自動(dòng)化監(jiān)測(cè)在市政建設(shè)工程中的應(yīng)用

1、<p>　　自動(dòng)化監(jiān)測(cè)在市政建設(shè)工程中的應(yīng)用</p><p>　　【摘要】隨著國(guó)家工程建設(shè)的飛速發(fā)展, 相關(guān)的安全監(jiān)測(cè)也日益受到重視。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)耗費(fèi)人力, 且無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)掌握基礎(chǔ)工程建設(shè)安全狀況。通過(guò)在具體基礎(chǔ)工程中埋設(shè)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)傳感器, 并結(jié)合數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)軟件和遠(yuǎn)程通信技術(shù), 組成遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng), 可以有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控, 解決實(shí)時(shí)、連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、非接觸、節(jié)省人力等問(wèn)題。因此, 遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)

2、測(cè)是工程建設(shè)安全監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。本文介紹了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)在市政建設(shè)工程中的發(fā)展趨向，詳細(xì)論述了自動(dòng)化監(jiān)測(cè)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(dòng)化監(jiān)測(cè) 市政建設(shè)工程 應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　前言 </b></p>&l

3、t;p>　　一、貫徹實(shí)施自動(dòng)化監(jiān)測(cè)是市政建設(shè)工程的發(fā)展趨勢(shì) </p><p>　　隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展, 各項(xiàng)工程建設(shè)不斷開(kāi)展, 各種安全事故也伴隨著不斷出現(xiàn)。嚴(yán)重威脅國(guó)家和人民財(cái)產(chǎn)和生命安全。因此, 建設(shè)工程安全監(jiān)測(cè)就顯得尤為重要。目前, 工程建設(shè)中安全監(jiān)測(cè)大多采用傳統(tǒng)的方式, 即將傳感器埋設(shè)于需要監(jiān)測(cè)的位置, 監(jiān)測(cè)人員間隔一段時(shí)間必須到現(xiàn)場(chǎng)取得相關(guān)數(shù)據(jù)。人工測(cè)量存在多方面的問(wèn)題, 不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變

4、化; 由于監(jiān)測(cè)的位置一般是結(jié)構(gòu)特殊部位, 測(cè)量人員的安全也不能得到保障; 測(cè)量勞動(dòng)強(qiáng)度大; 人員不可到達(dá)的地點(diǎn)不能測(cè)量, 關(guān)鍵的數(shù)據(jù)難以獲取; 數(shù)據(jù)處理難度大。遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以有效地解決這些問(wèn)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(guó)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(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資項(xiàng)目在不斷增加，很多市政施工企業(yè)也大量發(fā)展起來(lái)。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(gè)工程項(xiàng)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(méi)有質(zhì)量保證的工程項(xiàng)目給國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成重大的影響，也給整個(gè)社會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響。目前，市政工程質(zhì)量問(wèn)題已成為國(guó)家加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、提高居民生活水平、確保國(guó)

6、民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等重大決策的重大問(wèn)題。分析市政工程項(xiàng)目質(zhì)量的影響因素，研究市政工程項(xiàng)目質(zhì)量控制方法，對(duì)加強(qiáng)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(shí)意義。 </p><p>　　2、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的概念 </p><p>　　在建立統(tǒng)一的設(shè)備監(jiān)控平臺(tái)的基礎(chǔ)上, 用自動(dòng)的方式利用服務(wù)器對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行輪詢(xún)實(shí)時(shí)收集運(yùn)行和報(bào)警信息把操作人員從對(duì)眾多設(shè)備的人工巡檢工作中解放出來(lái),專(zhuān)注處理

7、聯(lián)系協(xié)調(diào)工作。在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)用聲光報(bào)警用圖形化的方式顯示報(bào)警位置和具體信息給操作人員進(jìn)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(hào)是總控的主要工作,但是以前對(duì)信號(hào)質(zhì)量的監(jiān)測(cè)是通過(guò)技監(jiān)設(shè)備用人工方式抽檢速度和準(zhǔn)確度都沒(méi)有辦法保證,在同時(shí)多個(gè)信號(hào)同時(shí)傳輸時(shí),沒(méi)有能力及時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量的變化。在新總控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)施中把對(duì)信號(hào)質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)也提到了一個(gè)重要的地位。選用可以使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制和數(shù)據(jù)收集的視音頻監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)

8、系統(tǒng)中正在傳輸?shù)囊曇纛l信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)輪詢(xún)及時(shí)的捕捉到信號(hào)質(zhì)量的變化采取對(duì)應(yīng)措施保證高質(zhì)量的播出 。 </p><p>　　自動(dòng)化監(jiān)測(cè)手段能夠有效監(jiān)測(cè)到目標(biāo)物的實(shí)時(shí)的變形情況, 為施工提供及時(shí)有效的信息。其中合理選用各種監(jiān)測(cè)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(dòng)化監(jiān)測(cè)手段在市政工程建設(shè)過(guò)程有著廣闊的發(fā)展前景。合理應(yīng)用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)手段更能有效地全面的掌握監(jiān)測(cè)目標(biāo)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(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)在市政建筑工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀 </p><p>　　1、自動(dòng)化檢測(cè)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(cè)試器件，將機(jī)械變化量轉(zhuǎn)換為光變量，進(jìn)行測(cè)量的系統(tǒng)。光纖傳感器有著得天獨(dú)厚的優(yōu)點(diǎn)，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(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)和材料的性能

10、和被測(cè)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(diǎn)。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(hào)（光波的波長(zhǎng)變化量）通過(guò)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(jìn)行分析。高智能傳感器可以對(duì)傳感器進(jìn)行非線(xiàn)性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償，提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。測(cè)量結(jié)果在保存到傳感器內(nèi)存中的同時(shí)，還可以經(jīng)總線(xiàn)接口芯片轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的總線(xiàn)接口，進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。其工作

11、原理為：傳感器感應(yīng)出的交流頻率信號(hào)首先進(jìn)行放大濾波，然后送入到微處理器中進(jìn)行頻率測(cè)量；溫度傳感器測(cè)量出待測(cè)點(diǎn)溫度值后輸出給微處理器。微處理器讀取存儲(chǔ)在內(nèi)存中的標(biāo)定參數(shù)與溫度補(bǔ)償系數(shù)，經(jīng)計(jì)算處理后將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成待測(cè)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(cè)是通過(guò)一系列傳感器對(duì)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)按照一定的采樣頻率進(jìn)行測(cè)量，從這些測(cè)量值中抽取

12、對(duì)損傷敏感的特征因子，井對(duì)這些特征因子進(jìn)行分析，從而獲得結(jié)構(gòu)當(dāng)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(xiě)入的光柵反射或透射Bragg波長(zhǎng)光譜，實(shí)現(xiàn)被測(cè)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變和溫度量值的變化測(cè)量。光纖光柵的反射或透射波長(zhǎng)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(gè)參量發(fā)生改變的物理過(guò)程都將引起光柵Bragg波長(zhǎng)的漂移。所有引起光柵Bragg波長(zhǎng)漂移的外界因素中，最直接的為應(yīng)變參量，無(wú)論是對(duì)光柵進(jìn)行拉伸還是壓縮，都會(huì)導(dǎo)致光柵

13、周期的變化。 </p><p>　　3、市政建筑工程中，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)方法的特點(diǎn) </p><p>　　與傳統(tǒng)的人工測(cè)量相比較有以下幾點(diǎn)特點(diǎn): </p><p>　?。ㄒ唬?shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)跟蹤測(cè)量, 不受外界因素的影響, 而常規(guī)監(jiān)測(cè), 只能在地鐵晚間停運(yùn)后進(jìn)人隧道工作, 也只有3 一4 個(gè)小時(shí)。 </p><p>　?。ǘ┱麄€(gè)測(cè)量觀(guān)測(cè)、記錄、存儲(chǔ)

14、、計(jì)算和出報(bào)表等工作完全采用自動(dòng)化, 避免人工記錄、謄寫(xiě)和計(jì)算而出現(xiàn)的錯(cuò)誤, 保證了監(jiān)測(cè)精度。 </p><p>　?。ㄈ└鶕?jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的不同要求能以不同顏色直觀(guān)表示其變化形態(tài)幅度及范圍。 </p><p>　?。ㄋ模└鶕?jù)工況情況要求能自動(dòng)設(shè)置預(yù)警、預(yù)報(bào)和報(bào)警三級(jí)裝置, 保證施工階段全過(guò)程的安全。 </p><p>　　4、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)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(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)需連續(xù)不間斷采集, 這就要求監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠而又要長(zhǎng)期實(shí)時(shí)地工作。另一方面, 為了節(jié)省人力物力, 提高監(jiān)測(cè)效率, 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還需實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控。因此, 遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備以下幾個(gè)主要特點(diǎn): </p><p>　?。ㄒ唬?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能 </p><p>　　能實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行全天候連續(xù)觀(guān)

16、測(cè), 同時(shí)能夠及時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳回主控中心, 進(jìn)行實(shí)時(shí)解算分析; </p><p>　?。ǘ?shù)據(jù)通信功能.根據(jù)實(shí)際情況采用可靠有效的通信介質(zhì), 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程海量數(shù)據(jù)的采集和傳輸, 并實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)與控制中心的遠(yuǎn)程通信; </p><p>　?。ㄈ┻h(yuǎn)程控制功能.監(jiān)控中心能夠遠(yuǎn)程響應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)的數(shù)據(jù)指令, 了解設(shè)備的運(yùn)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(duì)接收的數(shù)據(jù)能夠快速進(jìn)行解算分析, 報(bào)告實(shí)時(shí)測(cè)值狀態(tài), 結(jié)果信息的顯示、打印、進(jìn)庫(kù); </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(chǎng)實(shí)際情況設(shè)定初始參數(shù)定義預(yù)警界限, 當(dāng)信號(hào)發(fā)射裝置到達(dá)并超過(guò)預(yù)警界限時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示。 </p><p

18、><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　工程建設(shè)遠(yuǎn)程自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)是一個(gè)多學(xué)科、多分支且綜合程度高的課題, 涉及到測(cè)繪、力學(xué)、電子、數(shù)學(xué)、控制學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多個(gè)學(xué)科, 且針對(duì)不同的具體工程實(shí)際和監(jiān)測(cè)項(xiàng),涉及到不同的方式和方法。對(duì)某一條具體的實(shí)際工程項(xiàng)目, 首先應(yīng)該根據(jù)該工程建設(shè)的安全級(jí)別和程度, 確定該工程的安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和警戒值, 選用相應(yīng)的監(jiān)測(cè)儀器、配件和

19、系統(tǒng)軟件建立遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。為滿(mǎn)足實(shí)時(shí)、連續(xù)、遠(yuǎn)程、非接觸現(xiàn)代工程建設(shè)安全監(jiān)測(cè)的要求, 系統(tǒng)涉及到傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、信號(hào)的發(fā)射和接受、數(shù)模轉(zhuǎn)換的配置、系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)等多項(xiàng)技術(shù)。 </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】 </b></p><p>　　[ 1] 程芳1 水電站大壩實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[ D]1 成都: 西華大學(xué),20091 </p>&