CN204902826U - 一种基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，包括现场地面塌陷监测单元以及远程监控单元，所述现场地面塌陷监测单元根据测量控制指令对测点测量并输出测量信息；所述远程监控单元向现场地面塌陷监测单元发出所述测量控制指令，处理现场地面塌陷监测单元输出的测量信息，对地面沉降信息可视化显示，对塌陷趋势预警。本实用新型不仅减少了繁琐人工测量，同时减少了人工在读数、操作上的错误，使得测量数据更加准确，并且可对路面整体塌陷趋势进行分析，及时对路面塌陷进行预警，指导盾构施工过程中的各项参数的调整。

Description

一种基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置

技术领域

本实用新型属于地铁盾构施工地面塌陷监测装置技术领域，具体涉及一种基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置。

背景技术

随着城市轨道交通的迅速发展，越来越多的城市将拥有四通八达的地铁线网，由于地铁施工不可避免的对地层扰动、造成失水和地层应力损失引起沿线建（构）筑物沉降、位移、变形，施工沿线地面容易发生塌陷。由于地面塌陷具有突发性、隐蔽性、不确定性和时空效应等特点，为了有效的保障工程的安全进行，并见减少地面塌陷所带来的灾难性后果，对盾构施工上方易塌陷路面进行全天候、实时监测，提供及时、可靠的监测数据和预警信息，对确保盾构施工安全有着积极的作用。就目前而言，地面塌陷的监测任务主要依靠人工采用精密水准仪测量操作完成，工作比较繁琐同时人工存在读数和操作误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述的技术问题而提供一种使用方便、操作简单、效率高、精度高的基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，以克服现有人工测量存在的读数和操作误差的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，包括：

现场地面塌陷监测单元，用于根据测量控制指令对相应位置测点进行测量并输出测量信息，包括全站仪以及棱镜；

地面塌陷远程监控单元，与所述现场地面塌陷监测单元连接，用于向所述全站仪发出测量控制指令，接收处理所述全站仪输出的测量信息，对地面沉降信息进行可视化显示，对塌陷趋势进行预警。

所述棱镜为L型迷你棱镜，包括基准点棱镜与监测点棱镜，所述全站仪为具有ATR功能的全站仪。

所述现场地面塌陷监测单元和地面塌陷远程监控单元之间通过无线方式连接进行所述测量控制指令和测量信息的传输。

所述现场地面塌陷监测单元包括有数据传输模块，与所述全站仪相连接，用于实现所述全站仪与所述地面塌陷远程监控单元之间的数据的无线传输。

所述数据传输模块与所述全站仪通过总线导线方式相连接。

所述数据传输模块为3G或GPRS远程数据通讯模块。

所述现场地面塌陷监测单元包括有电源模块，用于将外部交流市电转换为预设直流电压，并向所述数据传输模块以及全站仪提供转换的直流电压。

所述地面塌陷远程监控单元包括监控服务器和至少一个监控装置客户端；所述监控装置客户端与所述监控服务器通过有线或无线互联网络方式相连接。

所述监控装置客户端包括计算机、智能手机或平板电脑。

本实用新型基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，通过现场地面塌陷监测单元，根据测量控制指令对相应位置测点进行测量并输出测量信息，地面塌陷远程监控单元，与所述现场地面塌陷监测单元连接，向所述全站仪发出测量控制指令，接收处理所述全站仪输出的测量信息，对地面沉降信息进行可视化显示，对塌陷趋势进行预警，不仅减少了繁琐人工测量，同时减少了人工在读数、操作上的错误，使得测量数据更加准确，并且可对路面整体塌陷趋势进行分析，及时对路面塌陷进行预警，指导盾构施工过程中的各项参数的调整。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置的示意图。

具体实施方式

下面，结合实例对本实用新型的实质性特点和优势作进一步的说明，但本实用新型并不局限于所列的实施例。

参见图1所示，一种基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，包括有：

现场地面塌陷监测单元、地面塌陷远程监控单元；

所述现场地面塌陷监测单元，包括全站仪、用于安装在地铁盾构施工上方地面上、配合所述全站仪测量相应位置测量点的位置信息的棱镜，根据控制指令对相应位置测点进行测量并输出测量信息；

所述地面塌陷远程监控单元，用于现场地面塌陷监测单元全站仪发出测量控制指令，处理全站仪输出的测量信息，对地面沉降信息进行可视化显示，对塌陷趋势进行预警。

所述棱镜包括有多个，所述全站仪与棱镜配合进行地面上相应的位置上监测点的位置信息测量为常规技术，本实用新型实施例中不再详细说明。

作为一个实施例，所述现场地面塌陷监测单元和远程监控单元之间通过无线方式连接，进行所述测量指令和测量信息或结果的传输。

需要说明的是，本实用新型实施例中，所述地面沉降（或塌陷）信息可以是以横坐标为时间轴、纵坐标为沉降量的二维平面可视化图。

作为一个实施例，所述棱镜包括基准点棱镜与监测点棱镜，所述全站仪为具有ATR(AutomaticTargetRecognition)功能的全站仪。

所述基准点棱镜以及监测点棱镜较优的采用L型迷你小棱镜，为了保证测量的准确性，所述基准点棱镜包括有至少三个，分别置于三个选定的基准点上，所述监测点棱镜置于监测点上，测量时所述基准点棱镜以及监测点棱镜与所述全站仪应通视，以保证所述全站仪可以对每个棱镜进行测量，并将各测点位置数据传输至所述地面塌陷远程监控单元。

作为一个实施例，所述现场地面塌陷监测单元包括有数据传输模块，与所述全站仪相连接，用于实现所述全站仪与所述地面塌陷远程监控单元之间的数据的无线传输。

其中，具体实现上，所述无线数据传输模块可以为3G或GPRS远程数据通讯模块，或者是其它可用的无线数据传输模块。

较优的，所述数据传输模块与所述全站仪通过总线导线方式相连接。

作为一个实施例，所述现场地面塌陷监测单元包括有电源模块，用于将外部交流市电转换为预设直流电压，并向所述数据传输模块以及全站仪提供转换的直流电压，如所述电源模块可以是将220V交流电转为12V直流电压供给所述数据传输模块以及全站仪，并配备UPS不间断电源。

作为一个实施例，所述地面塌陷远程监控单元包括监控服务器和至少一个监控装置客户端；所述监控装置客户端与所述监控服务器通过有线或无线互联网络方式相连接。当然了，所述地面塌陷远程监控单元也可以是不采用监控服务器+监控装置客户端的结构模式，而是直接采用所述监控装置客户端来实现，通过所述监控装置客户端与所述现场地面塌陷监测单元直接进行数据通讯连接，实现相应的数据和\或命令的传输。

具体实现上，所述地面塌陷远程监控单元的监控服务器为一服务器，监控装置客户端可以为计算机、智能手机或平板电脑中一个。

使用时，在盾构施工上方地面监测区域安装所述现场地面塌陷监测单元，保证至少埋设3个基准点，在所述区域地面监测位置上安装L型小棱镜,各个棱镜与全站仪间通视。通过所述地面塌陷远程监控单元进行装置配置，将所述测点的编号、类型、初始位置信息输入所述地面塌陷远程监控单元。

所述地面塌陷远程监控单元输出测量指令，所述现场地面塌陷监测单元中的全站仪依次对各个L型小棱镜进行测量，并将各测点位置数据传输至所述地面塌陷远程监控单元；所述地面塌陷远程监控单元对所述现场地面塌陷监测单元中的全站仪返回的数据进行处理、存储及显示，输出可视化的各测点沉降量信息并显示，同时通过对数据的分析对地面塌陷趋势进行预警。

工作时，由地面塌陷远程监控单元发出测量控制指令，由安装在现场监测区域的现场地面塌陷监测单元根据测量控制指令进行相应位置测量点的测量，并返回各个监测点或测量点的测量数据信息，再可由地面塌陷远程监控单元通过对测量数据进行处理、存储及显示，输出可视化的各测点沉降量信息并显示，同时通过对测量数据的分析对地面塌陷趋势进行预警。通过移动互联技术，本实用新型使得相关人员通过电脑、手机或平板电脑客户终端，可实时查看现场路面沉降量，以及塌陷预、报警信息。对于盾构驾驶室工作人员来讲也可以根据监测数据，实时的调整各项盾构掘进参数。

本实用新型是基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，测量时通过计算机操作即可完成地铁盾构施工上面地面观测点的测量，与传统方法相比，具有使用方便、操作简单、测量数据准确、效率高等优点。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，其特征在于，包括：

现场地面塌陷监测单元，用于根据测量控制指令对相应位置测点进行测量并输出测量信息，包括全站仪以及棱镜；

地面塌陷远程监控单元，与所述现场地面塌陷监测单元连接，用于向所述全站仪发出测量控制指令，接收处理所述全站仪输出的测量信息，对地面沉降信息进行可视化显示，对塌陷趋势进行预警。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，其特征在于，所述棱镜为L型迷你棱镜，包括基准点棱镜与监测点棱镜，所述全站仪为具有ATR功能的全站仪。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，其特征在于，所述现场地面塌陷监测单元和地面塌陷远程监控单元之间通过无线方式连接进行所述测量控制指令和测量信息的传输。

4.根据权利要求3所述的基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，其特征在于，所述现场地面塌陷监测单元包括有数据传输模块，与所述全站仪通过总线导线方式相连接，用于实现所述全站仪与所述地面塌陷远程监控单元之间的数据的无线传输。

5.根据权利要求4所述的基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，其特征在于，所述数据传输模块与所述全站仪通过总线导线方式相连接。

6.根据权利要求5所述的基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，其特征在于，所述数据传输模块为3G或GPRS远程数据通讯模块。

7.根据权利要求6所述的基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，其特征在于，所述现场地面塌陷监测单元包括有电源模块，用于将外部交流市电转换为预设直流电压，并向所述数据传输模块以及全站仪提供转换的直流电压。

8.根据权利要求1~7任一项所述的基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，其特征在于，所述地面塌陷远程监控单元包括监控服务器和至少一个监控装置客户端；所述监控装置客户端与所述监控服务器通过有线或无线互联网络方式相连接。

9.根据权利要求8所述的基于物联网的地铁盾构施工地面塌陷监测装置，其特征在于，所述监控装置客户端包括计算机、智能手机或平板电脑。