隧道底部監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道底部監(jiān)測領(lǐng)域，具體地，涉及一種隧道底部監(jiān)測系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國重載鐵路隧道底部結(jié)構(gòu)在長期循環(huán)振動(dòng)荷載作用下會(huì)出現(xiàn)開裂、破損、下陷、脫空、水溝外擠等現(xiàn)象，再加上地下水侵蝕，線路又還會(huì)出現(xiàn)翻漿冒泥等病害，由此將嚴(yán)重影響重載列車的運(yùn)行。
[0003]目前，由于受隧道空間、時(shí)間及環(huán)境條件的限制，缺乏基底動(dòng)態(tài)性能(應(yīng)力、振動(dòng)等)長期監(jiān)測資料，從而無法掌握隧道基底結(jié)構(gòu)實(shí)際的受力狀態(tài)及演變規(guī)律。因此需要對(duì)隧道底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行長期動(dòng)態(tài)性能監(jiān)測，以便掌握隧道結(jié)構(gòu)變化狀態(tài)，判斷隧道結(jié)構(gòu)可靠性，并進(jìn)而采取相應(yīng)的控制措施。此外，對(duì)于鐵路隧道尤其是底部結(jié)構(gòu)狀態(tài)的評(píng)估也是必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種隧道底部監(jiān)測系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種隧道底部監(jiān)測系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括:檢測裝置，用于對(duì)隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行檢測;數(shù)據(jù)采集裝置，與檢測裝置連接，用于采集檢測裝置所檢測的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)；以及控制裝置，與數(shù)據(jù)采集裝置連接，用于將所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值與預(yù)設(shè)的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍進(jìn)行比較，在所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值處于所述預(yù)設(shè)隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍之外的情況下，輸出所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)和報(bào)警提示信號(hào)。
[0006]本發(fā)明還提供了一種隧道底部監(jiān)測方法，其中，該方法包括:利用檢測裝置對(duì)隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行檢測；利用數(shù)據(jù)采集裝置采集所檢測的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)；以及利用控制裝置將所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值與預(yù)設(shè)的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍進(jìn)行比較，在所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值處于所述預(yù)設(shè)隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍之外的情況下，存儲(chǔ)所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)并輸出報(bào)警提示信號(hào)。
[0007]通過上述技術(shù)方案，利用檢測裝置對(duì)隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行檢測，利用數(shù)據(jù)采集裝置采集所檢測的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)，以及利用控制裝置將所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值與預(yù)設(shè)的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍進(jìn)行比較，并在所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值處于所述預(yù)設(shè)隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍之外的情況下，存儲(chǔ)所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)并輸出報(bào)警提示信號(hào)。由此，能夠?qū)λ淼赖撞康臓顟B(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)(存在安全隱患、病害等)并發(fā)出報(bào)警提示，從而確保行車安全。并且，由于存儲(chǔ)了隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)，可以為進(jìn)一步分析隧道底部狀態(tài)做準(zhǔn)備。
[0008]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0009]附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的隧道底部監(jiān)測系統(tǒng)的方框圖；以及[0011 ]圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的隧道底部監(jiān)測方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的隧道底部監(jiān)測系統(tǒng)的方框圖。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的隧道底部監(jiān)測系統(tǒng)包括:檢測裝置10，用于對(duì)隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行檢測;數(shù)據(jù)采集裝置20，與所述檢測裝置10連接，用于采集所述檢測裝置10所檢測的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)；以及控制裝置30，與所述數(shù)據(jù)采集裝置20連接，用于將所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值與預(yù)設(shè)的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍進(jìn)行比較，在所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值處于所述預(yù)設(shè)隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍之外的情況下，存儲(chǔ)所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)并輸出報(bào)警提示信號(hào)。
[0015]通過利用檢測裝置對(duì)隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行檢測，利用數(shù)據(jù)采集裝置采集所檢測的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)，以及利用控制裝置將所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值與預(yù)設(shè)的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍進(jìn)行比較，并在所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值處于所述預(yù)設(shè)隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍之外的情況下，存儲(chǔ)所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)并輸出報(bào)警提示信號(hào)。由此，能夠?qū)λ淼赖撞康臓顟B(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)(存在安全隱患、病害等)并發(fā)出報(bào)警提示，從而確保行車安全。并且，由于存儲(chǔ)了隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)，可以為進(jìn)一步分析隧道底部狀態(tài)做準(zhǔn)備。
[0016]其中，在劃定了監(jiān)測范圍的情況下，通過本發(fā)明上述的監(jiān)測系統(tǒng)，可以獲知該監(jiān)測范圍內(nèi)的隧道的安全情況。并且，可以在監(jiān)測范圍內(nèi)標(biāo)注所檢測的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)，以便于該監(jiān)測范圍內(nèi)的隧道底部狀態(tài)分析。
[0017]根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，數(shù)據(jù)采集裝置20可以實(shí)現(xiàn)不同形式信號(hào)的互相轉(zhuǎn)換(光電信號(hào)轉(zhuǎn)換、電流電壓轉(zhuǎn)換、頻率與電壓轉(zhuǎn)換)，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的數(shù)字化的自動(dòng)采集。
[0018]根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，控制裝置30可以位于監(jiān)控中心信息管理系統(tǒng)中，通過例如GPRS無線傳輸?shù)冗h(yuǎn)程傳輸方式接收數(shù)據(jù)采集裝置采集的數(shù)據(jù)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，該系統(tǒng)還包括:分析裝置40，用于根據(jù)報(bào)警提示信號(hào)將所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值與歷史參數(shù)的值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果生成隧道底部狀態(tài)分析報(bào)告。分析裝置40也可以與控制裝置30—樣位于監(jiān)控中心信息管理系統(tǒng)中。
[0020]其中，歷史參數(shù)例如可以為先前檢測的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)、經(jīng)驗(yàn)值或者最優(yōu)值。而隧道底部狀態(tài)分析報(bào)告例如可以包括根據(jù)比較結(jié)果得到的異常狀態(tài)等級(jí)(安全隱患等級(jí)、病害等級(jí)等等)報(bào)告以及相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。上述示例僅僅是示例性的，并非用于限定本發(fā)明。
[0021]由此，不再需要操作人員根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，只要獲得上述的隧道底部狀態(tài)分析報(bào)告，就可以獲知隧道底部的狀態(tài)以及在出現(xiàn)異常狀態(tài)的情況下采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，提高了工作效率。
[0022]并且，在所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值處于所述預(yù)設(shè)隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍內(nèi)的情況下，分析裝置40也可以直接根據(jù)所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)生成隧道底部狀態(tài)分析報(bào)告。由此可以及時(shí)了解隧道底部狀態(tài)情況。
[0023]此外，該系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)、歷史參數(shù)和隧道底部狀態(tài)分析報(bào)告。
[0024]根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，該系統(tǒng)還包括顯示裝置50，用于顯示所述隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)的值、所述預(yù)設(shè)的隧道底部狀態(tài)相關(guān)的參數(shù)閾值范圍、歷史參數(shù)的值和所述隧道底部狀態(tài)分析報(bào)告。
[0025]其中，該顯示裝置50還可以用于根據(jù)所述報(bào)警提示信號(hào)顯示報(bào)警提示信息。所顯示的報(bào)警提示信息例如可以為隧道底部存在安全隱患、存在病害等等。通過顯示裝置50對(duì)報(bào)警提示信息的顯示，可以提醒操作人員及時(shí)做出應(yīng)對(duì)措施。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，該系統(tǒng)還包括聲音提示裝置，用于根據(jù)所述報(bào)警提示信號(hào)發(fā)出報(bào)警提示音。該聲音提示裝置可以在顯示裝置50顯示報(bào)警提示信息的同時(shí)發(fā)出報(bào)警提示音，也可以在顯示裝置50不對(duì)報(bào)警提示信息進(jìn)行顯示的情況下單獨(dú)發(fā)出報(bào)警提示音。通過聲音提示裝置發(fā)出報(bào)警提示音，可以在操作人員不方便查看顯示裝置50顯示內(nèi)容的情況下或顯示裝置50故障的情況下及時(shí)提醒操作人員做出應(yīng)對(duì)措施。其中，該聲音提示裝置可以采用蜂鳴器或揚(yáng)聲器。
[0027]此外，該系統(tǒng)還可以包括發(fā)光提示裝置，用于根據(jù)所述報(bào)警提示信號(hào)發(fā)出報(bào)警提示光。該發(fā)光提示裝置可以與上述的顯示裝置50和聲音提示裝置中的至少一者同時(shí)工作，也可以在上述的顯示裝置50不對(duì)報(bào)警提示信息進(jìn)行顯示以及聲音提示裝置不發(fā)出報(bào)警提示音的情況下單獨(dú)工作。其中，該發(fā)光提示裝置可以為發(fā)光二極管(LED)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式，所述檢測裝置為以下中的至少一者:壓力傳感器、振動(dòng)傳感器、應(yīng)變傳感器、面波儀和雷達(dá)。
[0029]其中，各傳感器可以分別布置在隧道中心、兩側(cè)鋼軌以及道心位置正下方填充層混凝土上表面。且應(yīng)變傳感器、振動(dòng)傳感器均采用粘結(jié)劑(704、914膠)