城市地下空间远程实时监测预警系统的应用
测绘技术在安全监测与预警中的应用
测绘技术在安全监测与预警中的应用近年来，随着科技的不断发展和社会的不断进步，测绘技术在安全监测与预警中发挥着越来越重要的作用。
测绘技术的广泛应用可以提高安全监测的精度和效率，为决策者提供可靠的数据支持，促进社会安全的建设。
一、地理信息系统（GIS）在安全监测中的应用地理信息系统（GIS）是现代测绘技术的一个重要组成部分，它能够将地理空间数据与属性数据进行融合，从而建立起一个完整的空间数据库。
在安全监测与预警中，GIS可以帮助分析空间数据间的关系，发现存在的安全隐患，并进行预警。
例如，针对防洪抗灾工作，可以利用GIS将历史洪水灾害数据与地形、水文等空间数据进行叠加分析，找出潜在的洪水风险区域，并进行合理的规划和预防。
二、遥感技术在安全监测中的应用遥感技术是通过航天卫星、航空飞机或无人机等平台获取地面信息的一种方法。
在安全监测与预警中，遥感技术可以远距离地收集和记录地面的特征，包括地势、植被、水域等，从而为安全预警工作提供数据支持。
举个例子，利用遥感技术可以准确监测城市建筑物的使用情况及稳定性，及时发现潜在的危险因素。
同时，遥感技术也可以用于监测火灾、洪水、地质灾害等自然灾害的发生和演变，提前采取相应的防范措施。
三、全球定位系统（GPS）在安全监测中的应用全球定位系统（GPS）是一种能够提供全球范围内位置和时间信息的导航系统。
在安全监测中，GPS可以用于追踪特定目标的位置，如车辆、人员等，从而实现对其行为的监控和预警。
比如，在交通安全中，可以利用GPS对车辆进行实时监控，及时发现交通事故的发生，并进行紧急救援。
此外，通过GPS还可以定位并追踪失踪人员的位置，提供及时的救援。
四、激光扫描技术在安全监测中的应用激光扫描技术是通过发射激光束并测量反射时间来获取地面几何形状和表面纹理信息的一种测绘技术。
在安全监测中，激光扫描技术可以用于建筑物的结构检测和变形监测。
例如，在桥梁监测中，可以使用激光扫描技术对桥梁的结构进行三维测量，及时发现桥梁的不正常变形情况，并采取相应的修复措施。
如何利用测绘技术进行城市地下空间监测与管理
如何利用测绘技术进行城市地下空间监测与管理随着城市化进程的不断加快，城市地下空间的利用率也越来越高。
地下管线、地铁、地下商场等等地下设施应运而生，给城市带来了很大的便利。
然而，地下空间的复杂性和不可见性也给城市管理带来了很大的挑战。
利用测绘技术进行城市地下空间的监测与管理，可以有效解决这些挑战。
首先，利用测绘技术可以提供精确的地下空间数据。
测绘技术包括GPS、遥感、激光雷达等技术手段，通过对地下空间的3D扫描和数据采集，可以获取地下管线、地下设施等的精确位置、形状和尺寸等信息。
这些数据可以作为城市地下空间管理的基础，帮助相关部门对地下空间进行规划和管理。
其次，利用测绘技术可以提高地下空间的监测效率。
传统的地下空间监测通常需要人工巡查，耗时耗力且效率低下。
而利用测绘技术可以实现对地下空间的自动化监测。
通过将测绘设备与地下空间的监测设备相结合，可以实现对地下空间的实时监测和数据采集，大大提高了监测的效率和准确性。
同时，测绘技术还可以为地下空间的巡查提供可视化的数据支持，使相关人员可以直观地了解地下空间的状况，及时发现和解决问题。
另外，利用测绘技术可以提升地下空间管理的水平。
地下空间管理涉及到很多方面的内容，包括地下设施的维护、安全措施的执行、应急预案的制定等等。
利用测绘技术可以提供详细和准确的地下空间数据，使管理者可以更好地了解地下空间的情况，制定相应的管理措施。
同时，测绘技术还可以实现对地下空间的实时监测，及时发现和解决潜在问题，提升地下空间管理的水平和效果。
此外，利用测绘技术进行城市地下空间监测与管理还可以促进城市的可持续发展。
地下空间的合理利用和有效管理不仅可以提高城市的功能和品质，还可以节约土地资源和能源。
通过利用测绘技术获取地下空间的详细数据，可以实现对地下空间的科学规划和管理，避免资源的浪费和冲突。
同时，测绘技术还可以为城市的发展提供数据支持，帮助决策者做出科学的决策，促进城市的可持续发展。
基于GIS的城市监测预警系统研究
基于GIS的城市监测预警系统研究随着城市化进程的不断加剧，城市面积不断扩大、建设不断增加，城市的安全问题变得越来越复杂。
城市监测预警系统的研发对于城市安全管理意义重大。
近年来，随着计算机技术、通信技术、遥感技术等多种先进技术的出现和应用，基于GIS 的城市监测预警系统也逐渐地发展起来。
一、基于GIS的城市监测预警系统介绍基于GIS的城市监测预警系统是一种城市管理的新技术，它结合了GIS技术、遥感技术、数据库技术、网络通信技术和人工智能技术等，实现城市各项信息的汇聚、处理和分析，并通过多种手段来预警、报警和辅助决策，以提高城市的应急处置能力和安全保障能力。
二、基于GIS的城市监测预警系统的功能1、实时监测城市设施基于GIS的城市监测预警系统可以对城市设施进行实时跟踪和监测，包括交通、水利、气象、环境等设施，发现异常，及时预警，实现设施最优化运营。
2、城市污染监测基于GIS的城市监测预警系统可以对城市环境进行污染监测，发现环境异常行为，并通过专业规划和科学管理，保护城市生态环境和居民健康。
3、城市安全风险监测基于GIS的城市监测预警系统可以对城市安全风险进行监测，对城市的治安、火灾、交通等事故进行预警，及时发生警报，保证城市的安全。
4、城市灾害监测基于GIS的城市监测预警系统可以对城市远洪涝、地震、台风等灾害进行有效监测和预警，为城市居民在灾害来临前做好充分的应急准备。
5、城市人口的统计与管理基于GIS的城市监测预警系统还可以通过人口标准来对城市人口进行统计和管理，为城市规划和管理提供咨询和参考数据，促进城市的健康发展。
三、基于GIS的城市监测预警系统的建设要素(1) 数据库建设：基于GIS的城市监测预警系统需要很大的数据支持。
建设城市监测预警系统的前提，就是要建设一个完备的数据支撑系统，确保数据的完整性、准确性和实时性。
(2) 硬件设备：基于GIS的城市监测预警系统需要配备大型计算机、传感器、网络通讯设备等硬件设备，以实现数据的搜集和分析。
高精度测绘技术在城市地下空间环境监测与改善中的应用指南
高精度测绘技术在城市地下空间环境监测与改善中的应用指南城市地下空间是指城市地表以下的各种地下建筑和设施，如地下管网、地下停车场、地下商场等。
在城市快速发展的背景下，地下空间的利用和管理变得越来越重要。
为了实现对地下空间的精确测绘和有效监测，高精度测绘技术应运而生。
本文旨在探讨高精度测绘技术在城市地下空间环境监测与改善中的应用指南。
一、高精度测绘技术的定义与原理高精度测绘技术是一种通过使用先进的测量装置和方法，获取地表和地下空间三维数据的技术。
它采用雷达、激光、全站仪等设备，通过测量和处理地下空间的几何形状和属性信息，实现对地下空间的精确测绘。
该技术的实现原理主要包括激光雷达遥感技术、多频段全波形激光扫描技术以及数字摄影测量技术等。
其中，激光雷达遥感技术是最为常用的一种方法，它通过发射脉冲激光束，利用激光回波的时间差计算目标物体的距离，并通过扫描的方式获取目标物体的三维空间坐标。
二、高精度测绘技术在城市地下空间环境监测中的应用1. 地下管网监测与管理城市地下管网是城市基础设施的重要组成部分，它直接关系到城市的供水、供气和排水等基本需求。
然而，由于管网大部分位于地下，一些问题往往难以察觉和及时发现。
高精度测绘技术可以通过实时监测和检测管道的变形、渗漏等问题，及时预警并采取相应的修复措施，提高管网的运行效率和安全性。
2. 地下停车场和地下商场环境监测随着城市人口的增加和私家车数量的急剧增长，地下停车场成为城市中常见的设施。
然而，由于地下停车场位于地下，通风和环境问题成为制约其发展的主要因素。
高精度测绘技术可以通过监测和评估地下停车场的空气质量、通风情况和温湿度等参数，提供有效的环境监测数据，为地下停车场的环境改善和管理提供科学依据。
3. 地铁建设和运营地铁是当代城市交通系统的重要组成部分，对城市的发展和交通状况起着至关重要的作用。
然而，地铁建设需要大量的地下空间，对地质环境和周边土地利用带来很大挑战。
自动化监测预警技术在地铁盾构工程中的应用
自动化监测预警技术在地铁盾构工程中的应用摘要：我国经济社会建设发展迅速，交通运输压力日益加大，为缓解道路拥塞的紧张局面，地铁工程建设项目数量越来越多、规模越来越大，特别是大城市地铁隧道项目。
盾构法施工技术具有高效地掘进能力、精准地装备对接技术，以及对周边影响小的特点，摆脱了传统“大开挖”模式土方开挖、运输、回填量大，对交通环境影响大的弊端，已经在城市地铁隧道施工领域广泛应用。
关键词：自动化监测预警技术；地铁盾构工程；应用引言城市地上地下环境较为复杂，对地铁盾构施工活动造成较多的限制，给施工管理带来极大的挑战。
而传统的施工管理方式已经无法满足日益扩增的地铁盾构施工需求，亟需通过运用先进数字化技术手段实现智慧化施工管理应用。
因此，开展基于多源异构数据融合的地铁盾构施工管理平台建设关键技术与应用研究具有重要意义。
2地铁盾构施工安全风险管理的重要性地铁是城市交通系统的重要组成部分，可以打通各个区域的交通模块，减少人们的通勤时间与通勤成本，为城市拓展发展规模打下良好基础。
但是，我国疆域辽阔，各地土质条件、水文情况不同，地铁工程大部分又在地下进行建设，使地铁工程面临更大的建设难题。
在地铁施工中，盾构法是一种暗挖全机械化施工方法，采用盾构机械设备在地下空间持续推进，利用盾构外壳、管片支撑地下空间的围岩结构，预防隧道内部产生大规模的坍塌情况。
通过切削装置，对开挖面做大规模的土体开挖，并与相应运输机械设备配合，将土方运输到开挖面以外的区域。
借助千斤顶对盾构机械设备进行加压顶进，同步拼装运输到施工现场的预制混凝土管片，以此构建结构稳定的隧道结构。
盾构法是地铁工程施工建设的重要施工方法，需要考虑更多的安全风险因素，保证地铁工程顺利竣工交付，为城市未来的发展贡献力量。
2盾构施工面临的潜在风险根据公开报道，国内已有10余座城市在地铁盾构施工中发生过安全事故。
鉴于施工环境和工法特点，盾构施工面临着诸多潜在风险，在业内公认盾构风险源可概括为地质、盾构机适应性、人等三类。
地下结构远程实时监测预警系统研究
［ 文章 编 号］ １０ —８ ６ （０ ０ ４０ ２—４ ０ ９２４ ２ １ ）０ —０ ３０
吉 林 水 利
２１ ０ ０年 ４月
地 下结构 远 程 实 时监测预 警 系统 研 究
陈 亮 ，陈 寿 根
６ ０３ ） １ ０ １ （ 西南 交通 大 学，四 川 成都
２ 实 时 监测 预 警 系 统 的 开 发
在工 程 的安 全监 测 中 ，及 时 收集 和分 析 现场
的监测 数据 是 非常 重要 的 。为 了实现 在任 何 时 间
掘进 类 似 ，巴赛 特收敛 系统被用 于地 铁 隧道 的安
全监 测 中 。巴赛 特 收 敛 系 统 由三 大部 分 组成 Ｌ ： １ ］ ①数 据量 测部 分 ，包 括 若干 组长 、短 杆件 互相 连
比较 方便 ，而且数 据 的传 输也 较为及 时 ，另外 流
缆 线将 现场 的数 据 采 集器 与室 内 的电 脑相 连 接 ，
其 优点 是省 去 了发 送或 者接 收 主机及 其通 信 的费 用 ，成本 相对 较低 ，而且 数 据传输 方便 及 时 ；缺 点 就是 连接 距离有 限 ，特别 是 长距离 的监 测 ，购 置 电缆线 的成 本会 增大 ，而要 实 现跨 地 区采集 数
的方式 进行 记录 。另外 ，为了达 到远程 实 时监测
信号 一般很 弱 ，通 常各种 传感器 都有 与之匹 配 的
信 号放大器 。其功 能是将 传感器输 出的信号 进行
的 目的 ，还要 将 这些数 据通 过合理 的传 输 方式传
送 到 监控室 ，设备 包 括采集 器 、发送 主机 及相应 的数据 存储 和处 理设 备 。
城市灾害预警系统的技术发展与应用
城市灾害预警系统的技术发展与应用近年来，随着城市化进程的加快，我国城市面临着越来越多的灾害威胁。
地震、台风、洪水、泥石流等自然灾害，以及火灾、交通事故、化学泄漏等人造灾害，给城市居民的生命财产安全带来了严重威胁。
在这种背景下，城市灾害预警系统的重要性日益凸显。
本文将探讨城市灾害预警系统的技术发展与应用，以期为我国城市安全提供有力保障。
一、城市灾害预警系统的技术发展1.遥感技术遥感技术是通过卫星、飞机等载体获取地球表面信息的一种技术。
在城市灾害预警系统中，遥感技术可以实时监测地震、台风、洪水等自然灾害的发生过程，为预警预报提供准确的数据支持。
遥感技术还可以用于监测城市环境污染、绿化覆盖等情况，为城市可持续发展提供决策依据。
2.地理信息系统（GIS）地理信息系统是一种以计算机技术为基础，对地理空间数据进行采集、管理、处理、分析和展示的系统。
在城市灾害预警系统中，GIS 可以对地震、洪水、泥石流等灾害风险区域进行精确描绘，为灾害预警提供空间分析支持。
同时，GIS还可以结合遥感技术，实现对灾害动态监测信息的实时展示，提高预警信息的准确性。
3.通信技术通信技术是城市灾害预警系统的重要支撑。
通过卫星通信、无线通信、互联网等技术，可以将预警信息迅速传递给政府部门、企事业单位和广大市民，确保预警信息覆盖到每一个角落。
通信技术还可以实现灾害现场与指挥中心之间的实时通信，为灾害救援提供有力支持。
4.大数据技术大数据技术是指在海量数据中发现有价值信息的一系列技术。
在城市灾害预警系统中，大数据技术可以对各类灾害监测数据、历史灾害数据、气象数据等进行分析，挖掘出灾害发生的规律和预警信号。
通过大数据技术，可以提高灾害预警的准确性和时效性。
二、城市灾害预警系统的应用1.地震预警地震预警系统通过地震监测台网实时监测地震波，在地震发生后的短时间内向相关部门和市民发送预警信息。
这有助于减少地震造成的损失，提高地震应急救援能力。
2.台风预警台风预警系统通过气象卫星、雷达等手段实时监测台风动态，向相关部门和市民发送预警信息。
测绘技术在城市地下空间调查与利用中的应用
测绘技术在城市地下空间调查与利用中的应用城市地下空间是城市发展的重要组成部分，它通常包括地下交通隧道、地下综合管廊、地下商业设施等。
如何科学合理地调查与利用城市地下空间，是保障城市可持续发展的重要课题。
而测绘技术在城市地下空间调查与利用中发挥着重要的作用。
一、测绘技术在城市地下空间调查中的应用城市地下空间调查是保障城市规划和建设的基础工作，测绘技术在其中发挥了重要的作用。
首先，测绘技术可以通过建立城市地下空间数据库，精确记录地下隧道、管线等信息，为城市规划、建设和管理提供依据。
其次，测绘技术可以利用地面雷达、地下探测仪等设备，实时监测地下空间的变化情况，及时发现并处理地下空间存在的问题。
再次，测绘技术还可以通过地下测绘仪器设备，测量地下空间的表面形状和地质结构，为城市地下工程的设计与施工提供支持。
二、测绘技术在城市地下空间利用中的应用城市地下空间的合理利用对于提高城市效率、优化空间利用具有重要意义。
测绘技术在城市地下空间利用中具有独特的优势。
首先，测绘技术可以通过地下测量与数字化建模，实现对地下空间的精确测量与模拟分析，为城市地下空间的开发利用提供可靠的科学依据；其次，测绘技术可以借助于地下虚拟现实技术，对地下空间进行三维可视化展示，提供决策支持与公众参与；再次，测绘技术可以通过地下定位与导航技术，实现对地铁、地下商业设施等地下空间的精确导航与管理。
三、测绘技术在城市地下空间调查与利用中的挑战尽管测绘技术在城市地下空间调查与利用中发挥着重要作用，但仍面临着一些挑战。
首先，地下空间调查与利用的需求越来越多样化和复杂化，对测绘技术提出了更高的要求。
其次，地下空间的迅速发展，使得地下环境的变化难以捕捉和监测，需要更先进的测绘技术来解决。
再次，地下空间的复杂性和不确定性，给测绘技术的应用带来了一定的困难，需要不断进行创新与改进。
四、未来测绘技术在城市地下空间调查与利用中的发展趋势随着城市化进程的加快，测绘技术在城市地下空间调查与利用中的应用前景广阔。
测绘技术在城市地面变形监测与地震安全预警中的应用方法
测绘技术在城市地面变形监测与地震安全预警中的应用方法引言随着城市化的加速发展，城市的地面变形问题和地震风险成为了威胁城市安全和发展的重要因素。
为了及时了解地面的变形情况和地震的预警，科学家和工程师们纷纷利用测绘技术来进行监测和预警。
本文将探讨测绘技术在城市地面变形监测与地震安全预警中的应用方法。
一、综合测量技术综合测量技术是测绘技术中的一种重要手段。
通过综合利用全球卫星定位系统（GNSS）和激光测距仪等技术，可以实时监测城市地面的变形情况。
这些测量数据可以用来分析和预测地面的位移、变形速率和形变特征。
二、遥感技术遥感技术是通过遥感卫星或无人机等设备获取地面的图像和其他相关信息。
利用遥感技术，可以实时获取城市地面的变形情况，并对地震风险进行预测和预警。
例如，通过监测地面的热点分布和热点变化，可以判断地下断层活动的强度和方向，从而提前预警地震的发生。
三、地理信息系统（GIS）技术地理信息系统技术是将地理空间信息与属性信息结合起来，进行有效存储、分析和查询的技术系统。
在城市地面变形监测与地震安全预警中，地理信息系统可以用来建立城市地面变形和地震风险的数据库，并通过专业的地理信息系统软件对这些数据进行可视化展示和分析。
四、人工智能与大数据分析随着人工智能与大数据分析技术的快速发展，它们在城市地面变形监测与地震安全预警中的应用也越来越普遍。
通过人工智能算法和大数据对海量的监测数据进行分析，可以更加准确地检测和预测地面变形和地震风险，为城市的安全提供更大的保障。
五、传统测绘技术的优化和创新除了上述现代测绘技术，传统测绘技术在城市地面变形监测与地震安全预警中也有其独特的应用价值。
通过优化传统测量方法和仪器设备，可以提高测量精度和效率，从而更好地监测和预警地面变形和地震风险。
结论测绘技术在城市地面变形监测与地震安全预警中具有重要的应用价值。
综合测量技术、遥感技术、地理信息系统技术以及人工智能与大数据分析等技术，都为我们提供了有效的手段来监测和预警城市的地面变形和地震风险。
高精度测绘技术在城市地震灾害监测与预警中的作用与应用
高精度测绘技术在城市地震灾害监测与预警中的作用与应用地震作为一种自然灾害，对人类社会的影响不可低估。
尤其是在城市地区，地震所带来的破坏更加严重。
为了有效应对城市地震灾害，高精度测绘技术充当着重要的角色。
本文将探讨高精度测绘技术在城市地震灾害监测与预警中的作用与应用。
首先，高精度测绘技术在城市地震灾害监测中的应用是不可或缺的。
测绘技术可以通过测量地面的形变情况，及时监测地壳的变动。
地震发生后，地壳的形变是最直接的指标之一。
传统的测量方法往往需要大量的人力和物力，并且精度不高。
而借助高精度测绘技术，可以利用卫星遥感、激光扫描等高科技手段，对地壳的形变进行精确测量，实现高精度的地震监测。
其次，高精度测绘技术在城市地震灾害预警中也发挥着重要作用。
地震预警系统是城市地震灾害防控的重要组成部分。
借助高精度测绘技术，可以提高地震预警的准确性和及时性。
通过测绘技术，可以实时监测地震震源的位置和规模，并通过模型推演等方法进行地震预警。
此外，高精度测绘技术还可以用于建立地震动力学模型，帮助预测地震的传播路径和影响范围，进一步提升地震预警的能力。
除了监测和预警，高精度测绘技术还在城市地震灾害应急救援中发挥重要作用。
在地震发生后，及时、准确地了解受灾区域的地貌、道路等情况，对救援行动至关重要。
通过高精度测绘技术，可以快速获取灾区的地形地貌信息，为救援人员提供实时、可靠的数据支持。
此外，高精度测绘技术还可以用于绘制灾后的变形图，帮助灾区进行灾后重建和规划。
在城市地震灾害监测与预警中，高精度测绘技术仍然面临着一些挑战和问题。
首先，测绘设备的成本较高，限制了技术的普及和推广。
其次，测绘数据的存储和处理也面临着巨大的挑战，需要解决大数据存储和处理的问题。
此外，测绘技术的准确性和稳定性还需要不断提升，以实现更高精度的地震监测和预警。
为了进一步推动高精度测绘技术在城市地震灾害监测与预警中的应用，可以采取一系列措施。
首先，加大科研力度，提升测绘技术的准确性和稳定性。
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城市地下空间远程实时监测预警系统的应用 陈亮1 （1 - 西南交通大学 四川成都610031） 摘要: 城市地下空间开发中工程安全日益受到重视，而通过合理的监测手段可以有效预测工程的安全状况，减少事故发生的概率。本文就城市地下空间远程实时监测预警技术进行了概括性探讨，介绍了实现此类技术的条件及若干关键技术，提出了相应的解决方案；并对城市地下空间监测技术的发展作了展望。 关键字: 地下空间，实时监测，预警系统，关键技术
The Application of Remote Real-time Monitoring and Pre-warning Systems in Urban Underground Space Development
Chen Liang1 （1 – Southwest Jiaotong University Sichuan Chengdu 610031） Abstract: The safety of geotechnical engineering in urban underground space development is more and more important; the accident probability will be decreased by using a reasonable monitoring measure which can effective predict the safety situation of geotechnical engineering. This paper investigated the technology of remote real-time monitoring and pre-warning systems, introduced how to achieve this system and some key technology, given the relation solution; and the prospects of the geotechnical engineering monitoring technology in urban underground space development are proposed. Key words: underground space, real-time monitoring, pre-warning systems, key technology.
1前言 地下空间作为城市的重要资源，在发达国家得到了多方面的应用，随着我国经济的快速发展，城市地下空间的开发利用已经受到广泛重视，城市地下工程的兴建已经成为一种趋势。就地下铁路来看，我国从1965年开始修建地下铁道，至今已有北京、天津、上海、广州、深圳、南京等大城市建成部分地铁，目前地铁建设已步人快速发展阶段。然而，在地铁施工及运营过程中由于地层沉降等原因引起的人员伤亡、财产损失及环境破坏的问题也在频频发生。如2008年杭州地铁一号线坍塌事故造成21人死亡，直接经济损失1.5亿元人民币；2007年北京市海淀南路的地铁10号线工程苏州街车站东南出入口发生塌方事故导致6名施工者被埋等。 我国各地区地质条件多样且十分复杂，修建地下空间除了需要详细而又准确的地质勘察 和精密的设计之外，在施工过程中还要能及时处理遇到的各种难点问题和突发事件。信息科技的迅速发展，使得工程与信息技术相合，通过采用合理的监测措施可以使施工及运营期间工程出现事故的风险降至最低。
2监测手段及项目 适用于城市地下空间的监测手段可概分为直接几何方法、间接几何方法和物理方法，见表1。其中间接法中的巴赛特收敛系统（Bassett ConvergenceSystem）早期使用于矿山采矿坑道掘进的安全监测，由于一些地铁开挖与采矿坑道掘进类似，巴赛特收敛系统被延用于地铁隧道的安全监测中。巴赛特收敛系统由三大部分组成[1]： 数据量测部分，包括若干组长、短杆件互相连接的电介质（EL）倾角传感器； 数据采集部分，包括数据采集控制器和计算机； 数据处理部分，包括采集控制、标定、计算分析与可视化软件等。 巴赛特收敛系统的一个突出优点是可在现场无人值守的情况下长期自动工作，另一特点是防潮防湿、抗电气干扰，此外，它能在烟雾条件下工作，对环境具有良好的适应能力。该系统用于测量隧道的收敛变形，要确定隧道的实际位移向量，必须与控制点资料相结合。由于传感器的制造及采集系统的开发等技术已经比较成熟，该类监测技术已经被广泛用于国内的各工程实践中，本次所介绍的远程实时监测预警系统也源于对巴赛特收敛系统的借鉴。
表1 监测手段概览 监测方法分类 监测技术方法 仪器设备 主要监测目标 国内应用工程实例
直接几何法 电水平尺系统（EL-BEAM） 电水平尺和数据自动采集器 精密沉降 上海东方路地铁枢纽站 自动化实时三维监测系统 全站仪、遥控终端、无线GSM调制解调器 地铁隧道变形与形变 广州地铁一号线仓边路段
全站仪收敛变形系统 全站仪、数据自动采集器 地下空间变形与形变 上海地铁一号线
间接几何法 巴赛特收敛系统 传感器、数据自动采集器及数据处理器 地下隧道变形与形变 上海人民广场地铁枢纽站
数字化摄影测量技术 立体坐标量测系统 地下空间变形与形变 广东某隧道工程 物理方法 地震反射探测 超前地质预报系统 施工超前异体探测 石牙山隧道 地质雷达探测 地质雷达 施工超前异体探测 晴隆隧道
工程安全监测项目种类很多，具体到每个工程根据其工程类型、场地地质和施工情况监测项目有所不同。按监测物理量的类型一般可以分为变形监测、应力应变监测、渗流监测、温度监测和动态监测等。按监测变量分为原因量和效应量监测。原因量即环境参量，由于它们的变化引起建筑物性态的变化；效应量是构筑物对原因量变化而产生的响应[4]。表2列举了一些常规情况下的监测项目。针对具体工程可以通过数值模拟等方式选择结构中的危险点进行监测。 3实时监测预警系统结构及流程 3.1 系统构成 在工程的安全监测中，及时收集和分析现场的监测数据是非常重要的。为了实现在任何时间甚至任何地点都可以对监测点进行数据采集，并根据分析的要求决定是否预警，组建远程实时监测预警系统建立是切实可行的措施，根据其运行特点可以将它分为以下几部分组成，如图1所示。
表2 常规监测项目 监测项目 监测目的 采用仪器 备注
原因量监测 环境因素 大气条件 气压计、雨量计 温度、气压、降水
爆破 了解爆破对围岩和支护结构的影响 速度计、加速度计
效应量监测 围岩内部位移和变形监测 围岩内部位移（水平和轴向）和松动区范围 多点位移计，钻孔测斜仪，滑动测微计等
表面位移 围岩表面位移（收敛，拱顶下沉，仰拱隆起） 收敛计，全站仪，水准仪，近景摄影测量 含收敛计测得的相对位移、全站仪测得的三维绝对位移
应力应变 岩体应力、支护结构应力 应变计、锚杆应力计，锚索测力计 渗流、地下水 渗压、地下水位 渗压计、水位计 荷载 围岩与支护间接触压力，锚杆（索）拉力 压力计，锚杆（索） 测力计等 裂缝 接触缝、裂缝、结构面 裂缝计 周边环境 地表沉降、建筑物变形 全站仪，水准仪，经纬仪 地表和建筑物
图1 实时监测预警系统结构图 具体介绍如下： 传感系统 系统应用各种传感器，将被测量（应变、倾斜度等）转变成便于记录及再处理的电压或电流等信号。由于从传感器输出的电信号一般很弱，通常各种传感器都有与之匹配的信号放大器。其功能是将传感器输出的信号进行放大或转换。传感系统包括加速度计、应变计、位移计、钢筋计、土压力盒、测斜仪、信号放大器等。 数据采集处理系统
传感系统 数据采集系统 数据分析系统 预警系统
远程控制 该系统的功能是将传感器变换、放大器放大后的信号，直接以模拟量的方式记录下来或者经过模数转换后以数字量的方式进行记录。另外，为了达到远程实时监测的目的，还要将这些数据通过合理的传输方式传送到监控室，设备包括采集器、发送主机及相应的数据存储和处理设备。 数据分析系统 从数据采集系统获得的数据经初步处理后或在终端上显示，然后直接进入数据库。该子系统的目的是根据各监测项目的特点，使各不同类型的数据通过恰当的组织，被有效的存储起来，在保证必要信息存储的前提下，尽量减少数据的冗余度。设备包括高性能计算机及分析软件，必要时进行实时分析和处理[5]。 预警系统 预警系统也可称为评估系统，是对测量的结构状态进行判断、分析评估，对异常测试值进行报警的系统，为施工策略的变动提供参考，确保工程安全。 远程控制 在数据采集和远程传输方面，通过有线连接或无线微波远程模拟信号发送及接收系统，也可以采用在商业上已经取得了巨大成功的客户机/服务器网络系统，实现方便和真正的远程监测。
3.2 系统实现流程 实现该系统运行的简易流程如图2所示。首先通过远程控制向现场的采集器发送采集命令，采集器以发送激振电压等方式控制传感器反馈传感信息，采集器将反馈信息量化成频率等数值，最后通过一定的传输方式将数据发送至监控室的终端，由终端进行数据处理后在决定是否预警。该流程中有两处地方值得注意，首先是数据远程传输这个环节，它可以有多种选择方式，不同选择将会带来较大的差异，但一般都要根据具体的工程选择合适的传输方式。各种传输方式的特点如下。 有线传输 该连接方式可以直接使用电缆线将现场的数据采集器与室内的电脑相连接，其优点是省去了发送或者接收主机及其通信的费用，成本相对较低，而且数据传输方便及时；缺点就是连接距离有限，特别是长距离的监测，购置电缆线的成本会增大，而要实现跨地区采集数据几乎不可能，另外就是施工过程中容易发生连接线被压断或者碾碎等。所以此种方式一般适合工程量较小，监测距离小于1000m的项目。 无线微波传输系统 该连接方式同时需要发送主机和接收主机，数据由专用的软件接收，其优点是不使用连接线，不耗费网络流量，即电脑是否联网并不影响监测的正常进行，数据采集后将由发送主机以微波的形式发送出去，接收主机则负责接收数据信号，可以实现在任何时间跨地区监测；缺点是可能出现数据采集或者接收延时，因为控制现场采集和接收数据都以微波信号传输的方式，而一旦信号服务遇到高峰期，则很容易出现延时情况，另外就是通信花费较高。此种传输方式适合在无网络地区对工程进行实时监测。 客户机/服务器网络传输系统 该连接方式需要发送主机，数据将由这个发送至网络服务器，室内电脑通过域名访问的方式接收数据。其优点是利用了当今流行的Internet网络，容易实现数据共享，监测量大时使数据库的开发也变得比较方便，而且数据的传输也较为及时，另外流量费相对也较低，缺点就是最先接收数据的网络服务器一旦瘫痪或者发生网络故障都将导致数据无法及时得到分析和处理，网速也可能会成为制约数据及时传输的因素，但随着信息技术的发展，出现这些事故的概率非常小，所以此种传输方式广泛适用，尤其是工程量大、远距离监测的项目。 另一处值得注意的地方就是预警的环节，预警的前提是数据要得到初步处理和判断，由