地铁隧道自动化监测系统中远程通信技术运用分析

贾蕾

中铁十二局集团电气化工程有限公司，天津，300308

0 引言

远程通信技术是实现地铁轨道监测的关键，需要围绕远程通信技术构建监测点，对隧道进行全面监测，使隧道环境得到合理运用，防止地铁运用过程中发生问题。地铁运行环境下，隧道具有较大的长度，需要对隧道监测过程引起重视，降低外界环境对隧道的影响，提高对隧道监测的针对性，使隧道能够更好地投入使用。对于地铁隧道而言，自动化监测系统的使用非常重要，需要对监测方法引起重视，降低不利因素对地铁隧道的影响，确保检测系统能够顺利实现。

1 地铁隧道自动化监测系统中远程通信技术概述

地铁是城市的重要交通工具，需要对地铁隧道进行严格地监测，确保隧道环境不会对地铁运行造成影响。地铁隧道监测应采用专业化的监测系统，例如将BAS系统引入监测环境中，实现地铁隧道的自动化监测。远程通信技术在隧道监测中是不可或缺的，能够提高远程控制的灵活性，使监测系统具有稳定的通信状态，保证监测过程能够顺利进行，使远程通信技术能够发挥作用。远程通信技术需要基于网络进行构建，使隧道监测数据能够稳定传输，便于对通信状态进行控制。通过远程通信技术可以传输监控指令，提高地铁隧道控制的稳定性，构建完善的隧道环境。远程通信技术需要借助控制计算机来实现，其将监测到的数据返回给控制中心，保证地铁隧道监测数据得到快速处理，以提高监测系统控制的有效性[1]。

2 地铁隧道自动化监测系统中远程通信技术运用

2.1 远程通信BAS系统

施工单位是远程通信技术运用的重要承担者，在做法方面需要引起重视，即保证严格按照施工流程进行施工。远程通信系统是监测系统的重要组成部分，因此需要合理地设计BAS系统，对施工过程进行严格控制。施工单位还需要对远程通信系统进行详细考量，全面参与到施工设计中来，例如可以采用集散式的隧道监测形式，使系统设计过程更加完善；需要加强对施工过程的管理，防止远程通信过程发生问题；需要注重系统框架的设计，确保框架内容的完整性，使框架的执行具有可行性，保障远程通信BAS系统能够顺利构建。

BAS系统是实现轨道交通运营的关键，施工单位需要确保该系统能够正常工作，并采用规范化的设计形式，使线路之间保持良好的通信状态，使地铁隧道能够得到全面监测。该系统采用分散控制、集中管理的方式，能够对隧道状态进行持续化的监测和管理，保障地铁能够顺利地运用。分散控制是实现集成管理的关键，应对分散控制方法引起重视，使监测系统各部分控制能够集成起来，以降低系统控制之间的相互干扰，确保系统控制的联动效果。该系统需要运用远程通信技术，使监测信息能够进行共享，使设备之间能够实现联动控制，保证系统通信状态的稳定性；需要具有良好的可靠性，并应做好系统的监测调试工作，使系统具有完善的控制程序，以保障系统运行过程的可靠性[2]。

BAS系统采用分布式计算机系统作为构架，包括中央管理层、车站监控层、现场控制层等，因此应确保各个层次能够稳定地工作，保障系统运行的状态。在地铁轨道监测系统中，各系统可以独立运行，同时发出相应的控制指令，使监测系统具有良好的控制精度。监测系统宜采用实时控制模式，因此应重视通信技术的应用，以打造可靠的通信接口，保障通信控制过程能够顺利进行。在通信控制过程中，需要注重综合化集成系统的组件，为远程通信技术提供输送平台，保证远程通信控制的效果。远程通信控制有助于自动化监测的实现，因此应注重BAS系统的实现，使监测系统能够实现集成化的开发，保障控制方法的有效性。

2.2 监控状态

地铁自动化监测系统应具备良好的监控状态，能够准确地对隧道环境进行监测与判断，对交通运行的安全隐患进行识别，保证地铁运行的安全性。隧道交通具有较多的监控指标，因此需要采用稳定的监控方式，由系统对监控状态进行判断，保证监控状态的稳定性。地铁隧道环境具有一定的复杂性，需要注重整体监控方案的制定，并通过环境来配合地铁的启停控制，并合理对其启停控制进行施工，消除运行过程中存在的安全隐患。通过对环境参数进行监测，如通风、温度等，能够提高地铁整体环境的舒适度，使地铁能够更好地投入使用，让监测系统发挥出最大化作用。在地铁轨道的监控过程中，需要对车站的环境参数进行统计，对周边环境进行综合分析，使监控状态能够得到全面把控。而在BAS系统的作用下，能够对监控状态进行汇总，进而掌握隧道环境的变化趋势，保障地铁能够正常运营。

2.3 远程启停区域

地铁隧道环境中，需要注重对远程启停区域的监测，保证地铁可以安全控制启停，使其能够按照顺序启动。远程启停区域需要注重机电设备的监控，即通过BAS控制命令进行集中管理，可以提高地铁启停的制动效率，并对地铁启停控制进行精准判断。地铁启停区域具有较多的工作站，需要注重启停控制盘的把控，以对地铁的启停状态进行自动判断，保障汽车运行状态的稳定性。远程启停区域应采用自动监测的方式，对监测状态进行全面分析，保证地铁能够顺利地完成启停操作。远程启停区域需要控制的内容较多，施工单位需要确定地铁位置，使其能够停在指定的位置，以保障地铁启停控制的严格性。BAS系统还需要具有防阻塞功能，对地铁的头部信息进行判断，防止远程区域出现不可控的状态，而且在远程启停过程中需要做好防火排烟控制，使远程启停区域能够处于通畅的状态，以保障其能够得到有效监测[3]。

2.4 联锁保护控制

地铁运行过程中，施工单位需要对联锁保护装置进行安装，使地铁能够处于安全的运行状态，避免地铁运行过程中发生风险。在联锁控制的作用下，其能够对地铁运行状态进行控制从而起到保护作用，防止地铁在运行过程中发生状况。为了确保联锁控制的实现，需要对隧道环境进行严格监测，确保监测信息能够进行远程传递，使地铁能够迅速进入联锁保护状态，排除地铁的运行风险问题。大功率设备运行具有一定的延时，需要克服延时对联锁保护的阻碍，确保执行机构能够立即制动，使联锁保护能够被规范化执行。由于采用远程控制方式，需要对网络通信的延时进行控制，例如将延时控制在0.1ms以内。在远程通信技术下，需要确保执行机构能够迅速响应，保证地铁具有完善的运行状态，使联锁保护具有良好的制动机制，提高制动控制效果的稳定性。联锁保护是应对故障问题的关键，需要实时对地铁状态进行判断，严格地控制列车状态。

2.5 监测网的布置

隧道是地铁运行的重要控件，施工单位需要在隧道中布置监测点，对其进行全面监测。布置监测点时，不能对地铁的正常运行造成影响，确保监测精度能够优于1m，以确保监测布点方法的有效性。同时，需要注重监测基准点的布置，每50m需要布置4～8个基准点，对隧道周边情况进行监测。每个测量断面需要设置4个基准点，提高监测网络的纵面监测效果，使各个监测点之间能够稳定工作。各个监测点之间需能够进行网络通信，并将监测数据传输到监测系统中，实现各个监测点信息的汇总，提高监测方法控制的有效性。监测网的布置将会对通信状态造成影响，当监测点的数量较多时，将会影响到通信控制的速度，导致监测系统需要汇总的信息量增加，将会影响通信功能的正常实现。对于关键的监测部位，需要适当地增加监测点的数量，为地铁隧道监测提供准确的数据，保障监测网布置的合理性[4]。

2.6 通信模块的构建

在地铁隧道监测过程中，施工单位需要合理地对通信模块进行安装，使监测点之间能够正常进行通信，避免通信过程受到影响。通信控制具有一定的难度，需要确保模块之间能够正常联系，保障通信方法的合理性，使通信模块能够稳定运行。通信线路铺设具体做法如下：①需要确保通信方式的扩展性，随着地铁隧道监测点的增加，既要避免对原有的通信状态造成影响，同时又要确保新建监测点的接入，提高监测控制的效果；②需要确保通信系统易于维修，能够精准地确定故障状态，并且降低通信故障的发生频率，因为通信模块是实现远程通信的核心，需要做好地铁内线路的铺设，确保各个通信模块间能够稳定工作。

远程通信过程中，施工单位需要注重解调设备的使用，采用GPRS无线通信方式，使数据能够精准地传输，确保通信模块运行的稳定性。在通信模块的作用下，可以实现监测数据的高频率传输，使通信控制能够得到远程支持，保证远程通信技术得到有效运用。远程通信需要借助发射器和接收器来实现，还要克服空间对数据传输的局限性，使传输距离能够达到几百到上千米，以实现良好的远程通信效果。远程通信对功率的消耗较大，需要采用大容量的电源，以此来满足远程通信的需求，确保通信过程能够长时间稳定运行，保证数据得到可靠传输。GPRS是重要的远程通信模块，但要注重串口之间的连接，使通信网络能够连接监测中心，使通信模块能够围绕监测系统展开构建，提高通信模块的控制效果。

2.7 监测内容与方法

2.7.1 垂直位移监测

垂直位移是重要的监测指标之一，利用这个指标，能够分析隧道的垂直受力，对隧道的变形趋势进行判断，便于采取相应的应对方法。垂直位移监测需要采用精密测量的方式，并结合隧道的自身特性展开分析，使其监测能够符合精度要求。 垂直位移测量需要确定基准点，以基准点作为监测的依据，即将基准点布置在变形区80～120m上，提高变形区测量的精准化程度。监测点与基坑边线距离应控制在10～20m之间，确保监测点布置的合理性。监测点需要借助电子水准仪进行分析，即将仪器布置在监测点上对垂直位移情况进行监测，进而得到各个监测点的高程。通过高程变化情况可以对沉降量进行分析，使高程变化能够得到明显对比，保证高程计算的可靠性，同时使沉降量得到合理统计[5]。

2.7.2 水平位移监测

地铁隧道有时会发生水平方向的位移，需要通过检测点对隧道水平位移情况展开分析，提高分析的深入性。在分析水平位移的过程中，需要对控制网进行测量，同时在变形区域外布置基准点，这样在平面直角坐标系中对水平位移展开了分析，保障了水平位移分析的效率。基准点是分析隧道水平位移的重要依据，因此需要深入分析基准点，以保证基准点分析方法的有效性，避免出现基准点分析不可靠的情况，有助于基准点位移量的确定。水平位移监测同样需要应用到水准仪，即根据监测点的布置，对隧道的水平位移情况展开分析，进而确保隧道的水平位移变化趋势，提高水平位移分析的严谨性，保障隧道随着时间的推移具有良好的水平位移关系，避免其在隧道上发生累积。

2.7.3 断面变形监测

地铁隧道存在断面变形的情况，需要做好断面变形的监测工作，即对断面展开细致化的分析，提高断面的处理效率，使断面变形分析得到有序展开。断面监测需要应用免棱镜全站仪对断面的数据变化情况进行采集，以便于了解断面数据的变化情况。且每隔一段时间就要对断面的变化情况进行一次监测，使断面数据分析更加透彻，同时应确定断面的分析状态，确保地铁隧道具有良好的断面。隧道断面情况应采用程序进行分析，即将不符合监测要求的数据剔除掉，从而通过有效数据对断面进行分析。在断面变形监测过程，能够对断面变形情况展开计算，明确其形变程度。为了提高断面监测的准确性，可以采用360°连续采样方式，并且可以增加采样点的数量，以更好地确定局部变形情况，保障断面变形监测的效果。

2.7.4 收敛监测

在地铁隧道分析过程中，需要注重收敛监测的运用，即在隧道的两侧张贴反射片，以确定信号的空间长度。而且，可以采用极坐标法确定空间的长度，对隧道的收敛性进行分析，使隧道具有良好的收敛条件，并对隧道环境进行严格评判，避免隧道出现无法预料的情况。收敛监测是确定隧道变形的重要方法，需要注重监测系统的运用，对隧道环境进行严格分析，使隧道整体能够符合收敛性要求，进而对隧道的变形情况进行判断。

2.7.5 裂缝和渗漏监测

裂缝和渗漏是地铁隧道的常见问题，因此应做好隧道的监测工作，防止隧道出现质量问题，进而做好安全隐患的防范工作。监测点应布置在问题易发区域，并且需要采取实时监测的方式，使风险点能够得到及时排查，进而降低风险发生的概率。现场勘查是实现隧道监测的重要手段，需要详细记录裂缝情况，并采集风险易发点的数据，通过远程通信技术构建监测数据与监测系统之间的联系，以便于确定隧道泄漏情况。同时，还应确定数据来源，能够根据数据确定监测点的位置，对裂缝及渗透问题及时展开修复，将问题的影响控制在一定范围内，提高隧道问题处理的效率。裂缝和渗透监测应注重实时性，应将通信技术和自动化技术相结合，提高对地铁隧道的整体监测效果。

3 结语

综上所述，地铁隧道是运行线路的重要组成部分，而且隧道的长度加长，在监测上具有一定的难度。为了确保监测控制易于实现，应采用规范化的控制方式，使隧道监测能够顺利开展。远程通信技术属于关键的技术组成，需要明确技术组成形式，将远程通信技术应用在监测系统中，使监测控制系统得到有效统合，提高技术运用方法的合理性。监测系统是实现地铁运营的重要手段，需要对地铁隧道环境进行全面监测，保障地铁能够更好地投入使用和安全地运行。