隧道底部监测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道底部监测领域，具体地，涉及一种隧道底部监测系统及方法。
【背景技术】
[0002]我国重载铁路隧道底部结构在长期循环振动荷载作用下会出现开裂、破损、下陷、脱空、水沟外挤等现象，再加上地下水侵蚀，线路又还会出现翻浆冒泥等病害，由此将严重影响重载列车的运行。
[0003]目前，由于受隧道空间、时间及环境条件的限制，缺乏基底动态性能(应力、振动等)长期监测资料，从而无法掌握隧道基底结构实际的受力状态及演变规律。因此需要对隧道底部结构进行长期动态性能监测，以便掌握隧道结构变化状态，判断隧道结构可靠性，并进而采取相应的控制措施。此外，对于铁路隧道尤其是底部结构状态的评估也是必要的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种隧道底部监测系统及方法，以解决现有技术中的问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种隧道底部监测系统，其中该系统包括:检测装置，用于对隧道底部状态相关的参数进行检测;数据采集装置，与检测装置连接，用于采集检测装置所检测的隧道底部状态相关的参数；以及控制装置，与数据采集装置连接，用于将所述隧道底部状态相关的参数的值与预设的隧道底部状态相关的参数阈值范围进行比较，在所述隧道底部状态相关的参数的值处于所述预设隧道底部状态相关的参数阈值范围之外的情况下，输出所述隧道底部状态相关的参数和报警提示信号。
[0006]本发明还提供了一种隧道底部监测方法，其中，该方法包括:利用检测装置对隧道底部状态相关的参数进行检测；利用数据采集装置采集所检测的隧道底部状态相关的参数；以及利用控制装置将所述隧道底部状态相关的参数的值与预设的隧道底部状态相关的参数阈值范围进行比较，在所述隧道底部状态相关的参数的值处于所述预设隧道底部状态相关的参数阈值范围之外的情况下，存储所述隧道底部状态相关的参数并输出报警提示信号。
[0007]通过上述技术方案，利用检测装置对隧道底部状态相关的参数进行检测，利用数据采集装置采集所检测的隧道底部状态相关的参数，以及利用控制装置将所述隧道底部状态相关的参数的值与预设的隧道底部状态相关的参数阈值范围进行比较，并在所述隧道底部状态相关的参数的值处于所述预设隧道底部状态相关的参数阈值范围之外的情况下，存储所述隧道底部状态相关的参数并输出报警提示信号。由此，能够对隧道底部的状态进行实时监测，及时发现异常状态(存在安全隐患、病害等)并发出报警提示，从而确保行车安全。并且，由于存储了隧道底部状态相关的参数，可以为进一步分析隧道底部状态做准备。
[0008]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0009]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0010]图1是根据本发明一种实施方式的隧道底部监测系统的方框图；以及[0011 ]图2是根据本发明一种实施方式的隧道底部监测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013]图1是根据本发明一种实施方式的隧道底部监测系统的方框图。
[0014]如图1所示，本发明一种实施方式提供的隧道底部监测系统包括:检测装置10，用于对隧道底部状态相关的参数进行检测;数据采集装置20，与所述检测装置10连接，用于采集所述检测装置10所检测的隧道底部状态相关的参数；以及控制装置30，与所述数据采集装置20连接，用于将所述隧道底部状态相关的参数的值与预设的隧道底部状态相关的参数阈值范围进行比较，在所述隧道底部状态相关的参数的值处于所述预设隧道底部状态相关的参数阈值范围之外的情况下，存储所述隧道底部状态相关的参数并输出报警提示信号。
[0015]通过利用检测装置对隧道底部状态相关的参数进行检测，利用数据采集装置采集所检测的隧道底部状态相关的参数，以及利用控制装置将所述隧道底部状态相关的参数的值与预设的隧道底部状态相关的参数阈值范围进行比较，并在所述隧道底部状态相关的参数的值处于所述预设隧道底部状态相关的参数阈值范围之外的情况下，存储所述隧道底部状态相关的参数并输出报警提示信号。由此，能够对隧道底部的状态进行实时监测，及时发现异常状态(存在安全隐患、病害等)并发出报警提示，从而确保行车安全。并且，由于存储了隧道底部状态相关的参数，可以为进一步分析隧道底部状态做准备。
[0016]其中，在划定了监测范围的情况下，通过本发明上述的监测系统，可以获知该监测范围内的隧道的安全情况。并且，可以在监测范围内标注所检测的隧道底部状态相关的参数，以便于该监测范围内的隧道底部状态分析。
[0017]根据本发明一种实施方式，数据采集装置20可以实现不同形式信号的互相转换(光电信号转换、电流电压转换、频率与电压转换)，进而可以实现对数据的数字化的自动采集。
[0018]根据本发明一种实施方式，控制装置30可以位于监控中心信息管理系统中，通过例如GPRS无线传输等远程传输方式接收数据采集装置采集的数据。
[0019]根据本发明一种实施方式，该系统还包括:分析装置40，用于根据报警提示信号将所述隧道底部状态相关的参数的值与历史参数的值进行比较，并根据比较结果生成隧道底部状态分析报告。分析装置40也可以与控制装置30—样位于监控中心信息管理系统中。
[0020]其中，历史参数例如可以为先前检测的隧道底部状态相关的参数、经验值或者最优值。而隧道底部状态分析报告例如可以包括根据比较结果得到的异常状态等级(安全隐患等级、病害等级等等)报告以及相应的应对措施。上述示例仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。
[0021]由此，不再需要操作人员根据自身经验进行判断，只要获得上述的隧道底部状态分析报告，就可以获知隧道底部的状态以及在出现异常状态的情况下采取相应的应对措施，提高了工作效率。
[0022]并且，在所述隧道底部状态相关的参数的值处于所述预设隧道底部状态相关的参数阈值范围内的情况下，分析装置40也可以直接根据所述隧道底部状态相关的参数生成隧道底部状态分析报告。由此可以及时了解隧道底部状态情况。
[0023]此外，该系统还包括数据库，用于存储所述隧道底部状态相关的参数、历史参数和隧道底部状态分析报告。
[0024]根据本发明一种实施方式，该系统还包括显示装置50，用于显示所述隧道底部状态相关的参数的值、所述预设的隧道底部状态相关的参数阈值范围、历史参数的值和所述隧道底部状态分析报告。
[0025]其中，该显示装置50还可以用于根据所述报警提示信号显示报警提示信息。所显示的报警提示信息例如可以为隧道底部存在安全隐患、存在病害等等。通过显示装置50对报警提示信息的显示，可以提醒操作人员及时做出应对措施。
[0026]根据本发明的一种实施方式，该系统还包括声音提示装置，用于根据所述报警提示信号发出报警提示音。该声音提示装置可以在显示装置50显示报警提示信息的同时发出报警提示音，也可以在显示装置50不对报警提示信息进行显示的情况下单独发出报警提示音。通过声音提示装置发出报警提示音，可以在操作人员不方便查看显示装置50显示内容的情况下或显示装置50故障的情况下及时提醒操作人员做出应对措施。其中，该声音提示装置可以采用蜂鸣器或扬声器。
[0027]此外，该系统还可以包括发光提示装置，用于根据所述报警提示信号发出报警提示光。该发光提示装置可以与上述的显示装置50和声音提示装置中的至少一者同时工作，也可以在上述的显示装置50不对报警提示信息进行显示以及声音提示装置不发出报警提示音的情况下单独工作。其中，该发光提示装置可以为发光二极管(LED)。
[0028]根据本发明一种实施方式，所述检测装置为以下中的至少一者:压力传感器、振动传感器、应变传感器、面波仪和雷达。
[0029]其中，各传感器可以分别布置在隧道中心、两侧钢轨以及道心位置正下方填充层混凝土上表面。且应变传感器、振动传感器均采用粘结剂(704、914胶)