基于光纤光栅技术的轨道交通基础结构沉降实时监测系统应用分析

结合轨道交通的典型基础结构和沉降监测要求,对基于光纤光栅技术的基础结构沉降实时监测系统软硬件进行了设计和现场实施,实现了对典型基础结构沉降的实时、连续、在线、自动检测,实现了结构物随时间发展的相对沉降、不同结构物之间沿线路纵向相对沉降、同一结构物沿线路纵向相对沉降、同一结构物沿线路横向侧倾等状态的监测,并尝试将列车运行时的车致动力响应与基础结构的长期沉降建立联系。系统经现场验证,结果可靠。     

基于中位数原理的高速铁路沉降自动化监测数据滤波方法

提出一种基于中位数原理的连续中位数滤波方法,介绍其滤波原理,并通过实验验证其在自动化监测方面的适用性。通过数据对比,该算法既能有效滤除过车造成的数据波动,提高测量数据的平滑性,又能保证自动化监测数据的实时性、连续性和沉降预警的及时性。     

暗挖地铁车站下穿既有地铁隧道施工控制

以北京地铁5号线崇文门暗挖车站下穿既有地铁隧道施工为背景,探讨采用柱洞法结合超前管幕施工的控制技术.施工前对既有地铁轨道和隧道结构进行加固.根据现状评估数据制订既有地铁隧道结构沉降控制标准,并制定各施工步序的沉降控制值.监测结果表明:既有地铁隧道结构变形缝处沉降量最大,是施工控制的重点部位;超前管幕起到了防塌作用,但其自身施工引起既有地铁隧道结构沉降9.52mm,选用时应慎重;侧洞管幕施工完成时,变形缝处隧道结构累计沉降量超限,且道床与隧道间发生严重脱离.采用抬升注浆和充填注浆分别对既有地铁隧道结构累计沉降量超限及道床与隧道间脱离进行处理,最终将既有地铁隧道结构沉降量控制在16.75 mm以内,道床与隧道间脱离区域被有效填充,确保了施工期间既有地铁线路的安全运营.     

暗挖隧道下穿既有线路基沉降自动监测系统研究

东莞—惠州城际轨道交通工程暗挖隧道下穿广深铁路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线施工时,路基沉降采用自动监测系统监测。从监测项目、沉降监测点布设、监测设备、沉降监测精度与技术要求、监测频率与监测控制值及警戒值方面论述沉降监测;从自动监测系统组成、自动监测信息系统、精密光电测距三角高程测量原理和精密光电测距三角高程测量精度方面分析自动监测技术;从沉降曲线和沉降数据统计分析自动监测结果;提出采用基于自动全站仪的自动监测系统监测暗挖隧道下穿既有线路基沉降可行等结论。     

高速铁路沉降自动化监测系统SMAIS的研发及应用

研究目的:为解决高速铁路自动化沉降监测问题,研发出一套"高速铁路工程结构沉降及变形自动监测分析预警系统SMAIS",该系统融合传感器、数据采集传输、客户端实时跟踪和远程查询、监测成果后处理、自动预警、人工监测数据管理及监测数据分析、管理与评估等七个子系统,成功在京津城际等高铁部分段落工程上进行长期应用和检验。研究结论:工程应用结果表明:(1)在高铁工程结构的沉降监测过程中,所研发的SMAIS自动监测系统具有较高的监测精度,具有较强的适用性和稳定性;(2)SMAIS数据实时跟踪和远程网络的动态查询访问平台,可实现实时化、可视化、远程化的监测目标,节约大量的人力;(3)SMAIS监测预警子系统,可实现自动报警和报警后的预警信息分析功能,为信息化施工和科学决策提供指导;(4)本系统可适用于高速铁路路基和桥梁等工程结构的沉降监测。     

基于合成孔径雷达差分干涉测量技术的济南轨道交通1号线地表沉降监测

针对传统水准测量点观测的工作量大、易受外界环境影响、观测结果不直观等问题,利用20景Sentinel-1A卫星数据,依托合成孔径雷达差分干涉测量技术的空中遥感、形变敏感度高、微波穿透力强、几乎不受气象制约等特点,对济南轨道交通1号线地表沉降进行监测探究,并与传统精密水准测量数据进行对比分析。结果表明:此方法可直观显示济南轨道交通1号线沿线周围地表沉降情况,且监测结果与传统精密水准测量监测结果间的一致性很高,对轨道交通建设和运营的安全管理、安全预警具有一定的参考意义。     

铁路货车装载状态监视和超限检测系统的研究

在图像处理与控制理论研究的基础上开发铁路货车装载状态监视及超限检测系统。系统由状态监视、高度监测、宽度监测及斜高监测四个子系统组成。通过对超限物体进行图像摄取,经由图像采集卡进入计算机形成图形文件,对货运装载超限状况实行实时监控与检测。建立分析超限数据的智能化软件系统,实现对安检操作的数字管理和结果的图形化显示。实验结果表明,该系统能够成功地监控货物超载情况和检测超限数据,能够达到每幅图像处理时间为40ms,动态监测精度为±20mm,静态监测精度为±10mm的精度要求,并且使径向畸变得到了很好的修正,镜头畸变小于1%,误差(以宽度测量为例)为15mm。     

城市轨道交通振动噪声监测智能预警装置研究

针对城市轨道交通运营线噪声投诉多的现状,振动噪声问题亟须向“预警主动防控”模式转化,开发振动噪声监测的智能预警装置迫在眉睫,通过此装置对敏感点位进行实时监测,掌握随着时间演变线路劣化状态。此装置包含：振动噪声状态监测模块、振动噪声预警模块、预警数据信息共享模块。振动噪声状态监测模块完成现状数据的采集,实时传送到服务器中,并将每个实时步序进行存储。然后通过振动噪声预警模块将测试数据和类似工程历史数据报表对比分析,实现振动噪声状态的评估,将临近的振动噪声超标的点位进行历史数据对比和模拟分析,对临近设定分级的阈值进行预警。预警启动后养护维修部门结合预警应对建议,调取异常监测系统相关数据和现场踏勘,采取相应的整治措施,最终实现轨道交通振动噪声投诉整治由“接诉被动补救”向“预警主动防控”模式的转型。     

上海轨道交通11号线花桥段基础沉降对轨道结构影响研究

基于上海市轨道交通11号线花桥段不同结构形式的高架桥梁,分析桥墩沉降与轨道结构内力及轨道线路变化相互映射关系。运用数值模拟软件ABAQUS,针对不同结构形式的高架桥梁建立相应的轨道-桥梁耦合模型,将施工期结束后桥墩的竖直沉降作为外部边界条件施加到轨道-桥梁耦合模型上,分析轨道结构内力及轨道线路变化情况。模型主要模拟静力状态下高架桥梁整体结构的沉降对轨道结构的影响,即桥梁在重力作用下的沉降对轨道结构的影响。监测结果和数值计算结果表明,上海轨道交通11号线花桥段基础沉降对轨道结构的影响均满足设计规范限值要求,在此轨道结构下行车是安全的。     

基于超声导波技术的 钢轨断裂监测研究

我国现代轨道交通系统近几年在智能、高速和信息集成化技术方面均取得了新的突破,轨道线路设备作为 行车运营的基础条件,钢轨在运行系统中起着不可或缺的主导作用,因此保证城市轨道交通的安全运营,钢轨的 伤损监测和维护非常重要。基于超声导波技术可对现代轨道交通钢轨进行实时断裂监测,研究表明：钢轨实时监 测系统能够检测不完全断裂和通断情况,并对中长远距离监测准确预判,降本提质。以期构建现代轨道交通综合监 测体系,并深入发展超声导波检测方法在现代轨道交通的应用,对于保障轨道交通安全运营具有重要的实践意义。     

基于5G技术的远程监控系统在城市轨道交通建设工程中的应用

城市轨道交通建设工程施工点多、分布范围广,施工过程中产生海量的各种数据,当前基于3 G、4 G技术的远程施工监控系统存在传输容量受限、计算能力差和实时性不强等问题,不能适应城市轨道交通建设快速发展的局面。分析了构建基于5 G技术的轨道交通智慧化工点监控系统的重要性,介绍了该系统的系统架构、5 G传输网络架构和各模块功能。该系统采用多层次、多节点结构的分布式智慧化工点监控系统方案,采用深度学习技术加强计算环节,采用5 G技术实现工点间数据传输,支持大容量超高清视频数据实时传输,可实时分析工点监控数据,能够准确预测风险,提高了管理效率和应急处置能力。在广州地铁的试点应用效果表明,该系统满足城市轨道交通工程多线路、多工点并行操作的需求。     

轨道交通监测信息化管理系统研发与运用

监控量测作为确保轨道交通施工安全的重要技术手段,监测数据的时效性尤为重要。基于蓝牙无线通信、移动通信、数据库等信息化手段,同时根据城市轨道交通监测的具体特点,研发了一套适用于城市轨道交通监测的信息化管理系统。系统实现了监测作业流程作业项目的全覆盖,形成了“采集—运算—处理—分析—预警—消警”的闭合环路,确保了数据的真实性和即时性,为推动工程项目的溯源化管理、无纸化监测具有积极作用。通过在昆明轨道交通4号线全线的推广运用,表明运用该系统不仅提高了监测水平,降低了监测成本,也规范了监测单位的作业行为,保障了监测数据能够更为有效地指导施工作业。     

城市轨道交通车辆及设备状态监测系统

针对车载设备和部件的实时检测需求,设计了一种由检测终端、车载无线网络、远程服务器组成的车辆及设备状态监测系统,采用无线通信技术和HTTP等网络通信协议,实现对温度、位置等多种传感参数的实时无线远程检测和监测,以及数据存储和智能处理等功能.该系统在城市轨道交通车辆的成功应用表明:有效数据成功传输比例与车辆Wi-Fi网络覆...     

东京都市圈轨道交通与城市协调发展分析

首先介绍了东京都市圈轨道交通线网布局、规模和覆盖率,然后从轨道交通系统与城市规划演变、轨道交通系统与城市发展水平、轨道交通系统与城市功能布局三个维度分析了东京都市圈轨道交通与城市融合发展规律,探究了轨道交通系统与居住人口分布、就业岗位分布、城市空间结构、城市功能布局的关系.从东京都市圈多层次轨道交通系统、以公共交通为导...     

城市轨道交通设施安全智能监测预警系统设计

城市轨道交通线网规模和客运量的日益增加对城市轨道交通安全运营的要求越来越高,城市轨道交通设施安全智能监测是轨道交通系统安全运营的重要保障.设计了一种城市轨道交通设施安全智能监测预警系统,实现轨道交通设施监测数据采集、数据传输、数据保存、智能预警功能,对系统功能及布局提出具体的设计要求,同时根据安全性的需求划分预警级别.     

基于物联网的城市轨道交通环境监测系统研究

在城市轨道交通系统中,环境信息监测系统是地铁安全、高效运营的基石.为适应城市轨道交通对环境监测信息化和集成化的要求,提出一种以物联网技术为核心的城市轨道交通环境监测系统.该系统在轨道区域内布设传感器节点,实现环境信息的感知和监测;通过汇聚树协议将监测信息以多跳通信方式传送到位于基站的根节点,由基站节点将收集到的数据上传到数据库服务器;最终由终端监控平台对数据进行统一处理.系统以监测区域完全覆盖为基础,同时引入节点节能策略,确保城轨交通的安全、高效运营.     

城市轨道交通车地无线通信的应用

针对城市轨道交通车地无线通信系统的现状和问题,分析城市轨道交通运营对无线通信的需求;结合郑州地铁1号线TD-LTE(分时长期演进)车地无线通信系统的建设方案和实际测试数据,证明TD-LTE技术在高速移动状态下的大带宽传输能够实现多业务承载,具备城市轨道交通无线通信业务整合的条件,满足城市轨道交通环境的安装要求,说明TD-LTE技术在城市轨道交通通信专网的应用是可行的.     

城市轨道交通网络化运营辅助决策与应急平台

根据城市轨道交通网络化运营特点和需求,构建城市轨道交通网络化运营辅助决策与应急平台.按照轨道交通运营管理模式,建立3级递阶的系统结构,通过标准化的接口技术实现多源异构信息的交互和融合.以监控信息衍生支持分级分类预警、行车监控分段关联转换即时定位、线网动态客流分析等关键技术为基础生成共享信息源,为轨道交通换乘站运力协调、交通枢纽接驳疏散、应急状态下的资源调配等提供决策支持.实现了专业化的信息共享和多种通讯传输的软硬件与业务的应用集成.工程应用表明,平台提高了城市轨道交通网络化运营与应急管理的便捷性和高效性.     

智能城轨总体框架研究

智能城轨是现代新技术在轨道交通领域的综合应用，也是城市轨道交通运输必然的发展方向。面向城轨智能化发展的趋势，在分析智能轨道交通研究现状及发展目标的基础上，研究提出智能城轨总体框架，设计智能城轨云平台，提出智能城轨数据湖方案，规划设计智能城轨应用系统，为智能城轨的规划、设计及实施提供理论和实践参考。     

RT21-ISCS综合监空系统中实时历史数据库的设计与实现

历史数据的存储和查询对轨道交通综合监控系统具有重要意义.针对轨道交通综合监控系统通常只能保存几个月的历史数据且存储和查询速度慢的问题,根据轨道交通综合监控系统的特点,为RT21-ISCS综合监控系统设计了一种实时历史数据库FVDB.介绍了FVDB核心模块(点管理、实时数据管理、历史数据管理)的设计.FVDB能够在轨道交通综合监控系统海量信息的情况下,保存3年以上的历史数据并具有较快的存储和查询速度.