自動化監(jiān)測在市政建設(shè)工程中的應(yīng)用

1、<p>　　自動化監(jiān)測在市政建設(shè)工程中的應(yīng)用</p><p>　　【摘要】隨著國家工程建設(shè)的飛速發(fā)展, 相關(guān)的安全監(jiān)測也日益受到重視。傳統(tǒng)的監(jiān)測耗費人力, 且無法實現(xiàn)實時掌握基礎(chǔ)工程建設(shè)安全狀況。通過在具體基礎(chǔ)工程中埋設(shè)相應(yīng)的監(jiān)測傳感器, 并結(jié)合數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)軟件和遠程通信技術(shù), 組成遠程自動化監(jiān)測系統(tǒng), 可以有效實現(xiàn)遠程操控, 解決實時、連續(xù)、自動監(jiān)測、非接觸、節(jié)省人力等問題。因此, 遠程自動化監(jiān)

2、測是工程建設(shè)安全監(jiān)測的發(fā)展趨勢。本文介紹了自動化監(jiān)測在市政建設(shè)工程中的發(fā)展趨向，詳細論述了自動化監(jiān)測在目前的市政建筑工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】 自動化監(jiān)測 市政建設(shè)工程 應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　前言 </b></p>&l

3、t;p>　　一、貫徹實施自動化監(jiān)測是市政建設(shè)工程的發(fā)展趨勢 </p><p>　　隨著國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展, 各項工程建設(shè)不斷開展, 各種安全事故也伴隨著不斷出現(xiàn)。嚴重威脅國家和人民財產(chǎn)和生命安全。因此, 建設(shè)工程安全監(jiān)測就顯得尤為重要。目前, 工程建設(shè)中安全監(jiān)測大多采用傳統(tǒng)的方式, 即將傳感器埋設(shè)于需要監(jiān)測的位置, 監(jiān)測人員間隔一段時間必須到現(xiàn)場取得相關(guān)數(shù)據(jù)。人工測量存在多方面的問題, 不能實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的變

4、化; 由于監(jiān)測的位置一般是結(jié)構(gòu)特殊部位, 測量人員的安全也不能得到保障; 測量勞動強度大; 人員不可到達的地點不能測量, 關(guān)鍵的數(shù)據(jù)難以獲取; 數(shù)據(jù)處理難度大。遠程自動化監(jiān)測系統(tǒng)可以有效地解決這些問題。 </p><p>　　1、市政工程監(jiān)控的意義 </p><p>　　市政工程主要是指市政設(shè)施建設(shè)工程。它一般為國家的基礎(chǔ)建設(shè)，包括城市及農(nóng)村的公共交通設(shè)施、給排水、防洪、防水、照明、環(huán)境衛(wèi)

5、生等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，是居民生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是民生之本。隨著我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資項目在不斷增加，很多市政施工企業(yè)也大量發(fā)展起來。但由于市政工程本身復(fù)雜、外部環(huán)境、天氣等因素影響，施工總體難度偏大，造成整個工程項目的質(zhì)量難以控制，經(jīng)常發(fā)生重大工程質(zhì)量事故，這些沒有質(zhì)量保證的工程項目給國家和人民的生命財產(chǎn)造成重大的影響，也給整個社會帶來負面影響。目前，市政工程質(zhì)量問題已成為國家加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、提高居民生活水平、確保國

6、民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等重大決策的重大問題。分析市政工程項目質(zhì)量的影響因素，研究市政工程項目質(zhì)量控制方法，對加強工程質(zhì)量監(jiān)控、提高市政工程質(zhì)量水平都有著極其重要的現(xiàn)實意義。 </p><p>　　2、自動化監(jiān)測的概念 </p><p>　　在建立統(tǒng)一的設(shè)備監(jiān)控平臺的基礎(chǔ)上, 用自動的方式利用服務(wù)器對網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進行輪詢實時收集運行和報警信息把操作人員從對眾多設(shè)備的人工巡檢工作中解放出來,專注處理

7、聯(lián)系協(xié)調(diào)工作。在設(shè)備出現(xiàn)故障時用聲光報警用圖形化的方式顯示報警位置和具體信息給操作人員進行故障定位和故障原因判斷提供數(shù)據(jù)依據(jù)。正確、安全傳輸高質(zhì)量的信號是總控的主要工作,但是以前對信號質(zhì)量的監(jiān)測是通過技監(jiān)設(shè)備用人工方式抽檢速度和準確度都沒有辦法保證,在同時多個信號同時傳輸時,沒有能力及時發(fā)現(xiàn)信號質(zhì)量的變化。在新總控監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計實施中把對信號質(zhì)量的實時監(jiān)測也提到了一個重要的地位。選用可以使用計算機進行監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)收集的視音頻監(jiān)測設(shè)備對

8、系統(tǒng)中正在傳輸?shù)囊曇纛l信號進行實時輪詢及時的捕捉到信號質(zhì)量的變化采取對應(yīng)措施保證高質(zhì)量的播出 。 </p><p>　　自動化監(jiān)測手段能夠有效監(jiān)測到目標物的實時的變形情況, 為施工提供及時有效的信息。其中合理選用各種監(jiān)測儀器設(shè)備尤其重要。而且儀器設(shè)備的高質(zhì)量與高精度也起到了極其重要作用。自動化監(jiān)測手段在市政工程建設(shè)過程有著廣闊的發(fā)展前景。合理應(yīng)用自動化監(jiān)測手段更能有效地全面的掌握監(jiān)測目標物的變形狀態(tài), 只有這樣才

9、能更加能確保工程安全。 </p><p>　　二、自動化監(jiān)測技術(shù)在市政建筑工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀 </p><p>　　1、自動化檢測在市政建筑工程中的應(yīng)用原理分析 </p><p>　　光纖傳感器是集傳感和傳輸于一體的測試器件，將機械變化量轉(zhuǎn)換為光變量，進行測量的系統(tǒng)。光纖傳感器有著得天獨厚的優(yōu)點，光纖具有質(zhì)輕、體積小，易于埋入任何形式的構(gòu)件中，而不會對結(jié)構(gòu)和材料的性能

10、和被測區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)產(chǎn)生較大影響。此外，光纖傳感器還具有靈敏度高、精度高、抗電磁干擾、耐腐蝕、電絕緣性好等特點。光纖光柵傳感器采集到應(yīng)變、溫度或者壓力等物理量變化后，轉(zhuǎn)成光信號（光波的波長變化量）通過光纖傳輸?shù)焦饫w光柵解調(diào)儀中，由光纖光柵解調(diào)儀采集數(shù)據(jù)并進行分析。高智能傳感器可以對傳感器進行非線性補償和溫度補償，提高了測量結(jié)果的準確度。測量結(jié)果在保存到傳感器內(nèi)存中的同時，還可以經(jīng)總線接口芯片轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的總線接口，進行自動測量。其工作

11、原理為：傳感器感應(yīng)出的交流頻率信號首先進行放大濾波，然后送入到微處理器中進行頻率測量；溫度傳感器測量出待測點溫度值后輸出給微處理器。微處理器讀取存儲在內(nèi)存中的標定參數(shù)與溫度補償系數(shù)，經(jīng)計算處理后將頻率信號轉(zhuǎn)換成待測的物理量數(shù)據(jù)。 </p><p>　　2、光纖光柵傳感器的工作原理 </p><p>　　結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測是通過一系列傳感器對結(jié)構(gòu)的響應(yīng)按照一定的采樣頻率進行測量，從這些測量值中抽取

12、對損傷敏感的特征因子，井對這些特征因子進行分析，從而獲得結(jié)構(gòu)當前的健康狀況。光纖光柵傳感技術(shù)是利用紫外光在光纖內(nèi)部寫入的光柵反射或透射Bragg波長光譜，實現(xiàn)被測結(jié)構(gòu)的應(yīng)變和溫度量值的變化測量。光纖光柵的反射或透射波長光譜主要取決于光柵周期和反向耦合模的有效折射率，任何使這兩個參量發(fā)生改變的物理過程都將引起光柵Bragg波長的漂移。所有引起光柵Bragg波長漂移的外界因素中，最直接的為應(yīng)變參量，無論是對光柵進行拉伸還是壓縮，都會導致光柵

13、周期的變化。 </p><p>　　3、市政建筑工程中，自動化監(jiān)測方法的特點 </p><p>　　與傳統(tǒng)的人工測量相比較有以下幾點特點: </p><p>　?。ㄒ唬崿F(xiàn)實時、連續(xù)跟蹤測量, 不受外界因素的影響, 而常規(guī)監(jiān)測, 只能在地鐵晚間停運后進人隧道工作, 也只有3 一4 個小時。 </p><p>　　（二）整個測量觀測、記錄、存儲

14、、計算和出報表等工作完全采用自動化, 避免人工記錄、謄寫和計算而出現(xiàn)的錯誤, 保證了監(jiān)測精度。 </p><p>　　（三）根據(jù)監(jiān)測點的不同要求能以不同顏色直觀表示其變化形態(tài)幅度及范圍。 </p><p>　　（四）根據(jù)工況情況要求能自動設(shè)置預(yù)警、預(yù)報和報警三級裝置, 保證施工階段全過程的安全。 </p><p>　　4、自動化監(jiān)測系統(tǒng)在市政建筑工程中的重要作用 &

15、lt;/p><p>　　為了確保工程建設(shè)中的安全, 監(jiān)測點的數(shù)據(jù)需連續(xù)不間斷采集, 這就要求監(jiān)測系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠而又要長期實時地工作。另一方面, 為了節(jié)省人力物力, 提高監(jiān)測效率, 監(jiān)測系統(tǒng)還需實現(xiàn)無人值守的遠程自動化監(jiān)控。因此, 遠程自動化監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)具備以下幾個主要特點: </p><p>　　（一）實時監(jiān)測功能 </p><p>　　能實現(xiàn)對監(jiān)測點進行全天候連續(xù)觀

16、測, 同時能夠及時將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳回主控中心, 進行實時解算分析; </p><p>　?。ǘ?shù)據(jù)通信功能.根據(jù)實際情況采用可靠有效的通信介質(zhì), 實現(xiàn)遠程海量數(shù)據(jù)的采集和傳輸, 并實現(xiàn)現(xiàn)場工控機與控制中心的遠程通信; </p><p>　?。ㄈ┻h程控制功能.監(jiān)控中心能夠遠程響應(yīng)現(xiàn)場工控機的數(shù)據(jù)指令, 了解設(shè)備的運行情況, 并作回應(yīng)以控制其數(shù)據(jù)的采集與傳輸; </p><

17、p>　?。ㄋ模?shù)據(jù)綜合處理功能.對接收的數(shù)據(jù)能夠快速進行解算分析, 報告實時測值狀態(tài), 結(jié)果信息的顯示、打印、進庫; </p><p>　?。ㄎ澹┫到y(tǒng)的故障自診斷功能.中心監(jiān)控軟件能夠判別系統(tǒng)故障原因; </p><p>　?。┚哂蓄A(yù)警功能. 此系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況設(shè)定初始參數(shù)定義預(yù)警界限, 當信號發(fā)射裝置到達并超過預(yù)警界限時進行報警提示。 </p><p

18、><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　工程建設(shè)遠程自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究和開發(fā)是一個多學科、多分支且綜合程度高的課題, 涉及到測繪、力學、電子、數(shù)學、控制學、計算機技術(shù)等多個學科, 且針對不同的具體工程實際和監(jiān)測項,涉及到不同的方式和方法。對某一條具體的實際工程項目, 首先應(yīng)該根據(jù)該工程建設(shè)的安全級別和程度, 確定該工程的安全監(jiān)測項目和警戒值, 選用相應(yīng)的監(jiān)測儀器、配件和

19、系統(tǒng)軟件建立遠程自動化監(jiān)控系統(tǒng)。為滿足實時、連續(xù)、遠程、非接觸現(xiàn)代工程建設(shè)安全監(jiān)測的要求, 系統(tǒng)涉及到傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、信號的發(fā)射和接受、數(shù)模轉(zhuǎn)換的配置、系統(tǒng)軟件開發(fā)等多項技術(shù)。 </p><p><b>　　【參考文獻】 </b></p><p>　　[ 1] 程芳1 水電站大壩實時監(jiān)測系統(tǒng)的研究[ D]1 成都: 西華大學,20091 </p>&