隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備，屬于監(jiān)控量測分析設備【技術領域】，包括激光器及光束變換模塊、光敏位移信號采集模塊、定位與支撐模塊、數據處理軟件模塊和遠程無線通訊模塊，所述模塊均與電源模塊相連接，所述激光器及光束變換模塊發(fā)送激光束至光敏位移信號采集模塊，所述光敏位移信號采集模塊的輸出發(fā)送至數據處理軟件模塊，所述數據處理軟件模塊包括數據存儲管理模塊、圖形繪制模塊、回歸計算模塊和預測分析模塊。本實用新型能實時監(jiān)控施工隧道不穩(wěn)定的圍巖的變形情況，并通過將傳感器之間的冗余和互補信息按規(guī)則進行組合，提高管理者的工作效率，增強施工的安全性。
【專利說明】隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及監(jiān)控量測分析設備【技術領域】，特別是涉及一種隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備。
【背景技術】
[0002]隨著山嶺地區(qū)公路建設的不斷發(fā)展和公路等級的不斷提高，公路隧道的建設規(guī)模和數量日益增多。在我國，由于經濟相對落后及公路隧道修筑起步較晚，隧道修筑技術及單洞長度與發(fā)達國家相比，還有一定的差距。在施工過程中通過現場監(jiān)控量測并結合現場綜合地質信息，對圍巖穩(wěn)定性做出判斷，并及時調整設計，對保障公路隧道的安全、順利施工和優(yōu)化工程措施、提高我國公路隧道的科學技術含量，具有現實意義和實際應用價值。
[0003]另外，在隧道圍巖監(jiān)控量測過程中，傳感器數量非常多，由監(jiān)測節(jié)點傳輸至數據中心的監(jiān)測數據堪稱海量；另外，由于施工現場情況復雜，傳感器生存條件比較惡劣，個別檢測數據的準確性不是特別高，容易導致安全警報的虛警或漏警?，F有技術中巨大的工作量以及個別數據失真使管理者難以對隧道安全狀態(tài)進行準確評估。
實用新型內容
[0004]為克服現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種提高管理效率且能提高施工作業(yè)安全的隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:一種隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備，包括激光器及光束變換模塊、光敏位移信號采集模塊、定位與支撐模塊、數據處理軟件模塊和遠程無線通訊模塊，所述模塊均與電源模塊相連接，所述激光器及光束變換模塊發(fā)送激光束至光敏位移信號采集模塊，所述光敏位移信號采集模塊的輸出發(fā)送至數據處理軟件模塊，所述數據處理軟件模塊包括數據存儲管理模塊、圖形繪制模塊、回歸計算模塊和預測分析模塊，所述回歸計算模塊用于通過不同函數對實測數據曲線進行回歸計算，所述預測分析模塊用于根據與原實測曲線的對比分析，進行預測、判斷圍巖和支護結構的穩(wěn)定性并修正設計參數、指導施工，所述數據處理軟件模塊信號輸出至文本顯示屏和遠程無線通訊模塊。
[0006]所述數據處理軟件模塊還包括有云計算模塊，用于根據互聯網對所述監(jiān)測數據進行計算并得出結果。
[0007]所述光敏位移信號采集模塊包括光敏位移信號監(jiān)測器，所述光敏位移信號監(jiān)測器是位置敏感探測器。
[0008]所述圖形繪制模塊根據輸入的監(jiān)測數據，生成隨時間、空間變化的時空效應曲線即時態(tài)曲線和空間效應曲線，所述時態(tài)曲線顯示了各監(jiān)測點的原始數據或轉移數據隨時間的變化情況，所述空間效應曲線突出了同一時間不同測點的監(jiān)測結果隨開挖面推進的變化規(guī)律。
[0009]所述數據存儲管理模塊用于存儲隧道監(jiān)測多元數據，并進行添加、查詢及刪除各種管理。
[0010]本實用新型的有益積極效果是:本實用新型能實時監(jiān)控施工隧道不穩(wěn)定的圍巖的變形情況，并通過將傳感器之間的冗余和互補信息按規(guī)則進行組合，提高管理者的工作效率，增強施工的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備的結構框圖；
[0012]圖2為本實用新型中數據處理軟件模塊的系統(tǒng)結構圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0014]參見圖1、圖2，本實用新型一種隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備，包括激光器及光束變換模塊、光敏位移信號采集模塊、定位與支撐模塊、數據處理軟件模塊和遠程無線通訊模塊，所述模塊均與電源模塊相連接，所述激光器及光束變換模塊發(fā)送激光束至光敏位移信號采集模塊，所述光敏位移信號采集模塊的輸出發(fā)送至數據處理軟件模塊，所述數據處理軟件模塊包括數據存儲管理模塊、圖形繪制模塊、回歸計算模塊和預測分析模塊，所述回歸計算模塊用于通過不同函數對實測數據曲線進行回歸計算，所述預測分析模塊用于根據與原實測曲線的對比分析，進行預測、判斷圍巖和支護結構的穩(wěn)定性并修正設計參數、指導施工，所述數據處理軟件模塊信號輸出至文本顯示屏和遠程無線通訊模塊。所述定位與支撐模塊包括初期支護、固定支座，所述激光器及光束變換模塊包括激光器，所述激光器經初期支護上的固定支座固定于已穩(wěn)定的隧道圍巖內壁上。所述光敏位移信號采集模塊包括光敏位移信號監(jiān)測器，所述光敏位移信號監(jiān)測器是位置敏感探測器，所述位置敏感探測器經固定支座固定于不穩(wěn)定的隧道圍巖內壁上。
[0015]所述數據處理軟件模塊還包括有云計算模塊，用于根據互聯網對所述監(jiān)測數據進行計算并得出結果。隧道圍巖監(jiān)控量測系統(tǒng)面臨的一個重要問題是接收并處理大量的數據和信息，信息的處理工作量很大，包括數據存儲管理模塊、圖形繪制模塊、回歸計算模塊和預測分析模塊等。由此可見，對這些信息量的采集和處理是一項工作量十分大的任務，這要求系統(tǒng)服務器具備十分強大的計算功能。但是，實際應用中，服務器和后臺計算機的資源配置是有限的，因此，一旦采集的數據和信息量過大，信息的處理任務過重，勢必會造成后臺服務器難以滿足實際要求。此時，就需要借助其他的途徑來完成這些復雜的處理工作，可以通過云計算的方法來完成系統(tǒng)復雜的處理工作。
[0016]云計算的實現方法是:得到隧道內的監(jiān)測數據后，在系統(tǒng)的服務器上建立一個信息綜合平臺，完成數據的輸入和導入、保存功能。服務器完成該功能后，利用互聯網云計算，用戶只要將系統(tǒng)的監(jiān)測數據輸入到互聯網中，由互聯網完成數據的計算、圖形繪制、回歸計算模型、預測分析模型等模塊，得到計算結果。
[0017]所述圖形繪制模塊根據輸入的監(jiān)測數據，生成隨時間、空間變化的時空效應曲線即時態(tài)曲線和空間效應曲線，所述時態(tài)曲線顯示了各監(jiān)測點的原始數據或轉移數據隨時間的變化情況，所述空間效應曲線突出了同一時間不同測點的監(jiān)測結果隨開挖面推進的變化規(guī)律。
[0018]所述數據存儲管理模塊用于存儲隧道監(jiān)測多元數據，并進行添加、查詢及刪除各種管理。
[0019]本實用新型的工作過程是:(1)首先將激光器固定于已穩(wěn)定的隧道圍巖內壁上，再在施工隧道內不穩(wěn)定的隧道圍巖的初期支護上安裝固定光敏位移信號監(jiān)測器，所述激光器的信號輸出端與光敏位移信號監(jiān)測器信號的接收端相對；(2)監(jiān)測時，激光器向隧道內的用以接收激光信號的光敏位移信號監(jiān)測器發(fā)送實時激光信號，監(jiān)測過程中光敏位移信號監(jiān)測器實時向數據處理軟件模塊發(fā)送不穩(wěn)定的隧道圍巖變形位移的監(jiān)測數據；(3)數據處理軟件模塊根據收集來的數據自動分析，當圍巖變形位移值達到或超過危險變形值時，數據處理軟件模塊即經報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號，當圍巖變形位移值超過安全變形值但小于加固安全變形值時，數據處理軟件模塊發(fā)出加固圍巖指令。
【權利要求】
1.一種隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備，其特征在于:包括激光器及光束變換模塊、光敏位移信號采集模塊、定位與支撐模塊、數據處理軟件模塊和遠程無線通訊模塊，所述模塊均與電源模塊相連接，所述激光器及光束變換模塊發(fā)送激光束至光敏位移信號采集模塊，所述光敏位移信號采集模塊的輸出發(fā)送至數據處理軟件模塊，所述數據處理軟件模塊包括數據存儲管理模塊、圖形繪制模塊、回歸計算模塊和預測分析模塊，所述回歸計算模塊用于通過不同函數對實測數據曲線進行回歸計算，所述預測分析模塊用于根據與原實測曲線的對比分析，進行預測、判斷圍巖和支護結構的穩(wěn)定性并修正設計參數、指導施工，所述數據處理軟件模塊信號輸出至文本顯示屏和遠程無線通訊模塊。
2.根據權利要求1所述的隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備，其特征在于:所述數據處理軟件模塊還包括有云計算模塊，用于根據互聯網對所述監(jiān)測數據進行計算并得出結果。
3.根據權利要求1所述的隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備，其特征在于:所述光敏位移信號采集模塊包括光敏位移信號監(jiān)測器，所述光敏位移信號監(jiān)測器是位置敏感探測器。
4.根據權利要求1所述的隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備，其特征在于:所述圖形繪制模塊根據輸入的監(jiān)測數據，生成隨時間、空間變化的時空效應曲線即時態(tài)曲線和空間效應曲線，所述時態(tài)曲線顯示了各監(jiān)測點的原始數據或轉移數據隨時間的變化情況，所述空間效應曲線突出了同一時間不同測點的監(jiān)測結果隨開挖面推進的變化規(guī)律。
5.根據權利要求1所述的隧道圍巖監(jiān)控量測數據分析設備，其特征在于:所述數據存儲管理模塊用于存儲隧道監(jiān)測多元數據，并進行添加、查詢及刪除各種管理。
【文檔編號】G01B11/16GK203929029SQ201420105621
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權日:2014年3月10日
【發(fā)明者】張巖, 李九超, 黨志超, 林海鷹 申請人:中交第三公路工程局有限公司, 中交三公局（北京）工程試驗檢測有限公司