CN115680778B - 基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统及方法，属于隧道工程质量监理智能管理技术领域，基于大数据的隧道工程质量监理智能管理方法由系统执行，系统包括：压力检测装置，设于第一导轨装置的滑座上；超声波测距装置，设于第二导轨装置的滑座上；弧度测量仪，设于第三导轨装置的滑座上；电机控制装置，分别与第一导轨装置、第二导轨装置和第三导轨装置连接；处理器，分别与压力检测装置、超声波测距装置和弧度测量仪连接；隧道工程参数数据库，与处理器连接；显示终端，与处理器连接。本发明通过压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据，来判别隧道结构变形程度，使得隧道结构变形程度的判别和检测更加精准、可靠。

Description

基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统及方法

技术领域

本发明涉及隧道工程质量监理智能管理技术领域，具体涉及一种基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统及方法。

背景技术

对于隧道工程来说，由于隧道工程地质条件复杂，隐蔽工程多，施工难度大，因此需要对隧道工程进行细致全面的质量监理。现在的隧道工程监理大多是人工进行质量监理，监理效率低，智能化程度不高，且浪费大量的人力，同时人工监理只能对隧道工程的各方面参数进行质量检测，无法获取整个隧道工程的综合质量情况。

在隧道工程质量监理中，最重要的是对隧道结构的变形程度的检测，隧道结构的变形程度是施工阶段（如工程验收）中的施工质量是否符合设计要求的重要评判标准之一，也是使用阶段中的隧道是否仍在安全使用范围内的重要评判标准之一，因此，有必要提供一种侧重于隧道结构变形程度检测的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统及方法。

发明内容

本发明提供了一种基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统及方法，以满足上述需求。

本说明书实施例的一方面公开了一种基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统，包括：

第一导轨装置、第二导轨装置和第三导轨装置，各自具有的导轨均沿隧道工程的隧道一侧、弧形顶部至隧道另一侧架设；

压力检测装置，设于所述第一导轨装置的滑座上，且其检测端与所述隧道工程的隧道内侧面相挤压，以进行压力检测；

超声波测距装置，设于所述第二导轨装置的滑座上，且其检测端对着所述隧道工程的隧道内侧面，以进行超声波测距；

弧度测量仪，设于所述第三导轨装置的滑座上，且其检测端与所述隧道内侧面相挤压，用于检测所述隧道内侧面的弧度；

电机控制装置，分别与所述第一导轨装置、第二导轨装置和第三导轨装置连接；

处理器，分别与所述压力检测装置、超声波测距装置和弧度测量仪连接，以接收压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据；

隧道工程参数数据库，与所述处理器连接，以存储所述压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据；

显示终端，与所述处理器连接，以显示所述压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据。

本说明书公开的一个实施例中，基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统还包括：标记控制装置，分别在所述第一导轨装置、第二导轨装置和第三导轨装置的滑座上各设有一个；其中，所述标记控制装置与所述处理器连接；所述隧道工程参数数据库存储有符合隧道工程设计要求的压力标准数据、距离标准数据和弧度标准数据，所述处理器将所述压力检测数据与所述压力标准数据、所述超声波测距数据与所述距离标准数据、所述弧度检测数据与所述弧度标准数据进行对应比较，并根据比较结果通过所述电机控制装置控制相应的所述第一导轨装置、第二导轨装置和第三导轨装置停止，并控制相应的所述标记控制装置进行位置标记。

本说明书公开的一个实施例中，基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统还包括：第一比较器，设有基于所述压力标准数据的压力阈值，一端与所述压力检测装置连接，另一端与所述电机控制装置连接；第二比较器，设有基于所述距离标准数据的距离阈值，一端与所述超声波测距装置连接，另一端与所述电机控制装置连接；第三比较器，设有基于所述弧度标准数据的弧度阈值，一端与所述弧度测量仪连接，另一端与所述电机控制装置连接；其中，所述标记控制装置与所述电机控制装置连接；所述第一比较器将所述压力检测数据与所述压力阈值进行比较，并根据比较结果通过所述电机控制装置控制所述第一导轨装置停止，并控制所述标记控制装置进行位置标记；所述第二比较器将所述超声波测距数据与所述距离阈值进行比较，并根据比较结果通过所述电机控制装置控制所述第二导轨装置停止，并控制所述标记控制装置进行位置标记；所述第三比较器将所述弧度检测数据与所述弧度阈值进行比较，并根据比较结果通过所述电机控制装置控制所述第三导轨装置停止，并控制所述标记控制装置进行位置标记。

本说明书公开的一个实施例中，所述第一导轨装置的导轨终点设有第一行程开关，所述第一行程开关与所述电机控制装置连接，当所述第一导轨装置的滑座行进至所述第一行程开关时，所述第一行程开关动作，所述电机控制装置控制所述第一导轨装置的滑座返回，以使所述压力检测装置进行二次压力检测。

本说明书公开的一个实施例中，所述第二导轨装置的导轨终点设有第二行程开关，所述第二行程开关与所述电机控制装置连接，当所述第二导轨装置的滑座行进至所述第二行程开关时，所述第二行程开关动作，所述电机控制装置控制所述第二导轨装置的滑座返回，以使所述超声波测距装置进行二次超声波测距。

本说明书公开的一个实施例中，所述第三导轨装置的导轨终点设有第三行程开关，所述第三行程开关与所述电机控制装置连接，当所述第三导轨装置的滑座行进至所述第三行程开关时，所述第三行程开关动作，所述电机控制装置控制所述第三导轨装置的滑座返回，以使所述弧度测量仪进行二次弧度测量。

本说明书公开的一个实施例中，所述导轨上每一点位置到符合隧道工程设计要求的隧道工程的隧道内侧面之间的直线距离均一致，以保证所述压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据的可靠性。

本说明书公开的一个实施例中，所述压力检测装置的电路包括开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、运放U1、运放U3、运放U4、运放U5和压力传感器U2；所述开关S1一端外接电压端VCC，另一端与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述运放U1的同相端和接地的所述电阻R2连接，所述运放U1的反相端与所述压力传感器U2的引脚5和接地的所述电阻R3连接，所述运放U1的输出端与所述压力传感器U2的引脚2连接，所述压力传感器U2的引脚1和引脚6相连后与所述运放U3的同相端连接，所述压力传感器U2的引脚3与所述运放U4的同相端连接，所述运放U3的反相端与所述电阻R4的一端和电阻R6的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端与所述电阻R7的一端和运放U4的反向端连接，所述运放U3的输出端与所述电阻R6的另一端和电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电阻R9的一端和运放U5的同相端连接，所述电阻R9的另一端与所述电阻R11的一端和接地的电阻R10连接，所述电阻R11的另一端与所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端外接电压端VCC；所述电阻R7的另一端与所述运放U4的输出端和电阻R13的一端连接，所述电阻R13的另一端与所述电阻R14的一端和运放U5的反相端连接，所述电阻R14的另一端与所述运放U5的输出端和电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端与所述处理器连接。

本说明书公开的一个实施例中，所述超声波测距装置的电路包括开关S2、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、反相器U7a、反相器U7b、反相器U7c、反相器U7d、反相器U7e、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、三极管Q2、发射换能器U6、接收换能器U10、定时器U8、定时器U9、二极管VD1和红外线接收器U11；所述开关S2的一端接地，另一端与所述电容C6的一端和电阻R22的一端连接，所述电容C6的另一端与所述定时器U9的引脚8、电阻R21的一端和二极管VD1的正极连接，所述定时器U9的引脚12和引脚13相连后与所述电阻R20的一端和电容C5的正极连接，所述电容C5的负极接地，所述定时器U9的引脚11与接地的所述电容C4连接，所述电阻R16的一端与所述电阻R20的另一端、电阻R21的另一端、二极管VD1的负极、电阻R22的另一端、定时器U9的引脚10和引脚14连接；所述电阻R16的另一端与所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端与所述电阻R18的一端和定时器U8的引脚1连接，所述电阻R18的另一端与所述电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端与接地的所述电容C3、所述定时器U8的引脚2和引脚6连接，所述定时器U8的引脚4与所述定时器U9的引脚9和电阻R25的一端连接，所述定时器U8的引脚3与接地的所述电容C2连接；所述定时器U8的引脚4与所述反相器U7a的输入端、反相器U7c的输入端和反相器U7d的输入端连接，所述反相器U7a的输出端与所述反相器U7b的输入端和反相器U7e的输入端连接，所述电容C1的一端与所述反相器U7b的输出端和反相器U7e的输出端连接，所述电容C1的另一端与所述发射换能器U6的一端连接，所述发射换能器U6的另一端与所述反相器U7c的输出端和反相器U7d的输出端连接；所述电阻R25的另一端与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极与所述接收换能器U10的一端连接后接地，所述三极管Q2的集电极与所述接收换能器U10的另一端和电容C7的一端连接，所述电容C7的另一端与所述红外线接收器U11的引脚1连接，所述红外线接收器U11的引脚2与所述电阻R27的一端连接，所述电阻R27的另一端与所述电容C10的正极连接，所述红外线接收器U11的引脚3与所述电容C9的正极连接，所述红外线接收器U11的引脚4与所述电容C9的负极和电容C10的负极连接后接地，所述红外线接收器U11的引脚5通过所述电阻R26外接电压端VCC，所述红外线接收器U11的引脚6与接地的所述电容C8连接，所述红外线接收器U11的引脚8与所述电阻R28的一端连接后外接电压端VCC，所述红外线接收器U11的引脚7与所述电阻R28的另一端连接后与所述处理器连接。

本说明书实施例的另一方面公开了一种基于大数据的隧道工程质量监理智能管理方法，使用上述中任一项所述的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统；

所述方法包括如下步骤：

S1.获取压力标准数据、距离标准数据和弧度标准数据；

S2.获取所述压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据；

S3.比较所述压力检测数据和所述压力标准数据，得到第一比较结果；

比较所述超声波测距数据和所述距离标准数据，得到第二比较结果；

比较所述弧度检测数据和所述弧度标准数据，得到第三比较结果；

S4.计算所述第一比较结果、第二比较结果和第三比较结果中数据不一致的次数所占的比例，当该比例大于等于30%，则通过所述显示终端显示并向人员发出危险警示；当该比例小于30%且大于等于10%，则通过所述显示终端显示并向人员发出维护提醒；当该比例小于10%，则通过所述显示终端显示；

S5.将步骤S4计算的比例、所述第一比较结果、第二比较结果和第三比较结果共同存储到所述隧道工程参数数据库。

本说明书实施例至少可以实现以下有益效果：

本发明通过第一导轨装置和压力检测装置配合，进行压力检测，得到压力检测数据；通过第二导轨装置和超声波测距装置配合，进行超声波测距，得到超声波测距数据；通过第三导轨装置和弧度测量仪配合，进行弧度检测，得到弧度检测数据；即可通过压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据，从这3个维度去确定隧道结构变形程度，使得隧道结构变形程度的判别和检测更加精准、可靠，为隧道结构变形程度的检测提供了可靠的依据和参考数据，为基于大数据的隧道工程质量监理智能管理，提供了侧重于隧道结构变形程度检测的技术方案，可以促进基于大数据的隧道工程质量监理智能管理技术的发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一些实施例中所涉及的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统的结构示意图。

图2为本发明一些实施例中所涉及的第一导轨装置和压力检测装置的结构示意图。

图3为本发明一些实施例中所涉及的第二导轨装置和超声波测距装置的结构示意图。

图4为本发明一些实施例中所涉及的第三导轨装置和弧度测量仪的结构示意图。

图5为本发明一些实施例中所涉及的第一导轨装置和标记控制装置的结构示意图。

图6为本发明一些实施例中所涉及的压力检测装置的电路和第一比较器的电路的示意图。

图7为本发明一些实施例中所涉及的超声波测距装置的电路和第二比较器的电路的示意图。

图8为本发明一些实施例中所涉及的弧度测量仪的电路和第三比较器的电路的示意图。

图9为本发明一些实施例中所涉及的电机控制装置的电路的示意图。

图10为本发明一些实施例中所涉及的标记控制装置的电路的示意图。

附图标记：

1、第一导轨装置；11、压力检测装置；12、第一行程开关；

2、第二导轨装置；21、超声波测距装置；22、第二行程开关；

3、第三导轨装置；31、弧度测量仪；32、第三行程开关；

4、隧道；5、滑座；

6、标记控制装置；61、气缸；62、标记件。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供了本说明书实施例的一方面公开了一种基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统，包括：

第一导轨装置1、第二导轨装置2和第三导轨装置3，各自具有的导轨（呈U型结构）均沿隧道工程的隧道4一侧、弧形顶部至隧道4另一侧架设；

压力检测装置11，设于第一导轨装置1的滑座5上，且其检测端与隧道工程的隧道4内侧面相挤压，以进行压力检测；

超声波测距装置21，设于第二导轨装置2的滑座5上，且其检测端对着隧道工程的隧道4内侧面，以进行超声波测距；

弧度测量仪31，设于第三导轨装置3的滑座5上，且其检测端与隧道4内侧面相挤压，用于检测隧道4内侧面的弧度；

电机控制装置，分别与第一导轨装置1、第二导轨装置2和第三导轨装置3连接；

处理器，分别与压力检测装置11、超声波测距装置21和弧度测量仪31连接，以接收压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据；

隧道工程参数数据库，与处理器连接，以存储压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据；

显示终端，与处理器连接，以显示压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据。

在一些实施例中，如图1和图5所示，基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统还包括：标记控制装置6，分别在第一导轨装置1、第二导轨装置2和第三导轨装置3的滑座5上各设有一个（标记控制装置6在图2～图4中未示出）；其中，标记控制装置6与处理器连接；隧道工程参数数据库存储有符合隧道工程设计要求的压力标准数据、距离标准数据和弧度标准数据，处理器将压力检测数据与压力标准数据、超声波测距数据与距离标准数据、弧度检测数据与弧度标准数据进行对应比较，并根据比较结果通过电机控制装置控制相应的第一导轨装置1、第二导轨装置2和第三导轨装置3停止，进而控制相应的标记控制装置6进行位置标记。

实际应用中，基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统还包括与处理器连接的隧道基本参数检测模块、隧道混凝土厚度检测模块和与隧道工程质量监理相关的监测模块，隧道基本参数检测模块用于测量隧道4的长度、宽度和高度，隧道混凝土厚度检测模块包括X射线探测仪，用于检测隧道4顶部的混凝土厚度。这些模块均为现有方案，本发明的重点在于通过压力检测装置11、超声波测距装置21和弧度测量仪31，获取压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据，以及获取符合隧道工程设计要求的压力标准数据、距离标准数据和弧度标准数据，进行相应对比，根据对比结果来初步判别隧道结构变形程度，即本系统侧重于隧道结构变形程度的检测。

应当理解的是，符合隧道工程设计要求的压力标准数据、距离标准数据和弧度标准数据的获取过程可以如下：

基于符合隧道工程设计要求的隧道4，将其划分为一侧面段、另一侧面段及两者之间的弧形顶部段，沿一侧面段、另一侧面段及两者之间的弧形顶部段架设相同轨迹的导轨，该导轨即为第一至第三导轨装置的导轨，通过电机控制装置驱动第一至第三导轨装置对应的滑座5沿其导轨移动，滑座5上的压力检测装置11、超声波测距装置21和弧度测量仪31即可进行相应的压力检测、超声波测距和弧度检测，所测得的数据即为相应的压力标准数据、距离标准数据和弧度标准数据，并与第一至第三导轨装置的设置方案共同存储到隧道工程参数数据库。在后续进行隧道结构变形程度检测（压力检测、超声波测距和弧度检测）时，即可调用第一至第三导轨装置的设置方案，使得前后设置方案一致，即将除了隧道结构变形程度外的变量设为定量，隧道结构变形程度（压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据）作为唯一变量，通过后续的检测数据与标准数据作对比后，即可精准衡量隧道结构变形程度，而且数据对比结果可靠。即导轨上每一点位置到符合隧道工程设计要求的隧道工程的隧道4内侧面之间的直线距离均一致，以保证压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据的可靠性。

可以理解的是，第一导轨装置1、第二导轨装置2和第三导轨装置3均为现有设备，各自的导轨在架设（使用相应的安装架等安装设备架设）后，属于弧形导轨，或者是由一段直线导轨、弧形导轨和另一段直线导轨依次拼接而成；可以通过电机控制装置控制其滑座5移动，即滑座5可以由下述的电机M1、电机M2和电机M3来控制其移动。

在一些实施例中，如图5所示，标记控制装置6包括安装在滑座5上的气缸61和标记件62，标记件62与气缸61的动作端连接，标记件62可以为标记笔、记号笔和印章等起标记作用的器件，气缸61与处理器连接，可以由处理器控制气缸61工作；在下述的第一比较器、第二比较器和第三比较器的实施例中，气缸61还可以与电机控制装置连接，由电机控制装置控制气缸61工作。

当处理器将压力检测数据与压力标准数据、超声波测距数据与距离标准数据、弧度检测数据与弧度标准数据进行对应比较，压力检测数据与压力标准数据不一致和/或超声波测距数据与距离标准数据不一致和/或弧度检测数据与弧度标准数据时，处理器控制相应的滑座5停止，并控制气缸61动作，气缸61驱动标记件62，标记件62在隧道4的内侧面打上标记，由于标记件62和相应的检测件（压力检测装置11、超声波测距装置21和弧度测量仪31）是共同安装在滑座5上，后续工作人员即可通过标记确定出数据不一致时的检测端所对应于隧道4的内侧面的检测位置，以便后续的隧道工程质量监理（如检修、维护保养、防危安全措施等）。

在实际应用中，在检测数据与标准数据对比时，允许有误差，即标准数据实际包含有标准数据范围，只要检测数据在标准数据范围内，则认为检测数据与标准数据一致。如检测数据不在标准数据范围内，则可以初步认为该检测数据对应的检测位置发生结构变形。

压力检测装置11、超声波测距装置21和弧度测量仪31可以采用现有各种高精度的传感器检测装置，也可以采用下述实施例中的方案；而为了便于移动式检测压力，压力检测装置11中的压力传感器可以为滚轮压力传感器。

在一些实施例中，如图1所示，基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统还包括：第一比较器，设有基于压力标准数据的压力阈值，一端与压力检测装置11连接，另一端与电机控制装置连接；第二比较器，设有基于距离标准数据的距离阈值，一端与超声波测距装置21连接，另一端与电机控制装置连接；第三比较器，设有基于弧度标准数据的弧度阈值，一端与弧度测量仪31连接，另一端与电机控制装置连接；其中，标记控制装置6与电机控制装置连接；第一比较器将压力检测数据与压力阈值进行比较，并根据比较结果通过电机控制装置控制第一导轨装置1停止，并控制标记控制装置6进行位置标记；第二比较器将超声波测距数据与距离阈值进行比较，并根据比较结果通过电机控制装置控制第二导轨装置2停止，并控制标记控制装置6进行位置标记；第三比较器将弧度检测数据与弧度阈值进行比较，并根据比较结果通过电机控制装置控制第三导轨装置3停止，并控制标记控制装置6进行位置标记。

本实施例中，第一比较器将压力检测数据（对应的电压）与压力阈值（电压阈值）进行比较，一旦压力检测数据不在压力阈值范围内，则第一比较器输出信号到电机控制装置，电机控制装置控制标记控制装置6进行位置标记；在标记后继续进行压力检测。

第二比较器将超声波测距数据（对应的电压）与距离阈值（电压阈值）进行比较，一旦超声波测距数据不在距离阈值范围内，则第二比较器输出信号到电机控制装置，电机控制装置控制标记控制装置6进行位置标记；在标记后继续进行超声波测距。

第三比较器将弧度检测数据（对应的电压）与弧度阈值（电压阈值）进行比较，一旦弧度检测数据不在弧度阈值范围内，则第三比较器输出信号到电机控制装置，电机控制装置控制标记控制装置6进行位置标记；在标记后继续进行弧度检测。

在一些实施例中，如图2所示，第一导轨装置1的导轨终点设有第一行程开关12，第一行程开关12与电机控制装置连接，当第一导轨装置1的滑座5行进至第一行程开关12时，第一行程开关12动作，电机控制装置控制第一导轨装置1的滑座5返回，以使压力检测装置11进行二次压力检测。

本实施例中，通过设置第一行程开关12，使得可以获取往返方向上的2次压力标准数据和2次压力检测数据，通过往返方向上的2次数据对比，使得对比结果更为准确可靠，进而提高隧道结构变形程度判别的准确性。

在一些实施例中，如图3所示，第二导轨装置2的导轨终点设有第二行程开关22，第二行程开关22与电机控制装置连接，当第二导轨装置2的滑座5行进至第二行程开关22时，第二行程开关22动作，电机控制装置控制第二导轨装置2的滑座5返回，以使超声波测距装置21进行二次超声波测距。

本实施例中，通过设置第二行程开关22，使得可以获取往返方向上的2次距离标准数据和2次超声波测距数据，通过往返方向上的2次数据对比，使得对比结果更为准确可靠，进而提高隧道结构变形程度判别的准确性。

在一些实施例中，如图4所示，第三导轨装置3的导轨终点设有第三行程开关32，第三行程开关32与电机控制装置连接，当第三导轨装置3的滑座5行进至第三行程开关32时，第三行程开关32动作，电机控制装置控制第三导轨装置的滑座5返回，以使弧度测量仪31进行二次弧度测量。

本实施例中，通过设置第三行程开关32，使得可以获取往返方向上的2次弧度标准数据和2次弧度检测数据，通过往返方向上的2次数据对比，使得对比结果更为准确可靠，进而提高隧道结构变形程度判别的准确性。

在一些实施例中，如图6所示，压力检测装置11的电路包括开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、运放U1、运放U3、运放U4、运放U5和压力传感器U2。

开关S1一端外接电压端VCC，另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与运放U1的同相端和接地的电阻R2连接，运放U1的反相端与压力传感器U2的引脚5和接地的电阻R3连接，运放U1的输出端与压力传感器U2的引脚2连接，压力传感器U2的引脚1和引脚6相连后与运放U3的同相端连接，压力传感器U2的引脚3与运放U4的同相端连接，运放U3的反相端与电阻R4的一端和电阻R6的一端连接，电阻R4的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电阻R7的一端和运放U4的反向端连接。

运放U3的输出端与电阻R6的另一端和电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与电阻R9的一端和运放U5的同相端连接，电阻R9的另一端与电阻R11的一端和接地的电阻R10连接，电阻R11的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端外接电压端VCC；电阻R7的另一端与运放U4的输出端和电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与电阻R14的一端和运放U5的反相端连接，电阻R14的另一端与运放U5的输出端和电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与处理器连接。

本实施例中，运放U1、运放U3、运放U4和运放U5的型号为LM324。

闭合开关S1，运放U1输出高电平到压力传感器U2，压力传感器U2开始工作，压力传感器U2检测到压力，压力传感器U2输出信号到由运放U3、运放U4和各个电阻组成的两级运放电路，信号经两级运放放大后输出到运放U5，运放U5通过电阻R15将放大信号输出到处理器，处理器将放大信号与调取的隧道工程参数数据库中的压力标准数据进行比较，若不一致则通过电机控制装置控制第一导轨装置1的滑座5停止，并控制对应的气缸61动作，气缸61驱动标记件62，标记件62在隧道4的内侧面打上标记；若一致则滑座5继续移动（该过程不中断，即电机M1可以为步进电机，可以通过脉冲控制电机M1周期性工作，滑座5即可实现周期性移动/停止，便于压力检测和位置标记）。

需要注意的是，如果隧道工程参数数据库中的压力标准数据是压力值，则处理器先将放大信号转换为相应的压力值，再作对比；如果隧道工程参数数据库中的压力标准数据是电压值，则处理器可以直接进行数据对比；即压力标准数据可以有压力值和电压值两种数据表达形式。

在一些实施例中，如图7所示，超声波测距装置21的电路包括开关S2、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、反相器U7a、反相器U7b、反相器U7c、反相器U7d、反相器U7e、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、三极管Q2、发射换能器U6、接收换能器U10、定时器U8、定时器U9、二极管VD1和红外线接收器U11。

开关S2的一端接地，另一端与电容C6的一端和电阻R22的一端连接，电容C6的另一端与定时器U9的引脚8、电阻R21的一端和二极管VD1的正极连接，定时器U9的引脚12和引脚13相连后与电阻R20的一端和电容C5的正极连接，电容C5的负极接地，定时器U9的引脚11与接地的电容C4连接，电阻R16的一端与电阻R20的另一端、电阻R21的另一端、二极管VD1的负极、电阻R22的另一端、定时器U9的引脚10和引脚14连接。

电阻R16的另一端与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与电阻R18的一端和定时器U8的引脚1连接，电阻R18的另一端与电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端与接地的电容C3、定时器U8的引脚2和引脚6连接，定时器U8的引脚4与定时器U9的引脚9和电阻R25的一端连接，定时器U8的引脚3与接地的电容C2连接。

定时器U8的引脚4与反相器U7a的输入端、反相器U7c的输入端和反相器U7d的输入端连接，反相器U7a的输出端与反相器U7b的输入端和反相器U7e的输入端连接，电容C1的一端与反相器U7b的输出端和反相器U7e的输出端连接，电容C1的另一端与发射换能器U6的一端连接，发射换能器U6的另一端与反相器U7c的输出端和反相器U7d的输出端连接。

电阻R25的另一端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与接收换能器U10的一端连接后接地，三极管Q2的集电极与接收换能器U10的另一端和电容C7的一端连接，电容C7的另一端与红外线接收器U11的引脚1连接，红外线接收器U11的引脚2与电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端与电容C10的正极连接，红外线接收器U11的引脚3与电容C9的正极连接，红外线接收器U11的引脚4与电容C9的负极和电容C10的负极连接后接地，红外线接收器U11的引脚5通过电阻R26外接电压端VCC，红外线接收器U11的引脚6与接地的电容C8连接，红外线接收器U11的引脚8与电阻R28的一端连接后外接电压端VCC，红外线接收器U11的引脚7与电阻R28的另一端连接后与处理器连接。

本实施例中，反相器U7a、反相器U7b、反相器U7c、反相器U7d和反相器U7e的型号为74HC04；发射换能器U6的型号为MA40S2S；接收换能器U10的型号为MA40S2R；定时器U8和定时器U9的型号为NE556；红外线接收器U11的型号为CX20106A。

闭合开关S2，低电平变成正负尖顶脉冲，经过二极管VD1得到负尖顶脉冲，触发单稳态触发器（由定时器U9及与其连接的器件组成）翻转。当定时器U9输出高电平时，多谐振荡器（定时器U8及与其连接的器件组成）产生振荡，定时器U8输出脉冲到反相器U7a的输入端、反相器U7c的输入端和反相器U7d的输入端，即脉冲一路经反相器U7a反相，再经由并联的反相器U7b和反相器U7e反相；其另一路经并联的反相器U7c和反相器U7d反相；施加在发射换能器U6两端上的2路脉冲电压相位相反，发射换能器U6发射超声波；其中，电容C1用于隔直流，避免直流电压长时间施加到发射换能器U6，造成发射换能器U6绝缘电阻下降，导致发射换能器U6性能降低。

定时器U9输出高电平，三极管Q2导通，接收换能器U10接收超声波转成微弱电信号，并通过电容C7传输到红外线接收器U11，经红外线接收器U11放大、整形后，输出放大信号到处理器，处理器将放大信号与调取的隧道工程参数数据库中的距离标准数据进行比较，若不一致则通过电机控制装置控制第二导轨装置2的滑座5停止，并控制对应的气缸61动作，气缸61驱动标记件62，标记件62在隧道4的内侧面打上标记；若一致则滑座5继续移动（该过程不中断，即电机M2可以为步进电机，可以通过脉冲控制电机M2周期性工作，滑座5即可实现周期性移动/停止，便于超声波测距和位置标记）。

需要注意的是，如果隧道工程参数数据库中的距离标准数据是压力值，则处理器先将放大信号转换为相应的压力值，再作对比；如果隧道工程参数数据库中的距离标准数据是电压值，则处理器可以直接进行数据对比；即距离标准数据可以有压力值和电压值两种数据表达形式。

在一些实施例中，如图6所示，第一比较器的电路包括比较器A1、比较器A2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电阻R23、电阻R24、三极管Q1和第一继电器；比较器A1的同相端与比较器A2的反相端和电阻R15的另一端连接，比较器A1的反相端外接电压VH1，比较器A1的输出端与二极管D1的正极连接，比较器A2的同相端外接电压VL1，比较器A2的输出端与二极管D2的正极连接，二极管D1的负极与二极管D2的负极和电阻R23的一端连接，电阻R23的另一端与电阻R24的一端、二极管D3的负极和三极管Q1的基极连接后共同作为输出端VOUT1，电阻R24的另一端与二极管D3的正极连接后接地，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与第一继电器的线圈KM1的一端连接，线圈KM1的另一端外接电压+12V。

本实施例中，运放U5通过电阻R15将放大信号输出到比较器A1和比较器A2，放大信号与电压VH1和电压VL1（即电压阈值为VL1～VH1）进行比较，当电压VL1＜放大信号＜电压VH1时，二极管D1和二极管D2均截止；当电压VL1＞放大信号或放大信号＞电压VH1时，二极管D2导通或二极管D1导通，三极管Q1导通，线圈KM1得电（线圈KM1得电后的过程见下述）；或输出端VOUT1输出高电平到处理器，处理器通过电机控制装置控制第一导轨装置1的滑座5停止，并控制对应的气缸61动作，气缸61驱动标记件62，标记件62在隧道4的内侧面打上标记；若一致则滑座5继续移动。

在一些实施例中，如图7所示，第二比较器的电路包括比较器A3、比较器A4、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电阻R29、电阻R30、三极管Q3和第二继电器；比较器A3的同相端与比较器A4的反相端和电阻R28的另一端连接，比较器A3的反相端外接电压VH2，比较器A3的输出端与二极管D4的正极连接，比较器A4的同相端外接电压VL2，比较器A4的输出端与二极管D5的正极连接，二极管D4的负极与二极管D5的负极和电阻R29的一端连接，电阻R29的另一端与电阻R30的一端、二极管D6的负极和三极管Q3的基极连接后共同作为输出端VOUT2，电阻R30的另一端与二极管D6的正极连接后接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极与第二继电器的线圈KM2的一端连接，线圈KM2的另一端外接电压+12V。

本实施例中，红外线接收器U11输出放大信号到比较器A3和比较器A4，放大信号与电压VH2和电压VL2（即电压阈值为VL2～VH2）进行比较，当电压VL2＜放大信号＜电压VH2时，二极管D3和二极管D4均截止；当电压VL2＞放大信号或放大信号＞电压VH2时，二极管D5导通或二极管D4导通，三极管Q3导通，线圈KM2得电（线圈KM2得电后的过程见下述）；或输出端VOUT2输出高电平到处理器，处理器通过电机控制装置控制第二导轨装置2的滑座5停止，并控制对应的气缸61动作，气缸61驱动标记件62，标记件62在隧道4的内侧面打上标记；若一致则滑座5继续移动。

在一些实施例中，如图8所示，弧度测量仪31的电路包括弧度测量芯片U12和开关S3；第三比较器的电路包括比较器A5、比较器A6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、电阻R31、电阻R32、三极管Q4和第三继电器；开关S3一端外接电压端VCC，另一端与弧度测量芯片U12的引脚VCC连接，弧度测量芯片U12的引脚OUT与比较器A5的同相端和比较器A6的反相端连接，比较器A5的反相端外接电压VH3，比较器A5的输出端与二极管D7的正极连接，比较器A6的同相端外接电压VL3，比较器A6的输出端与二极管D8的正极连接，二极管D8的负极与二极管D7的负极和电阻R31的一端连接，电阻R31的另一端与电阻R32的一端、二极管D9的负极和三极管Q4的基极连接后共同作为输出端VOUT3，电阻R32的另一端与二极管D9的正极连接后接地，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极与第三继电器的线圈KM3的一端连接，线圈KM3的另一端外接电压+12V。

本实施例中，闭合开关S3，弧度测量芯片U12工作，弧度测量芯片U12输出检测信号到比较器A5和比较器A6，检测信号与电压VH3和电压VL3（即电压阈值为VL3～VH3）进行比较，当电压VL3＜检测信号＜电压VH3时，二极管D7和二极管D8均截止；当电压VL3＞检测信号或检测信号＞电压VH3时，二极管D8导通或二极管D7导通，三极管Q4导通，线圈KM3得电（线圈KM3得电后的过程见下述）；或输出端VOUT3输出高电平到处理器，处理器通过电机控制装置控制第三导轨装置3的滑座5停止，并控制对应的气缸61动作，气缸61驱动标记件62，标记件62在隧道4的内侧面打上标记；若一致则滑座5继续移动。

在一些实施例中，如图9所示，电机控制装置的电路包括断路器QF1、总开关SB1、急停开关SB2、电机M1、电机M2、电机M3、点动开关SB3、点动开关SB4、点动开关SB5、行程开关K1、行程开关K2、行程开关K3、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器、第九继电器、第十继电器、第十一继电器、第十二继电器、第十三继电器、第十四继电器、第十五继电器、指示灯LED1、指示灯LED2、指示灯LED3、指示灯LED4、指示灯LED5、指示灯LED6、指示灯LED7、指示灯LED8、指示灯LED9、指示灯LED10、指示灯LED11和指示灯LED12；

如图10所示，标记控制装置6的电路包括电源P1、负载F1、负载F2、负载F3、第十六继电器、第十七继电器和第十八继电器；

断路器QF1一端与电源的火线L和零线N连接，另一端分别通过第四继电器的常开触点K402和第五继电器的常开触点K502与电机M1连接，以控制电机M1正反转；断路器QF1的另一端分别通过第六继电器的常开触点K602和第七继电器的常开触点K702与电机M2连接，以控制电机M2正反转；断路器QF1的另一端分别通过第八继电器的常开触点K802和第九继电器的常开触点K902与电机M3连接，以控制电机M3正反转；

总开关SB1一端通过断路器QF1与火线L连接，另一端与急停开关SB2的一端连接，急停开关SB2的另一端、点动开关SB3、第五继电器的常闭触点K503、第十三继电器的常闭触点K1302、第十继电器的常闭触点K1001、第四继电器的线圈KM4和指示灯LED1的一端依次串联，指示灯LED1的另一端通过断路器QF1与零线N连接，第四继电器的常开触点K401和第十六继电器的常开触点K1602均与点动开关SB3并联；

急停开关SB2的另一端、第十三继电器的常开触点K1301、第四继电器的常闭触点K403、第十继电器的常闭触点K1002、第五继电器的线圈KM5和指示灯LED2的一端依次串联，指示灯LED2的另一端通过断路器QF1与零线N连接，第五继电器的常开触点K501与常开触点K1301并联；

急停开关SB2的另一端、行程开关K1、第十三继电器的线圈KM13和指示灯LED3的一端依次串联，指示灯LED3的另一端通过断路器QF1与零线N连接，第十三继电器的常开触点K1302与行程开关K1并联；

急停开关SB2的另一端、点动开关SB4、第七继电器的常闭触点K703、第十四继电器的常闭触点K1402、第十一继电器的常闭触点K1101、第六继电器的线圈KM6和指示灯LED4的一端依次串联，指示灯LED4的另一端通过断路器QF1与零线N连接，第六继电器的常开触点K601和第十七继电器的常开触点K1702均与点动开关SB4并联；

急停开关SB2的另一端、第十四继电器的常开触点K1401、第六继电器的常闭触点K603、第十一继电器的常闭触点K1102、第七继电器的线圈KM7和指示灯LED5的一端依次串联，指示灯LED5的另一端通过断路器QF1与零线N连接，第七继电器的常开触点K701与常开触点K1401并联；

急停开关SB2的另一端、行程开关K2、第十四继电器的线圈KM14和指示灯LED6的一端依次串联，指示灯LED6的另一端通过断路器QF1与零线N连接，第十四继电器的常开触点K1402与行程开关K2并联；

急停开关SB2的另一端、点动开关SB5、第九继电器的常闭触点K903、第十五继电器的常闭触点K1502、第十二继电器的常闭触点K1201、第八继电器的线圈KM8和指示灯LED7的一端依次串联，指示灯LED7的另一端通过断路器QF1与零线N连接，第八继电器的常开触点K801和第十八继电器的常开触点K1802均与点动开关SB5并联；

急停开关SB2的另一端、第十五继电器的常开触点K1501、第八继电器的常闭触点K803、第十二继电器的常闭触点K1202、第九继电器的线圈KM9和指示灯LED8的一端依次串联，指示灯LED8的另一端通过断路器QF1与零线N连接，第九继电器的常开触点K901与常开触点K1501并联；

急停开关SB2的另一端、行程开关K3、第十五继电器的线圈KM15和指示灯LED9的一端依次串联，指示灯LED9的另一端通过断路器QF1与零线N连接，第十五继电器的常开触点K1502与行程开关K3并联；

电源P1、第十继电器的常开触点K1003、负载F1、第十六继电器的线圈KM16和常闭触点K1604串联构成回路；

电源P1、第十一继电器的常开触点K1103、负载F2、第十七继电器的线圈KM17和常闭触点K1704串联构成回路；

电源P1、第十二继电器的常开触点K1203、负载F3、第十八继电器的线圈KM18和常闭触点K1804串联构成回路。

本实施例中，负载F1、负载F2和负载F3分别为压力检测装置11、超声波测距装置21和弧度测量仪31对应的标记控制装置6中的气缸61在电路中的表示。行程开关K1、行程开关K2和行程开关K3分别为第一行程开关12、第二行程开关22和第三行程开关32在电路中的表示。电机M1、电机M2和电机M3分别为用于控制第一导轨装置1、第二导轨装置2和第三导轨装置3的滑座5移动的电机在电路中的表示。

综上，闭合断路器QF1和总开关SB1，电路进入准备状态；通过指示灯LED1、指示灯LED2、指示灯LED3、指示灯LED4、指示灯LED5、指示灯LED6、指示灯LED7、指示灯LED8、指示灯LED9、指示灯LED10、指示灯LED11和指示灯LED12，便于观察工作状态。

压力检测时，按下点动开关SB3后松开，线圈KM4得电，常开触点K401闭合自锁，常开触点K402闭合，电机M1正转，第一导轨装置1的滑座5移动，滑座5带动压力检测装置11中的滚轮压力传感器移动，进行一次压力检测；常闭触点K403断开实现互锁；当完成一次压力检测后，滑座5触碰第一行程开关12，行程开关K1闭合，线圈KM13得电，常开触点K1302闭合自锁，常开触点K1301闭合，线圈KM5得电，常开触点K501闭合自锁，常开触点K502闭合，电机M1反转，同时常闭触点K503断开，常闭触点K1303断开，线圈KM4失电，常开触点K402断开，电机M1停止正转；常闭触点K503断开实现互锁；第一导轨装置1的滑座5返回，滑座5带动滚轮压力传感器返回，进行二次压力检测。

其中，当压力检测数据与压力标准数据不一致时，线圈KM1得电，常开触点K101闭合，线圈KM10得电，常闭触点K1001和常闭触点K1002断开，电机M1停止，第一导轨装置1的滑座5停止移动；常开触点K1003闭合，负载F1得电，气缸61动作，气缸61驱动标记件62，标记件62在隧道4的内侧面打上标记；线圈KM16得电，第十六继电器为通电延时继电器，延时时间可以为打上标记的完成时间（即气缸61动作时间），在延时结束后，常闭触点K1601断开，线圈KM10失电，常闭触点K1001和常闭触点K1002闭合，常开触点K1602闭合，此时如果电机M1原来是正转，则线圈KM13是失电的（行程开关K1是断开），常闭触点K1303是闭合，电机M1继续原来的正转；如果电机M1原来是反转，则线圈KM13是得电的（行程开关K1闭合后通过常开触点K1302闭合自锁），常闭触点K1303是断开，线圈KM4保持失电，线圈KM5重新得电，电机M1继续原来的反转；同时常开触点K1003断开，负载F1失电，气缸61复位。

超声波测距时，按下点动开关SB4后松开，线圈KM6得电，常开触点K601闭合自锁，常开触点K602闭合，电机M2正转，第二导轨装置2的滑座5移动，滑座5带动超声波测距装置21中的超声波传感器（电路载体）移动，进行一次超声波测距；常闭触点K603断开实现互锁；当完成一次超声波测距后，滑座5触碰第二行程开关22，行程开关K2闭合，线圈KM14得电，常开触点K1402闭合自锁，常开触点K1401闭合，线圈KM7得电，常开触点K701闭合自锁，常开触点K702闭合，电机M2反转，同时常闭触点K703断开，常闭触点K1403断开，线圈KM6失电，常开触点K602断开，电机M2停止正转；第二导轨装置2的滑座5返回，滑座5带动超声波传感器返回，进行二次超声波测距。

其中，当超声波测距数据与距离标准数据不一致时，线圈KM2得电，常开触点K201闭合，线圈KM11得电，常闭触点K1101和常闭触点K1102断开，电机M2停止，第二导轨装置2的滑座5停止移动；常开触点K1103闭合，负载F2得电，气缸61动作，气缸61驱动标记件62，标记件62在隧道4的内侧面打上标记；线圈KM17得电，第十七继电器为通电延时继电器，延时时间可以为打上标记的完成时间（即气缸61动作时间），在延时结束后，常闭触点K1701断开，线圈KM11失电，常闭触点K1101和常闭触点K1102闭合，常开触点K1702闭合，此时如果电机M2原来是正转，则线圈KM14是失电的（行程开关K2是断开），常闭触点K1403是闭合，电机M2继续原来的正转；如果电机M2原来是反转，则线圈KM14是得电的（行程开关K2闭合后通过常开触点K1402闭合自锁），常闭触点K1403是断开，线圈KM6保持失电，线圈KM7重新得电，电机M2继续原来的反转；同时常开触点K1103断开，负载F2失电，气缸61复位。

弧度检测时，按下点动开关SB5后松开，线圈KM8得电，常开触点K801闭合自锁，常开触点K802闭合，电机M3正转，第三导轨装置3的滑座5移动，滑座5带动弧度测量仪31中的测量端移动，进行一次弧度检测；常闭触点K803断开实现互锁；当完成一次弧度检测后，滑座5触碰第三行程开关32，行程开关K3闭合，线圈KM15得电，常开触点K1502闭合自锁，常开触点K1501闭合，线圈KM9得电，常开触点K901闭合自锁，常开触点K902，电机M3反转，同时常闭触点K903断开，常闭触点K1503断开，线圈KM8失电，常开触点K802断开，电机M3停止正转；常闭触点K903断开实现互锁；第三导轨装置3的滑座5返回，滑座5带动弧度测量仪31中的测量端返回，进行二次压力检测。

其中，当弧度检测数据与弧度标准数据不一致时，线圈KM3得电，常开触点K301闭合，线圈KM12得电，常闭触点K1201和常闭触点K1202断开，电机M3停止，第三导轨装置3的滑座5停止移动；常开触点K1203闭合，负载F3得电，气缸61动作，气缸61驱动标记件62，标记件62在隧道4的内侧面打上标记；线圈KM18得电，第十八继电器为通电延时继电器，延时时间可以为打上标记的完成时间（即气缸61动作时间），在延时结束后，常闭触点K1801断开，线圈KM12失电，常闭触点K1201和常闭触点K1202闭合，常开触点K1802闭合，此时如果电机M3原来是正转，则线圈KM15是失电的（行程开关K3是断开），常闭触点K1503是闭合，电机M3继续原来的正转；如果电机M3原来是反转，则线圈KM15是得电的（行程开关K3闭合后通过常开触点K1502闭合自锁），常闭触点K1503是断开，线圈KM8保持失电，线圈KM9重新得电，电机M3继续原来的反转；同时常开触点K1203断开，负载F3失电，气缸61复位。

本说明书实施例的另一方面公开了一种基于大数据的隧道工程质量监理智能管理方法，使用上述中任一项所述的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统；

所述方法包括如下步骤：

S1.获取压力标准数据、距离标准数据和弧度标准数据；

S2.获取所述压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据；

S3.比较所述压力检测数据和所述压力标准数据，得到第一比较结果；

比较所述超声波测距数据和所述距离标准数据，得到第二比较结果；

比较所述弧度检测数据和所述弧度标准数据，得到第三比较结果；

S4.计算所述第一比较结果、第二比较结果和第三比较结果中数据不一致的次数所占的比例，当该比例大于等于30%，则通过所述显示终端显示并向人员发出危险警示；当该比例小于30%且大于等于10%，则通过所述显示终端显示并向人员发出维护提醒；当该比例小于10%，则通过所述显示终端显示；

S5.将步骤S4计算的比例、所述第一比较结果、第二比较结果和第三比较结果共同存储到所述隧道工程参数数据库。

综上所述，公开了本发明的多个具体实施例，在不自相矛盾的情况下，各个实施例可以自由组合形成新的实施例，也即属于替换方案的实施例之间可以自由替换，但不能相互组合；不属于替换方案的实施例之间可以相互组合，这些新的实施例也属于本发明的实质性内容。

以上实施例描述了本发明的多个具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统，其特征在于，包括：

第一导轨装置、第二导轨装置和第三导轨装置，各自具有的导轨均沿隧道工程的隧道一侧、弧形顶部至隧道另一侧架设；

压力检测装置，设于所述第一导轨装置的滑座上，且其检测端与所述隧道工程的隧道内侧面相挤压，以进行压力检测；

超声波测距装置，设于所述第二导轨装置的滑座上，且其检测端对着所述隧道工程的隧道内侧面，以进行超声波测距；

弧度测量仪，设于所述第三导轨装置的滑座上，且其检测端与所述隧道内侧面相挤压，用于检测所述隧道内侧面的弧度；

电机控制装置，分别与所述第一导轨装置、第二导轨装置和第三导轨装置连接；

处理器，分别与所述压力检测装置、超声波测距装置和弧度测量仪连接，以接收压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据；

隧道工程参数数据库，与所述处理器连接，以存储所述压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据；

显示终端，与所述处理器连接，以显示所述压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据。

2.根据权利要求1所述的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统，其特征在于，还包括：

标记控制装置，分别在所述第一导轨装置、第二导轨装置和第三导轨装置的滑座上各设有一个；

其中，所述标记控制装置与所述处理器连接；所述隧道工程参数数据库存储有符合隧道工程设计要求的压力标准数据、距离标准数据和弧度标准数据，所述处理器将所述压力检测数据与所述压力标准数据、所述超声波测距数据与所述距离标准数据、所述弧度检测数据与所述弧度标准数据进行对应比较，并根据比较结果通过所述电机控制装置控制相应的所述第一导轨装置、第二导轨装置和第三导轨装置停止，并控制相应的所述标记控制装置进行位置标记。

3.根据权利要求2所述的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统，其特征在于，还包括：

第一比较器，设有基于所述压力标准数据的压力阈值，一端与所述压力检测装置连接，另一端与所述电机控制装置连接；

第二比较器，设有基于所述距离标准数据的距离阈值，一端与所述超声波测距装置连接，另一端与所述电机控制装置连接；

第三比较器，设有基于所述弧度标准数据的弧度阈值，一端与所述弧度测量仪连接，另一端与所述电机控制装置连接；

其中，所述标记控制装置与所述电机控制装置连接；

所述第一比较器将所述压力检测数据与所述压力阈值进行比较，并根据比较结果通过所述电机控制装置控制所述第一导轨装置停止，并控制所述标记控制装置进行位置标记；

所述第二比较器将所述超声波测距数据与所述距离阈值进行比较，并根据比较结果通过所述电机控制装置控制所述第二导轨装置停止，并控制所述标记控制装置进行位置标记；

所述第三比较器将所述弧度检测数据与所述弧度阈值进行比较，并根据比较结果通过所述电机控制装置控制所述第三导轨装置停止，并控制所述标记控制装置进行位置标记。

4.根据权利要求1所述的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统，其特征在于：

所述第一导轨装置的导轨终点设有第一行程开关，所述第一行程开关与所述电机控制装置连接；

当所述第一导轨装置的滑座行进至所述第一行程开关时，所述第一行程开关动作，所述电机控制装置控制所述第一导轨装置的滑座返回，以使所述压力检测装置进行二次压力检测。

5.根据权利要求1所述的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统，其特征在于：

所述第二导轨装置的导轨终点设有第二行程开关，所述第二行程开关与所述电机控制装置连接；

当所述第二导轨装置的滑座行进至所述第二行程开关时，所述第二行程开关动作，所述电机控制装置控制所述第二导轨装置的滑座返回，以使所述超声波测距装置进行二次超声波测距。

6.根据权利要求1所述的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统，其特征在于：

所述第三导轨装置的导轨终点设有第三行程开关，所述第三行程开关与所述电机控制装置连接；

当所述第三导轨装置的滑座行进至所述第三行程开关时，所述第三行程开关动作，所述电机控制装置控制所述第三导轨装置的滑座返回，以使所述弧度测量仪进行二次弧度测量。

7.根据权利要求1所述的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统，其特征在于：

所述导轨上每一点位置到符合隧道工程设计要求的隧道工程的隧道内侧面之间的直线距离均一致。

8.根据权利要求1所述的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统，其特征在于：

所述压力检测装置的电路包括开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、运放U1、运放U3、运放U4、运放U5和压力传感器U2；

所述开关S1一端外接电压端VCC，另一端与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述运放U1的同相端和接地的所述电阻R2连接，所述运放U1的反相端与所述压力传感器U2的引脚5和接地的所述电阻R3连接，所述运放U1的输出端与所述压力传感器U2的引脚2连接，所述压力传感器U2的引脚1和引脚6相连后与所述运放U3的同相端连接，所述压力传感器U2的引脚3与所述运放U4的同相端连接，所述运放U3的反相端与所述电阻R4的一端和电阻R6的一端连接，所述电阻R4的另一端与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端与所述电阻R7的一端和运放U4的反向端连接，所述运放U3的输出端与所述电阻R6的另一端和电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电阻R9的一端和运放U5的同相端连接，所述电阻R9的另一端与所述电阻R11的一端和接地的电阻R10连接，所述电阻R11的另一端与所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端外接电压端VCC；

所述电阻R7的另一端与所述运放U4的输出端和电阻R13的一端连接，所述电阻R13的另一端与所述电阻R14的一端和运放U5的反相端连接，所述电阻R14的另一端与所述运放U5的输出端和电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端与所述处理器连接。

9.根据权利要求1所述的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统，其特征在于：

所述超声波测距装置的电路包括开关S2、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、反相器U7a、反相器U7b、反相器U7c、反相器U7d、反相器U7e、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、三极管Q2、发射换能器U6、接收换能器U10、定时器U8、定时器U9、二极管VD1和红外线接收器U11；

所述开关S2的一端接地，另一端与所述电容C6的一端和电阻R22的一端连接，所述电容C6的另一端与所述定时器U9的引脚8、电阻R21的一端和二极管VD1的正极连接，所述定时器U9的引脚12和引脚13相连后与所述电阻R20的一端和电容C5的正极连接，所述电容C5的负极接地，所述定时器U9的引脚11与接地的所述电容C4连接，所述电阻R16的一端与所述电阻R20的另一端、电阻R21的另一端、二极管VD1的负极、电阻R22的另一端、定时器U9的引脚10和引脚14连接；

所述电阻R16的另一端与所述电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端与所述电阻R18的一端和定时器U8的引脚1连接，所述电阻R18的另一端与所述电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端与接地的所述电容C3、所述定时器U8的引脚2和引脚6连接，所述定时器U8的引脚4与所述定时器U9的引脚9和电阻R25的一端连接，所述定时器U8的引脚3与接地的所述电容C2连接；

所述定时器U8的引脚4与所述反相器U7a的输入端、反相器U7c的输入端和反相器U7d的输入端连接，所述反相器U7a的输出端与所述反相器U7b的输入端和反相器U7e的输入端连接，所述电容C1的一端与所述反相器U7b的输出端和反相器U7e的输出端连接，所述电容C1的另一端与所述发射换能器U6的一端连接，所述发射换能器U6的另一端与所述反相器U7c的输出端和反相器U7d的输出端连接；

所述电阻R25的另一端与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极与所述接收换能器U10的一端连接后接地，所述三极管Q2的集电极与所述接收换能器U10的另一端和电容C7的一端连接，所述电容C7的另一端与所述红外线接收器U11的引脚1连接，所述红外线接收器U11的引脚2与所述电阻R27的一端连接，所述电阻R27的另一端与所述电容C10的正极连接，所述红外线接收器U11的引脚3与所述电容C9的正极连接，所述红外线接收器U11的引脚4与所述电容C9的负极和电容C10的负极连接后接地，所述红外线接收器U11的引脚5通过所述电阻R26外接电压端VCC，所述红外线接收器U11的引脚6与接地的所述电容C8连接，所述红外线接收器U11的引脚8与所述电阻R28的一端连接后外接电压端VCC，所述红外线接收器U11的引脚7与所述电阻R28的另一端连接后与所述处理器连接。

10.基于大数据的隧道工程质量监理智能管理方法，其特征在于，使用权利要求1～9中任一项所述的基于大数据的隧道工程质量监理智能管理系统；

所述方法包括如下步骤：

S1.获取压力标准数据、距离标准数据和弧度标准数据；

S2.获取所述压力检测数据、超声波测距数据和弧度检测数据；

S3.比较所述压力检测数据和所述压力标准数据，得到第一比较结果；

比较所述超声波测距数据和所述距离标准数据，得到第二比较结果；

比较所述弧度检测数据和所述弧度标准数据，得到第三比较结果；

S4.计算所述第一比较结果、第二比较结果和第三比较结果中数据不一致的次数所占的比例，当该比例大于等于30%，则通过所述显示终端显示并向人员发出危险警示；当该比例小于30%且大于等于10%，则通过所述显示终端显示并向人员发出维护提醒；当该比例小于10%，则通过所述显示终端显示；

S5.将步骤S4计算的比例、所述第一比较结果、第二比较结果和第三比较结果共同存储到所述隧道工程参数数据库。

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