在监测数据的数据库文件，在左侧控制栏中选择轨道序号，可以显示监测网图如图3。通过选择需要查看监测数据的监测点及该监测点的所有监测数据，与该点在X方向变形量变化图如图4。

Fig.4X-directiondeformationchangechartinterface

结语：轨道交通监测信息化管理系统不是单一技术的简单叠加，而是根据轨道交通监测的特点，以工程的实际需求为导向，以提升监测时效性为目的而设计研发的。针对监测管理决策层，系统能真实反映轨道交通建设过程中结构自身及周边环境的真实变形，监管人员无需翻阅大量的监测报表，通过管理系统就能及时便捷的获取数据，科学有序地调整施工参数，实现施工的动态管理，节约施工管理成本。

参考文献：

[1]龙宏德，蔡翔.城轨工程安全监测管理系统应用研究[J].铁路计算机应用，2012，21（1）：52-54.

[2]张民庆，黄鸿健，盛黎明，等.铁路隧道围岩监控量测CFC信息化系统的研究[J].铁道工程学报，2015，32（7）：56-61.