pris信息系統(tǒng)

1、PRIS信息系統(tǒng)一、項(xiàng)目背景項(xiàng)目背景當(dāng)今在地鐵地下施工和機(jī)車運(yùn)行時(shí)，特別在軟土層地質(zhì)條件不穩(wěn)定情況下，土壓力極不穩(wěn)定，軌道交通管線常會(huì)發(fā)生水平位移和垂直沉降情況，直接影響了地鐵機(jī)車的運(yùn)行安全，施工安全和工程質(zhì)量、我國(guó)地鐵正處高速發(fā)展期、地下空間安全是必須要考慮同時(shí)解決的、特別是上海、正在致力研究建立具有安全預(yù)警功能的數(shù)字化地鐵現(xiàn)代信息管理平臺(tái)、因此實(shí)時(shí)監(jiān)控及提供地鐵隧道水平位移和垂直沉降形變信息是非常重要和必要的、對(duì)應(yīng)付城市安全突發(fā)事故

2、和保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全意義是重大的。另外、該項(xiàng)高技術(shù)還可廣泛到石油管線、高鐵、大橋、大型水電站等形變安全監(jiān)測(cè)中。地鐵隧道中隧道形變智能實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)應(yīng)用研究實(shí)施、由上海地鐵運(yùn)營(yíng)公司監(jiān)護(hù)分司委托上海地質(zhì)勘查研究院負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的具體實(shí)施、并有中國(guó)海洋大學(xué)負(fù)責(zé)利用由上海信光電子科技有限公司提供的PRIS系統(tǒng)研制成地鐵隧道形變智能實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、要求三方共同在地鐵隧道中進(jìn)行對(duì)該系統(tǒng)實(shí)施應(yīng)用的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試研究、并提出在地鐵隧道中應(yīng)用該系

3、統(tǒng)的可行性研究報(bào)告。二、二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r一、全站儀目前國(guó)內(nèi)外常用的精密儀器是全站儀其利用幾何測(cè)量方法，這種方法測(cè)量精度高、對(duì)分布在管線上各點(diǎn)以不同時(shí)間逐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，最后提出監(jiān)控報(bào)告。全站儀廣泛運(yùn)用于地鐵隧道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。2006年美國(guó)紐約地鐵站采用GeoMoS自動(dòng)變形監(jiān)控系統(tǒng)和TCRP1201全站儀對(duì)地鐵實(shí)施監(jiān)控。加拿大多倫多地鐵站也采用了GeoMoS自動(dòng)變形監(jiān)控系統(tǒng)和徠卡TS30全站儀對(duì)對(duì)地

4、鐵實(shí)施監(jiān)控。監(jiān)控方法如下：1、根據(jù)精度需要選取監(jiān)測(cè)視線長(zhǎng)度（當(dāng)監(jiān)測(cè)成果精度優(yōu)于1mm時(shí)，TM30儀器監(jiān)測(cè)視線長(zhǎng)度不宜超過100m。）2、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)在隧道斷面上，每510m選擇1個(gè)斷面，每個(gè)斷面上均勻布設(shè)58個(gè)觀測(cè)棱鏡作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)。3、監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)完成后，通過GeoMoS軟件對(duì)TM30進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，根據(jù)監(jiān)測(cè)需要設(shè)置觀測(cè)時(shí)間、觀測(cè)模式。夜間地鐵停運(yùn)時(shí)為最佳觀測(cè)時(shí)間，一般觀測(cè)12次，每次觀測(cè)兩測(cè)回，白天地鐵行駛時(shí)，一般觀測(cè)24次，每

5、次觀測(cè)兩測(cè)回。從而準(zhǔn)確反映隧道的真實(shí)變形。近年來很多新型的全站儀相繼問世。2011年徠卡公司發(fā)布了最新的TS11i15i圖像全站儀。其采用了SmartWxViva系列軟件，增加了圖形注記等更多高效功能，改進(jìn)的功能特點(diǎn)為：1、內(nèi)置500萬像素4倍變焦數(shù)碼相機(jī)。2具有圖片注記及草圖功能；圖片與對(duì)象鏈接功能。3、WinCE6.0版操作系統(tǒng)。4、高性能CPU，達(dá)532Mhz。5、3.5英寸VGA分辨率彩色LED觸摸屏6、豐富的設(shè)備接口。7、可與

6、徠卡GNSS組合成超站儀鏡站儀系統(tǒng)。其主要參數(shù)：1、距離測(cè)量（無棱鏡時(shí)）在30~1000米；30米測(cè)距精度在2mm2ppm；2、導(dǎo)向光工作范圍在5150米；定位精度在100米范圍內(nèi)為5cm。但是價(jià)格相對(duì)昂貴單臺(tái)售價(jià)在10萬元以上。同類產(chǎn)品還有尼康的NIVO系列產(chǎn)品。全站儀雖然應(yīng)用廣泛，測(cè)量精度較高但也有其局限性。其缺點(diǎn)是分布空間各點(diǎn)的測(cè)量時(shí)間是不同時(shí)的，不能連續(xù)同時(shí)測(cè)量，提供的數(shù)據(jù)不是當(dāng)時(shí)的情況，且受到機(jī)車運(yùn)行作業(yè)的限制，因此提供的數(shù)據(jù)

7、安全性不高，工作量大。二、力學(xué)測(cè)量法力學(xué)測(cè)量法［含光纖方法］，也能夠有效的測(cè)量形變。其代表是電水平尺沉降自動(dòng)遙感安裝在象方空間數(shù)字坐標(biāo)系x’o’y’內(nèi)，憑借象方空間數(shù)字坐標(biāo)系x’o’y’中的目標(biāo)座標(biāo)數(shù)字值和物方空間目標(biāo)坐標(biāo)系xoy中的目標(biāo)座標(biāo)數(shù)字值相等的關(guān)系，便將在物方空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy測(cè)量到的標(biāo)尺AB的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的投影象A’B’數(shù)字值M，作為象方空間數(shù)字坐標(biāo)系x’o’y’標(biāo)尺AB的數(shù)字值，且AB在物方空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy上的投影像A’

8、B’，與X軸或Y軸是重合的，進(jìn)行AD數(shù)字變換計(jì)算，就可確定在被測(cè)空間目標(biāo)點(diǎn)處空間數(shù)字坐標(biāo)系x’o’y’的空間頻率最后移去標(biāo)尺AB，且在被測(cè)空間目標(biāo)點(diǎn)更換安裝一被測(cè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)C，用同樣方法在物方空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy中，測(cè)出點(diǎn)光源合作目標(biāo)在象方空間坐標(biāo)系x’o’y’中被測(cè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)C的座標(biāo)數(shù)字值N’X和N’y，據(jù)此，在空間目標(biāo)所在的象方空間數(shù)字坐標(biāo)系x’o’y’中利用空間頻率F(L’)直接在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行DA變換計(jì)算，其中點(diǎn)光源合作目

9、標(biāo)位置座標(biāo)計(jì)算公式如下：由此確定空間單個(gè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)點(diǎn)的空間位置的坐標(biāo)值即得。如圖13所示，在上述單目標(biāo)點(diǎn)測(cè)量方法基礎(chǔ)上，下面就多空間目標(biāo)點(diǎn)的空間數(shù)字化大地測(cè)量方法說明如下，首先把相互不遮擋的m個(gè)點(diǎn)光源合作目標(biāo)和標(biāo)尺AB的測(cè)量點(diǎn)（安裝點(diǎn)）布置在建筑物（如隧道壁）上，測(cè)量時(shí)，同樣將標(biāo)尺AB由遠(yuǎn)到近逐一測(cè)量在空間各測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的各象方空間數(shù)字坐標(biāo)系上的空間頻率，再在各測(cè)量點(diǎn)上以點(diǎn)光源合作目標(biāo)置換標(biāo)尺AB后，把上述的遙感圖像探測(cè)裝置的遙感物鏡

10、組對(duì)焦到各被測(cè)空間合作目標(biāo)中最遠(yuǎn)的空間合作目標(biāo)，然后在遙感物鏡組前固定一可更換孔徑的旁軸光欄，并且調(diào)整旁軸光欄的孔徑值，使各被測(cè)空間合作目標(biāo)中最近空間合作目標(biāo)的圖像在計(jì)算機(jī)顯示屏上形成對(duì)稱的小彌散圓，用計(jì)算機(jī)分別確定各彌散圓中心點(diǎn)在CCD靶面構(gòu)成的空間數(shù)字坐標(biāo)系xoy上的座標(biāo)數(shù)字值，最后仍然以下列計(jì)算公式就可以確定空間任意一點(diǎn)光源合作目標(biāo)的位置坐標(biāo)，其計(jì)算公式為：利用上述公式在計(jì)算機(jī)中就可以同時(shí)確定分布在空間各點(diǎn)光源合作目標(biāo)的全部空間A