基于贝叶斯网络和证据理论的地铁运营结构健康风险评价

地铁运营过程中会产生多种病害,使结构健康出现风险,威胁地铁正常运营,有必要采取适时监控和定期评价等方式加强管理和养护。已有的评价方法多依赖专家经验,存在决策评价不及时或不准确等不足,将证据理论的不确定性概念引入贝叶斯网络模型中,在利用证据理论解决贝叶斯网络中不确定性的同时,很好地处理实际工程中的多态风险问题,并进行正向推理与反向诊断,确定系统中比较薄弱的根节点,提高整个风险系统的稳定性和可靠性。以武汉长江隧道为例,利用正向推理计算其地铁运营结构健康风险的信任概率和释然概率,确定其风险状态为基本安全,并确定重要度、灵敏度较大的根节点,即裂缝面积、渗透水量、拱顶水压力过大作为降低系统风险的决策节点,降低系统风险并提高系统可靠性。     

基于信息化的地铁安保区隧道结构设施内外关联技术

现有的地铁运营隧道结构病害检查与地铁安全保护区隧道设施保护管理各自独立,洞内结构病害信息与外部巡检信息无法进行实时的交互与分析。基于Web Service技术和Java编程语言,以某地铁某安全保护区运营隧道为实例,通过研究隧道结构设施内外关联技术,研制了Web端管理系统及手持巡检终端,实现了隧道结构洞内外信息的实时关联与获取,进而为运营期的隧道整体结构安全与控制提供信息化手段。     

基于层次-熵值组合法的越江地铁隧道防水可靠性评价

隧道透水是越江地铁工程建设与运营中面临的主要安全隐患,探明越江地铁防水可靠性对保障地铁隧道运营安全至关重要。采用层次-熵值组合法与模糊综合评价法,对地铁隧道透水灾害风险因子进行汇总分析,得出越江地铁隧道运营期防水可靠性评价模型;并以武汉地铁2号线为例,对该隧道工程运营期防水可靠性进行风险评价,得出隧道运营安全等级,并提出相应控制措施。结论认为,层次-熵值组合法综合考虑主观性与客观性,所得指标权重更加科学,构建的越江地铁隧道运营期防水可靠性风险评价模型适用性好;其中,管片拼接质量、地基承载力和结构抗渗等级为系统安全关键节点。研究成果为越江地铁隧道防水可靠性评价提供理论支持。     

基于BIM与GIS结合应用的地铁隧道安全预警预报技术

地铁隧道结构安全性评估是地铁建设的重要环节。针对南宁地铁2号线岩溶发育的工程地质条件,在GIS(地理信息系统)中展现和分析不良地质体的空间分布,进行隧道穿越区域的岩溶塌陷风险评价;针对不同岩溶地质灾害风险等级,根据施工信息和监测信息在BIM(建筑信息模型)平台上进行地铁隧道结构安全风险评估,进而采取不同防治措施,以及进行隧道安全预警预报。基于BIM与GIS结合应用的隧道结构安全风险评估,综合考虑了地铁隧道结构模型宏观地理环境,可为地铁隧道结构安全预警预报提供技术支持。     

基于物联网的运营地铁隧道结构健康监测系统软件平台开发

建立基于三维全景监测技术的运营地铁隧道结构健康监测系统,对武汉地铁3号线跨江段进行了监测;建立数据采集与传输子系统,实现地铁隧道健康监测数据的转换、汇集和传输;编写Java与Matlab语言交互与调用程序,开发相对应的监测功能软件模块,实现全自动全站仪、倾角传感器的远端三维可视化自动监测,以及三维激光扫描监测断面数据的解析、计算、拟合和分析功能。使用MVC(模型视图控制)以及Struts框架等相关Web框架搭建技术,对软件平台进行了框架搭建,并将开发的监测模块、评估模块集成至框架中,研发形成一套完整的运营地铁隧道结构健康监测系统软件,为实现运营地铁结构健康监测系统的智能化分析与决策提供有效的基础数据与知识支持。     

盾构下穿既有地铁隧道施工风险及运营安全管理

以南宁市轨道交通3号线下穿既有1号线为背景,对城市轨道交通工程盾构下穿既有地铁隧道施工的风险因素进行分析。通过建设、设计、施工、监理、监测等多方联动应急组织管理措施,优化盾构施工方法,全程跟踪监测数据变化,及时调整施工技术参数,确保盾构下穿过程中既有地铁隧道结构安全和运营安全。     

地铁隧道施工邻近建筑物安全风险评价

分析了地铁隧道施工对邻近建筑物的影响因素及建筑物本身抵抗变形的因素,对地铁施工引起的环境建筑物的风险进行评价.应用可变模糊集理论,建立了地铁施工区间多个邻近建筑物安全风险排序模型及邻近建筑物安全风险评估模型,对隧道施工引起的邻近各建筑物的安全风险进行排序,并进一步评价建筑物安全风险等级.通过风险评价,可为地铁隧道施工前期风险源排查、采取合理的施工措施及保护措施提供依据,从而在保证邻近建筑物安全的基础上实现地铁隧道的施工.     

盾构超近距离下穿既有地铁风险分析及控制措施

以西安地铁1号线二期张家村站—后卫寨站区间盾构法施工超近距离下穿既有出入段线双连拱暗挖隧道为背景,对下穿既有结构的风险进行分析。通过优化盾构机技术参数配置、渣土改良技术,以自动化监测数据为指导,设置合理掘进参数,确保了下穿过程中既有隧道主体结构及运营安全。     

基于物联网技术的地铁机电设备全寿命周期管理系统

地铁运营设备种类繁多,其中机电设备在设备管理中占据重要的地位。而物联网技术的发展实现了多领域、多模块、多方向的信息互联共享,面对各个维度数据交融建立合理的分析管理平台是今后智慧城市智慧地铁的发展趋势。基于郑州地铁运营的设备管理体系,拓展全景信息支撑平台、状态监视、在线预警、智能诊断、状态评价、风险预测、检修决策以及绩效评估等方向。搭建地铁机电设备的大数据管理系统框架,通过现有的数据构成利用机器学习算法有效地进行数据挖掘。同时针对全生命周期成本分析、运维检修决策、风险量化评估3个方向进行算法模型分析,从而获取地铁机电设备的相关潜在规律,为决策层提供更多有价值的信息。     

盾构斜向下穿运营隧道的水平位移影响分析

基于盾构施工对周围土体及构筑物的扰动影响机理,通过实测数据对盾构近距离斜向下穿运营隧道的水平位移进行定量分析,并讨论运营隧道对盾构3个施工阶段的扰动敏感性:盾构下穿到达前刀盘挤土、通过时盾壳摩擦力、通过后地层损失。通过对1号线运营隧道监测数据的综合分析,可了解盾构穿越对其扰动程度,并在此基础上进一步对现有的盾构施工参数方案进行优化,确保已运营地铁隧道的安全,供后续类似工程参考借鉴。     

基于三维激光扫描技术确定隧道变形的新方法

从三维激光扫描技术应用于地铁隧道变形监测实际出发,研究三维激光扫描技术在隧道变形监测中的应用,给出一种适用于隧道数据采集的多站共用靶标连续拼接法。针对如何确定隧道变形的关键问题,提出一种通过建立参考系、点云格网化、剖面图提取、变形量值计算等流程确定隧道变形的新方法。将该技术应用于地铁隧道扫描实验,结果发现提出的方法能够在任意位置提取隧道断面,能够确定隧道变形量值,是一种有效的确定隧道变形的新方法。     

基于椭圆拟合的隧道点云数据去噪方法

针对地铁隧道这一狭长密闭环境,激光雷达相较于传统隧道形变检测方法具有显著优势。由于受环境以及隧道中安装的大量设备的影响,数据中会包含大量噪声点,无法得到隧道完整内表壁数据,从而影响到数据在形变检测及三维建模等方面的应用。结合最小二乘法和拉格朗日乘数法对隧道点云模型进行椭圆拟合,并将其应用于圆形隧道点云滤波,利用各区域数据对隧道形变进行检测。对滤波结果的精度评定及其有效性分析表明,此算法针对隧道点云数据的滤波具有良好效果及稳定性。     

隧道结构健康监测系统理念及其技术应用

研究目的:近年来,随着传感器技术、信息采集技术及测试分析技术的迅猛发展,基于各种监测手段的实时、连续性的结构健康监测系统在土木工程领域中竞相展开,并在诸如桥梁、水利等工程领域得到广泛应用.地下工程领域中,由于围岩-结构自身的复杂性,结构受力状态的不确定性,一直以来对于隧道结构健康监测的研究鲜有问津.研究结论:通过本文研究,得出了以下几点结论:(1)一个完整的TSHMS系统应由数据采集与传输系统、数据分析与处理系统、隧道结构健康评价及预警系统组成;(2)通过对隧道结构力学演变特征的分析,提出了TSHMS系统中应对二次衬砌的受力特征进行长期重点监控的基本思路;(3)结合隧道工程复杂性及其安全评价“模糊性”的具体特点,在现有常规安全评价体系的基础上引入了模糊综合评判的评价手段;(4)将上述理念应用于苍岭特长公路隧道中,初步建立了一套TSHMS系统,评价结果与实际基本一致,验证了其可靠性.     

既有地铁线路隧道结构沉降监测探讨

对既有地铁运营线路的隧道结构沉降进行监测是了解和掌握隧道结构变形、及时发现病害和判断其安全状况的必要方法和手段。文章结合北京地铁某2条运营线路的隧道结构沉降监测实例,讨论了在不同工艺、不同埋深、不同水文地质条件下的隧道沉降情况,探讨了隧道结构监测的必要性,以指导后续隧道结构的养护维修。     

京张高铁八达岭长城站结构安全智能监测技术

京张高铁八达岭长城站规模大、结构复杂、施工难度大。为实现车站及大跨过渡段的安全建设,八达岭长城站建立了结合人工智能技术的隧道围岩及结构安全智能监测系统,通过在围岩和结构中预埋传感器,监测地下车站和大跨过渡段的围岩,以及锚杆、锚索等支护结构的受力和变形,并进行自动化采集、实时传输和处理,实现隧道围岩及结构力学状态的可视化实时显示与预警。超大跨隧道结构安全智能监测系统确保了复杂围岩条件下长、大隧道及隧道群的施工期和运营期安全,体现了现场监测信息对施工与设计的指导意义,为类似工程的施工和监测提供了参考与借鉴。     

测量机器人在黄土地区地铁结构安全保护中的应用

以西安地铁2号线安全保护区内施工的南门广场改造提升项目及南门隧道工程为依托,对永宁门车站及钟楼站—永宁门区间隧道进行测量机器人自动化监测。通过对监测数据的分析,证明自动化监测具有较高的可靠性,可代替传统测量手段应用于地铁结构的安全监测。研究显示,受上覆土体开挖的影响,盾构隧道会出现隆起及竖椭圆受力变形。     

基于地质信息的地铁隧道施工风险预警系统研究

针对地铁隧道工程施工事故多、风险大的特点,以武汉地铁矿山法区间隧道为例,对地铁隧道施工风险预警系统进行了研究与设计。以风险评估理论为基础,以模糊数学综合评判法为手段,通过对地质信息、施工信息和监测信息的获取与分析,对地铁施工的风险进行综合预测预报,并及时反馈,以减少隧道施工过程中的盲目性,降低隧道施工的风险。     

小间距隧道施工监控量测分析及应用

对于临近既有隧道新建小间距隧道而言,由于两洞之间的相互影响,围岩及衬砌结构受力比较复杂,施工过程中的现场监控量测显得尤为重要,这既是对既有隧道结构安全性的检测,也是对新建隧道施工的妥当性以及加固措施有效性的评价。针对包西铁路通道新宝塔山施工中洞周收敛、拱顶下沉、围岩压力、喷射混凝土应力及钢架应力等进行了监控量测,确保施工的顺利进行。     

武汉地铁保护区安全监控技术研究及应用

随着我国对城市地下空间开发的投资增加,近年来,武汉轨道交通建设也飞速发展,城区轨道交通网络逐步形成,地铁保护区也越来越多,这些区域内多存在在建或规划的大型建设项目,其建设过程可能造成地铁结构变形,增加地铁运营的风险,因此,对地铁保护区内结构进行安全监测受到管理部门和施工部门的重视。依托武汉市长江多级阶地典型的地铁保护区隧道结构变形安全监测项目,详细论述地铁保护区变形安全监测的方案设计、实施及控制指标等因素,并通过对比现场监测和计算机模拟结果,研究各因素在不同地质条件下的影响程度和范围。针对武汉地区的地质特征提出地铁保护区应考虑的主要安全风险因素,为降低武汉地区地铁保护区内的工程风险,保障工程安全建设提供案例参考。