地下工程和深基坑安全监测预警系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了地下工程和深基坑安全监测预警系统，包括数据监测系统、数据传输系统、监控主机和短信发送模块，所述监控主机包括有数字信号处理模块和异常信号处理模块，所述数据监测系统的输出端依次通过数据传输系统和数字信号处理模块连接至短信发送模块的输入端，所述数字信号处理模块与异常信号处理模块连接。本实用新型系统可将异常信号的级别的预警信号通过短信发至相关人员的手机；本实用新型不仅保证数据分析的精确性和实时性，同时通过专用的数据传输系统保证数据的有效性。本实用新型作为地下工程和深基坑安全监测预警系统可广泛应用于建设工程领域。
【专利说明】地下工程和深基坑安全监测预警系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建设工程领域，尤其是地下工程和深基坑安全监测预警系统。
【背景技术】
[0002]地下工程是指深入地面以下为开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程，包括地下房屋和地下构筑物，地下铁道，公路隧道、水下隧道、地下共同沟和过街地下通道等。我国地铁建设事业和深基坑工程发展非常迅速，地下结构和深基坑工程具有较强的时效性，监测工作必须做到及时、准确的反映工程的真实情况，但我国现有基坑监测技术基本停留在人工监测方法为主，与工程实际要求存在一定差距，主要问题是监测结果滞后、数据可靠度和利用率低、真实性差以及保存和经验积累效果差，严重制约了监测工作的发展。
实用新型内容
[0003]为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是:提供一种对全区域内所有的地下结构及深基坑的工程信息进行数据采集、协同处理、智能监控的地下工程和深基坑安全监测预警系统。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:地下工程和深基坑安全监测预警系统，包括数据监测系统、数据传输系统、监控主机和短信发送模块，所述监控主机包括有数字信号处理模块和异常信号处理模块，所述数据监测系统的输出端依次通过数据传输系统和数字信号处理模块连接至短信发送模块的输入端，所述数字信号处理模块与异常信号处理模块连接。
[0005]进一步，所述数据监测系统包括有全站仪、水准仪、测斜仪、振弦读数仪和水位读数仪，所述全站仪的输出端、水准仪的输出端、测斜仪的输出端、振弦读数仪的输出端和水位读数仪的输出端均连接至数据传输系统的输入端。
[0006]进一步，所述数据传输系统包括有数据采集总线和数据过滤模块，所述数据监测系统的输出端依次通过数据采集总线、数据过滤模块连接至数字信号处理模块的输入端。
[0007]进一步，所述数据监测系统和数据采集总线之间通过3G通信模块或GPRS通信模块连接。
[0008]进一步，所述监控主机还包括有GIS系统和信息录入模块，所述GIS系统和信息录入模块均连接至数字信号处理模块。
[0009]进一步，所述数字信号处理模块还连接有数据存储器。
[0010]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过异常处理模块对获取的信号进行处理，并将相应级别的预警信号通过短信发送模块发至相关人员的手机；同时，数据传输系统能够对接收到的数据进行过滤，防止伪造数据，保证数据的有效性。数字信号处理模块还连接有GIS系统(地理信息系统)和信息录入模块，实现工程信息的精确控制，提高预警后响应速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的结构框图；
[0012]图2为图1进一步实现的结构框图；
[0013]图3为图2进一步实现的结构框图。
【具体实施方式】
[0014]结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0015]参照图1，地下工程和深基坑安全监测预警系统，包括数据监测系统、数据传输系统、监控主机和短信发送模块，所述监控主机包括有数字信号处理模块和异常信号处理模块，所述数据监测系统的输出端依次通过数据传输系统和数字信号处理模块连接至短信发送模块的输入端，所述数字信号处理模块与异常信号处理模块连接。
[0016]所述异常信号处理模块中包括有比较器模块，所述异常信号处理模块获取数字信号处理模块的信号，信号在比较器模块与特定的信号值进行比较，并将信号反馈到数字信号处理模块，判断预警级别的值是否达到或超过特定级别的值，若是则触发短信发送模块给相关人员发送预警短信以及相关信息，该触发方式有多种，例如利用数字信号处理模块输出的触发信号(即高电平)控制短信发送模块的自启动电路工作，从而启动短信发送模块工作并发送短信。由于数据监测系统发送的是离散的数字信号，因此监控主机中采用的是现有技术中常用的数字信号处理模块。
[0017]参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述数据监测系统包括有全站仪、水准仪、测斜仪、振弦读数仪和水位读数仪，所述全站仪的输出端、水准仪的输出端、测斜仪的输出端、振弦读数仪的输出端和水位读数仪的输出端均连接至数据传输系统的输入端。
[0018]全站仪用于测量顶部水平位移、管线及周边建筑物水平位移，本实用新型具体实施例中使用索佳SETl全站仪或索佳NET05AX自动型电子全站仪监测系统。前者为I秒高精度全站仪，现场测试与电脑连接，数据实时传输；后者为0.5秒高精度全站仪，适合隧道无人值守监测(主机+远程传输模块+远程操控软件+后处理软件)，能自动搜索和照准棱镜或反射片，配备远程传输软件、远程操控软件及专业后处理软件，实现实时监测功能。
[0019]水准仪用于测量基坑顶部竖向位移，立柱、管线及周边建筑物水平位移，本实用新型具体实施例中使用索佳SDLlX水准仪。实现最高精度和最高效率水准测量，精度可达每千米水准测量标准差0.3mm，智能自动调焦功能、无线遥控操作。测试完成环线后与电脑连接进行数据传输与分析。
[0020]测斜仪用于测量基坑深层水平位移，本实用新型具体实施例中使用新科测斜仪。测试基坑支护结构深层水平位移，分辨率:0.02mm/500mm,系统精度:±6mm/50个读数，测试完成后与电脑连接进行将采集数据传输至管理系统。
[0021]振弦读数仪用于测定支护结构内力、锚杆及土钉拉力，本实用新型具体实施例中使用GT204型振弦读数仪。其中正弦读数仪具有数显及存储频率信号的功能。测试完成后将正弦读数仪连接电脑，将采集的轴力数据传输至管理系统。
[0022]水位读数仪用于测定地下水位，具有数显及存储电容信号的功能，本实用新型具体实施例中GT-202S标准信号读数仪。测试完成后将标准信号读数仪连接电脑，将采集的信号数据传输至管理系统。
[0023]参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述数据传输系统包括有数据采集总线和数据过滤模块，所述数据监测系统的输出端依次通过数据采集总线、数据过滤模块连接至数字信号处理模块的输入端。
[0024]所述数据采集总线将采集到的各监测仪器的信号发送至数据过滤模块进行滤波处理,经过滤波过滤掉其中不符合要求的信号,进而将符合要求的数据传输至数字信号处理模块进行进一步的处理，除此之外，采用数据过滤模块只是将部分不合格的数据过滤，而不增加新的数据类型，因此监控主机中可使用现有技术中的数字信号处理模块，而无需对数字信号处理模块的电路结构作出修改，降低了本实用新型的成本。
[0025]而对于上述数据过滤模块，其实现方法也有多种。第一种是直接使用滤波器对数据采集总线的数据进行滤波；第二种是基于现有技术中对数据的多信道传输，例如水位读数仪采集的信号数据中，水位数据通过数据采集总线中的一条数据线路(称之主信道)传输，时间数据通过数据采集总线中的另一条数据线路(称之副信道)传输，而数据过滤模块同时接收主、副信道的数据，将副信道的时间数据与当前时钟数据通过比较器比较，从而判断是否采用主信道传输的数据，以此达到过滤数据的效果。
[0026]进一步作为优选的实施方式，所述数据监测系统和数据采集总线之间通过3G通信模块或GPRS通信模块连接。
[0027]本实用新型的数据监测系统中对现有监测仪器进行改进，监测仪器的端口直接与数据采集总线连接，实现检测数据实时自动采集，并通过数据过滤模块，只接收参与计算当日、当次现场测得的数据，可保证现场数据的实时上传，从而实现对现场情况的实时监控；同时利用无线传输模块或网络传输模块实现实时传输功能，减少人为因素对监测数据的干扰。
[0028]进一步作为优选的实施方式，所述数字信号处理模块包括有回归分析子模块、差异分析子模块和曲线生成子模块等现有技术中常用的计算模块，例如采用ASIC专用集成电路芯片，芯片中的结构实现了运用数学模型回归分析、差异分析等数理方法对采集的各类监测数据进行数字化建模分析，计算各类变化曲线，将监测结果值和设定的报警指标值进行比较，根据比较器的输出值判断工程所处的安全状态。当工程处于异常状态时触发报警，系统发送报警通知给相关负责人，对于已报警的工程进行跟踪处理。
[0029]参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述监控主机还包括有GIS系统和信息录入模块，所述GIS系统和信息录入模块均连接至数字信号处理模块。
[0030]所述GIS系统即地理信息系统，所述信息录入模块用于录入工程的相关信息，本实用新型可结合通过信息录入模块获得的录入信息、通过数据传输系统获得的数据，利用现有的发展成熟的GIS系统在工程施工中实现对各种状况的高效处理。
[0031]参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述数字信号处理模块还连接有数据存储器。
[0032]所述数据存储器用于存储机构信息、人员信息、设备信息等，也用于存储工程的地理位置分布及原始数据、实时监测数据等各种与工程相关的数据，以便监控主机随时调用，同时可将积累的数据用于后续的研究。
[0033]以上是对本实用新型的实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.地下工程和深基坑安全监测预警系统，其特征在于:包括数据监测系统、数据传输系统、监控主机和短信发送模块，所述监控主机包括有数字信号处理模块和异常信号处理模块，所述数据监测系统的输出端依次通过数据传输系统和数字信号处理模块连接至短信发送模块的输入端，所述数字信号处理模块与异常信号处理模块连接；所述数据监测系统包括有全站仪、水准仪、测斜仪、振弦读数仪和水位读数仪，所述全站仪的输出端、水准仪的输出端、测斜仪的输出端、振弦读数仪的输出端和水位读数仪的输出端均连接至数据传输系统的输入端。
2.根据权利要求1所述的地下工程和深基坑安全监测预警系统，其特征在于:所述数据传输系统包括有数据采集总线和数据过滤模块，所述数据监测系统的输出端依次通过数据采集总线、数据过滤模块连接至数字信号处理模块的输入端。
3.根据权利要求2所述的地下工程和深基坑安全监测预警系统，其特征在于:所述数据监测系统和数据采集总线之间通过3G通信模块或GPRS通信模块连接。
4.根据权利要求1所述的地下工程和深基坑安全监测预警系统，其特征在于:所述监控主机还包括有GIS系统和信息录入模块，所述GIS系统和信息录入模块均连接至数字信号处理模块。
5.根据权利要求1所述的地下工程和深基坑安全监测预警系统，其特征在于:所述数字信号处理模块还连接有数据存储器。
【文档编号】E21F17/18GK203948128SQ201420028121
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】莫仕容, 王大通, 王洋, 聂策明, 张仕成, 毛吉化, 齐添, 何钦, 邝婧雯, 陈松, 刘远辉, 黄俭, 万普华 申请人:广州市建设工程质量安全检测中心, 广州市建设工程安全监督站, 广州粤建三和软件有限公司