全站仪自动化监测系统应用——涉铁监测案例

新建高速公路工程在施工期间不可避免地会对周边的环境产生影响，包括引起周边土体的位移、沉降。从而使得周边既有铁路营业线隧道内部结构以及轨道发生位移变化，影响列车运行安全。因此，需要在施工过程中对施工影响范围内的既有营业线进行监控测量，并及时反馈监测信息，指导新建高速公路施工，在相关施工过程中应采取相应保护措施，确保既有营业线正常安全运营。

下图为涉铁监测项目高速公路合同段。我司派出专业技术人员到现场踏勘，初步拟定监测计划，采用全站仪自动化系统，对项目隧道、隧道与桥梁连接处、桥梁、桥墩进行24小时无人值守自动化监测。

全站仪自动化监测系统

全站仪自动化监测系统是基于强大的技术力量而研发出的一套针对各种结构物监测的变形监测系统。系统主要由自动化全站仪（测量机器人）、全站仪智能监测单元、L型棱镜、自动化监测平台构成。全站仪智能监测单元控制测量机器人自动完成周期变形监测，通过4G网络上传数据到自动化监测平台，平台实时计算变形监测成果、显示变形趋势。

01.原创新型测量原理

在稳定基准点或工作基点上架设自动化全站仪站，基于原始观测数据的多重差分技术，可以有效克服大气温度、大气折光等因素对全站仪测距、测角的影响，保证变形点监测结果的准确性与可靠性。如需要在变形监测区或其附近架设全站仪，则可采用独创的自适应拟稳技术，准确获取测站点三维坐标与定向参数，在无需测定气象等条件下，同样可以完成对变形点的***监测。

独特的多重差分技术和自适应拟稳技术，不仅***限度地消除或减弱多项外界误差的影响，而且有利于简化系统集成、降低系统成本，更重要的是为无人值守运行奠定了理论基础。

02.无人值守 24 小时运行

系统集成的数据采集设备都是自动化、智能化的电子产品，不但稳定可靠，而且支持软件控制。因此整个系统在平台端设置监测周期，全站仪监测单元通过网络获取平台设置好的时间，周期性定时启动全站仪进行采集，实现全天候24小时无人值守自动化采集数据与处理。

03.实时三维同步监测

全站仪自动监测软件可以实时同步获取三维坐标，克服了传统方法平面位移与垂直位移分离监测的不足，确保了点位变形分析的时效性。

04.手机短信预警

如果系统运行出现异常，或监测点位位移超出预警值等，系统会给指定的手机号码发送报警信息，以便系统管理人员及时响应与处理。

05.重复测量时间延迟功能

当全站仪正在实时测量某个点时，如果列车正好驶过，挡住了全站仪的视线，如不加以处理，全站仪就会停止测量，监测工作也就中止。

我们可以在监测系统软件中，定义一个延迟时间，当点位暂时被遮挡时，将暂停测量，延迟一段时间后，继续测量该点位。如果此时目标点位仍被遮挡，还可以定义一个***重复测量数，全站仪将按照延迟的时间重新测量。假如该目标点一直被遮挡，仪器进行***的努力后，仍不能测量该点时自动转到下一个目标点进行测量。

06.限制时间内完成全部监测点的监测

监测系统中，监测点多，采用自动监测方法，正常情况下，我们自动测量一个监测点的平均作业时间约为40秒（包括仪器旋转、照准、稳定和测量）可以既保证测量精度，又能在3个小时的限制时间内完成全部监测点的监测。

07.有效地消除外界误差的影响

全站仪自动监测系统中采用温度、气压实时改正和差分改正相结合的混合改正模型进行实测数据改正。温度、气压数字传感器可将温度、气压观测量实时传输到自动监测系统中对距离进行实时气象改正。

                                                                                          观测墩布设                                                                                   测点布设

基准点布设

24H无人值守自动化监测

自动化监测系统能把施工引起的一系列既有营业线结构的动态变化信息及时反馈到建设单位、设备管理单位、设计单位以及施工单位。

现场监测结果与预测值相比较，以判别前一步施工工艺和施工参数是否符合预期要求，将确定和优化下一步作业，指导现场做好智慧数字化施工。

工程监测云平台数据监测

监测系统平台对涉铁监测数据进行统计分析，以图表形式进行展示，为现场施工作业提供数据支撑。实时预报既有营业线的健康状况，供既有营业线运营部门做信息决策，积累资料，为类似工程提供参考。

系统还可对隧道拱顶下沉、隧道净空收敛、地表沉降等参数超限提前预警，使现场人员/部门及时采取措施，优化施工方法，确保既有营业线路安全运营。

全站仪自动化监测系统现已广泛应用于地铁隧道自动化监测项目及基坑、大坝、大桥、高边坡等大型建构筑物的自动化变形监测项目。24小时无人值守、实时动态监测为施工作业保驾护航！