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摘要：近年來隨著城市的發(fā)展，軌道交通成為多數(shù)人出行選擇的交通工具，于是大量建設(shè)軌道交通成為一個城市發(fā)展的必備條件。在城市軌道交通工程建設(shè)中，軌道交通工程監(jiān)測也是一項必備的建設(shè)要求。本文作者根據(jù)工程實際需要與變形監(jiān)測的基本原理、作業(yè)流程，開發(fā)了城市軌道交通工程監(jiān)測數(shù)據(jù)分析管理程序，介紹了該程序的基本設(shè)計思想、主要功能，并對程序應(yīng)用進行了詳細的說明。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；變形監(jiān)測；監(jiān)測數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)管理程序

成都軌道交通18號線是位于成都市區(qū)與成都天府國際機場之間的快線，亦是一條兼顧市域客流和機場客流的復合線。該線起始于成都南站，向南延伸覆蓋天府新區(qū)、中央商務(wù)區(qū)，直至天府新站，之后沿成都三岔湖旅游快速通道向東穿越龍泉山后到達機場南站，再向北進入成都天府國際機場航站樓。線路全長66.16km，共設(shè)車站12座；其中龍泉山隧道施工也成為一大難題，由于線路要穿越9700m的高瓦斯隧道，成為全國第一條穿越高瓦斯地層的軌道交通工程；因而該工程地質(zhì)條件復雜、施工難度大。施工方在確保安全的前提下促進高效生產(chǎn)，加強超前地質(zhì)預(yù)報和監(jiān)控量測工作，實現(xiàn)對瓦斯情況的24小時不間斷監(jiān)控，有效預(yù)防并消除安全隱患，確保隧道順利施工。在施工運營期間，軌道周邊建筑物以及吊車軌道的基礎(chǔ)均發(fā)生了不均勻沉降，這極大地影響了吊車的正常安全運行。為保證吊車的安全運行，對可能出現(xiàn)的過量沉降能提前進行預(yù)報，需要對運營期的吊車軌道基礎(chǔ)進行長期監(jiān)測，同時考慮到現(xiàn)場的實際情況，從而設(shè)計了測量機器人自動化變形監(jiān)測的監(jiān)測模式。

1監(jiān)測方案設(shè)計

整個系統(tǒng)為無人值守的自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)。為提高工程的測量精度，增加測量頻率，經(jīng)設(shè)備比選，采用TM50或TM30型自動測量機器人和Geo-MoS自動監(jiān)測軟件的數(shù)據(jù)采集部分構(gòu)成的測量機器人自動化監(jiān)測系統(tǒng)實施自動化監(jiān)測。另外，單獨設(shè)置一個數(shù)字氣象儀的觀測站（通電、通光纖），對區(qū)域氣象環(huán)境進行實時采集，從而對測量值進行實時修正。整個監(jiān)測系統(tǒng)主要由三部分組成：（1）觀測傳感器——用TM50或TM30自動全站儀。（2）控制參考點和變形點監(jiān)測——棱鏡。（3）現(xiàn)場及室內(nèi)控制系統(tǒng)——數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測數(shù)據(jù)分析管理軟件。

2監(jiān)測數(shù)據(jù)分析管理程序

2.1程序設(shè)計思想。城市軌道交通工程變形監(jiān)測的基本原理，為了監(jiān)測工程建筑物的水平（垂直)位移，需要對布設(shè)的控制網(wǎng)進行多次高精度的重復觀測，并對各期控制網(wǎng)進行平差計算，便可求得各點在不同時期的變化量。引起點的位移變化，可能是由測量誤差引起的,也可能是點位確實存在移動，所以對兩期點的位移變化量要進行顯著性檢驗。如果位移變化顯著，然后再利用回歸分析等曲線擬合的方法擬合出它的變形規(guī)律，用來預(yù)報以后的點位移量。本系統(tǒng)根據(jù)工程變形監(jiān)測的基本原理、作業(yè)流程和數(shù)據(jù)處理流程，其總體設(shè)計如圖1。系統(tǒng)在設(shè)計時還考慮到變形監(jiān)測的現(xiàn)代化。外業(yè)采集數(shù)據(jù)的儀器自動化程度很高，一般可以獨立生成固有格式的觀測數(shù)據(jù)文件，通過電纜就可以把原始觀測數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)分析處理程序系統(tǒng)里，詳細流程圖如圖2。2.2監(jiān)測數(shù)據(jù)分析管理程序的主要功能。開發(fā)的數(shù)據(jù)分析管理程序Analyzer是為了分析和管理通過變形監(jiān)測系統(tǒng)采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析管理程序Analyzer主要的功能包括：（1）建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫中的表文件。（2）將監(jiān)測系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)更新至指定的數(shù)據(jù)庫文件。（3）打開某個數(shù)據(jù)庫文件，顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)。（4）通過選擇監(jiān)測的軌道，以圖形方式顯示監(jiān)測網(wǎng)與監(jiān)測點。（5）選擇某個監(jiān)測點，可以查看其所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)。（6）選擇監(jiān)測日期，可以查看當天的監(jiān)測數(shù)據(jù)。（7）工程屬性的查看與修改等管理。（8）顯示監(jiān)測點的X方向、Y方向、Z方向的變形位移曲線。（9）對監(jiān)測數(shù)據(jù)生成日報表、月報表及總報表的形式輸出或打印。本程序設(shè)計上采用面向?qū)ο箝_發(fā)方法，程序代碼具有較好的易讀性和可擴展性，為以后程序的功能的完善和擴展做了良好的基礎(chǔ)。2.3監(jiān)測數(shù)據(jù)分析管理程序的說明本系統(tǒng)采用VisualC++6.0作為開發(fā)工具，在VS.NET2015平臺上開發(fā)，以Access作為基本的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以Excel形式生成報表，以Dxf格式作為圖形輸出格式。在軟件模塊編寫過程中，采用工程化管理，在算法設(shè)計上，基本思想就是減少人工干預(yù)，選擇先進成熟的數(shù)學模型。用戶在使用過程中，操作方便、界面友好，實現(xiàn)了變形監(jiān)測內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理的自動化、規(guī)范化，為變形監(jiān)測物的安全運營提供精確可靠的變形監(jiān)測數(shù)據(jù)。程序運行通過新建數(shù)據(jù)庫文件，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)更新到數(shù)據(jù)庫文件中，或者直接打開已存在監(jiān)測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫文件，在左側(cè)控制欄中選擇軌道序號，可以顯示監(jiān)測網(wǎng)圖如圖3。通過選擇需要查看監(jiān)測數(shù)據(jù)的監(jiān)測點及該監(jiān)測點的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)，與該點在X方向變形量變化圖如圖4。通過選擇需要查看監(jiān)測數(shù)據(jù)的監(jiān)測日期及該日期的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)。最后，可通過選擇報表模板，將監(jiān)測數(shù)據(jù)以報表的形式輸出。數(shù)據(jù)庫模塊是該系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存貯和交換的主要承載體，是系統(tǒng)的核心。它的功能如下：數(shù)據(jù)輸入和存儲功能：可以進行原始觀測數(shù)據(jù)、平差結(jié)果數(shù)據(jù)、變形分析成果等數(shù)據(jù)入庫管理，而且還能在數(shù)據(jù)庫中手工輸入相應(yīng)的觀測數(shù)據(jù)，進行平差、變形分析等功能。查詢功能：可對工程的任一觀測期的任何數(shù)據(jù)進行查詢，并對有關(guān)數(shù)據(jù)進行修改，還可打印輸出。報表打印功能：可打印任一期的成果表、變形分析表，以及任一監(jiān)測點的變形過程曲線圖、監(jiān)測網(wǎng)圖等。由于一個監(jiān)測網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)量很大，需要對它進行很好的組織。如以監(jiān)測數(shù)據(jù)為例，其測量數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)體形式組織，它包括監(jiān)測點編號、監(jiān)測日期、監(jiān)測時間、監(jiān)測點名、監(jiān)測軌道、監(jiān)測設(shè)置、采集方式、X坐標、Y坐標、Z坐標等字段。

3結(jié)語

作者在工程監(jiān)測進行中，根據(jù)工程的實際需要開發(fā)了城市軌道監(jiān)測數(shù)據(jù)分析管理程序，該程序考慮到變形監(jiān)測現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化，形變分析也要現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化，采用數(shù)據(jù)與結(jié)果進行圖形與數(shù)字方式顯示，去發(fā)現(xiàn)監(jiān)測物的變形量，解決了傳統(tǒng)的變形分析的一些弊端。對各期變形觀測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)庫化管理，除了可以查看各期原始數(shù)據(jù)外，還可以查看每期的結(jié)果數(shù)據(jù)、網(wǎng)圖、變形量圖、形變過程曲線。并且對不同時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)都進行入庫管理，使得相互之間比較性更加直觀化。另外程序在設(shè)計上采用了新穎的界面排列，使程序的操作更加直觀，對主要功能都設(shè)置了工具條按鈕，也使程序操作更便捷。程序還可以對用戶的各種誤操作給出建議性指導，而且在使用該程序時，不需要很深的專業(yè)技術(shù)，使其更加大眾化。當然，本程序有些功能還需要要進一步完善，以滿足城市軌道監(jiān)測工程進一步的需求。

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作者:王德貞 倪家明 王曉燕 單位:1.德陽極地勘測有限公司 2. 四川城市職業(yè)學院