1、1自动化监测在市政建设工程中的应用【摘要】随着国家工程建设的飞速发展, 相关的安全监测也日益受到重视。传统的监测耗费人力, 且无法实现实时掌握基础工程建设安全状况。通过在具体基础工程中埋设相应的监测传感器, 并结合数据采集模块、系统软件和远程通信技术, 组成远程自动化监测系统, 可以有效实现远程操控, 解决实时、连续、自动监测、非接触、节省人力等问题。因此, 远程自动化监测是工程建设安全监测的发展趋势。本文介绍了自动化监测在市政建设工程中的发展趋向，详细论述了自动化监测在目前的市政建筑工程中的应用现状。 【关键词】 自动化监测 市政建设工程 应用 中图分类号：TU99 文献标识码：A 文章编号
2、： 前言 一、贯彻实施自动化监测是市政建设工程的发展趋势 随着国家经济的飞速发展, 各项工程建设不断开展, 各种安全事故也伴随着不断出现。严重威胁国家和人民财产和生命安全。因此, 建设工程安全监测就显得尤为重要。目前, 工程建设中安全监测大多采用传统的方式, 即将传感器埋设于需要监测的位置, 监测人员间隔一段时间必须到现场取得相关数据。人工测量存在多方面的问题, 不能实时监测数据的变化; 由于监测的位置一般是结构特殊部位, 测量人员的安全也不能得到保障; 测量劳动强度大; 人员不可到达的地点不能测量, 关键2的数据难以获取; 数据处理难度大。远程自动化监测系统可以有效地解决这些问题。 1、市政
3、工程监控的意义 市政工程主要是指市政设施建设工程。它一般为国家的基础建设，包括城市及农村的公共交通设施、给排水、防洪、防水、照明、环境卫生等基础设施建设，是居民生存和发展的物质基础，也是民生之本。随着我国经济持续高速增长，基础设施建设投资项目在不断增加，很多市政施工企业也大量发展起来。但由于市政工程本身复杂、外部环境、天气等因素影响，施工总体难度偏大，造成整个工程项目的质量难以控制，经常发生重大工程质量事故，这些没有质量保证的工程项目给国家和人民的生命财产造成重大的影响，也给整个社会带来负面影响。目前，市政工程质量问题已成为国家加大基础设施建设、提高居民生活水平、确保国民经济可持续发展等重大决
4、策的重大问题。分析市政工程项目质量的影响因素，研究市政工程项目质量控制方法，对加强工程质量监控、提高市政工程质量水平都有着极其重要的现实意义。 2、自动化监测的概念 在建立统一的设备监控平台的基础上, 用自动的方式利用服务器对网络中的设备进行轮询实时收集运行和报警信息把操作人员从对众多设备的人工巡检工作中解放出来,专注处理联系协调工作。在设备出现故障时用声光报警用图形化的方式显示报警位置和具体信息给操作人员进行故障定位和故障原因判断提供数据依据。正确、安全传输高质量的信号是总控的主要工作,但是以前对信号质量的监测是通过技监设备用人工方3式抽检速度和准确度都没有办法保证,在同时多个信号同时传输时
5、,没有能力及时发现信号质量的变化。在新总控监测系统的设计实施中把对信号质量的实时监测也提到了一个重要的地位。选用可以使用计算机进行监测控制和数据收集的视音频监测设备对系统中正在传输的视音频信号进行实时轮询及时的捕捉到信号质量的变化采取对应措施保证高质量的播出 。 自动化监测手段能够有效监测到目标物的实时的变形情况, 为施工提供及时有效的信息。其中合理选用各种监测仪器设备尤其重要。而且仪器设备的高质量与高精度也起到了极其重要作用。自动化监测手段在市政工程建设过程有着广阔的发展前景。合理应用自动化监测手段更能有效地全面的掌握监测目标物的变形状态, 只有这样才能更加能确保工程安全。 二、自动化监测技
6、术在市政建筑工程中的应用现状 1、自动化检测在市政建筑工程中的应用原理分析 光纤传感器是集传感和传输于一体的测试器件，将机械变化量转换为光变量，进行测量的系统。光纤传感器有着得天独厚的优点，光纤具有质轻、体积小，易于埋入任何形式的构件中，而不会对结构和材料的性能和被测区的应力、应变状态产生较大影响。此外，光纤传感器还具有灵敏度高、精度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好等特点。光纤光栅传感器采集到应变、温度或者压力等物理量变化后，转成光信号（光波的波长变化量）通过光纤传输到光纤光栅解调仪中，由光纤光栅解调仪采集数据并进行分析。高智能传感器可以对传感器进行非线性补4偿和温度补偿，提高了测量结果的准
7、确度。测量结果在保存到传感器内存中的同时，还可以经总线接口芯片转换为统一的总线接口，进行自动测量。其工作原理为：传感器感应出的交流频率信号首先进行放大滤波，然后送入到微处理器中进行频率测量；温度传感器测量出待测点温度值后输出给微处理器。微处理器读取存储在内存中的标定参数与温度补偿系数，经计算处理后将频率信号转换成待测的物理量数据。 2、光纤光栅传感器的工作原理 结构健康监测是通过一系列传感器对结构的响应按照一定的采样频率进行测量，从这些测量值中抽取对损伤敏感的特征因子，井对这些特征因子进行分析，从而获得结构当前的健康状况。光纤光栅传感技术是利用紫外光在光纤内部写入的光栅反射或透射 Bragg
8、波长光谱，实现被测结构的应变和温度量值的变化测量。光纤光栅的反射或透射波长光谱主要取决于光栅周期和反向耦合模的有效折射率，任何使这两个参量发生改变的物理过程都将引起光栅 Bragg 波长的漂移。所有引起光栅 Bragg波长漂移的外界因素中，最直接的为应变参量，无论是对光栅进行拉伸还是压缩，都会导致光栅周期的变化。 3、市政建筑工程中，自动化监测方法的特点 与传统的人工测量相比较有以下几点特点: （一）实现实时、连续跟踪测量, 不受外界因素的影响, 而常规监测, 只能在地铁晚间停运后进人隧道工作, 也只有 3 一 4 个小时。 （二）整个测量观测、记录、存储、计算和出报表等工作完全采用自动化,
9、避免人工记录、誊写和计算而出现的错误, 保证了监测精度。 5（三）根据监测点的不同要求能以不同颜色直观表示其变化形态幅度及范围。 （四）根据工况情况要求能自动设置预警、预报和报警三级装置, 保证施工阶段全过程的安全。 4、自动化监测系统在市政建筑工程中的重要作用 为了确保工程建设中的安全, 监测点的数据需连续不间断采集, 这就要求监测系统能够稳定、可靠而又要长期实时地工作。另一方面, 为了节省人力物力, 提高监测效率, 监测系统还需实现无人值守的远程自动化监控。因此, 远程自动化监测系统应具备以下几个主要特点: （一）实时监测功能 能实现对监测点进行全天候连续观测, 同时能够及时将监测数据传回
10、主控中心, 进行实时解算分析; （二）数据通信功能.根据实际情况采用可靠有效的通信介质, 实现远程海量数据的采集和传输, 并实现现场工控机与控制中心的远程通信; （三）远程控制功能.监控中心能够远程响应现场工控机的数据指令, 了解设备的运行情况, 并作回应以控制其数据的采集与传输; （四）数据综合处理功能.对接收的数据能够快速进行解算分析, 报告实时测值状态, 结果信息的显示、打印、进库; （五）系统的故障自诊断功能.中心监控软件能够判别系统故障原因; （六）具有预警功能. 此系统可以根据现场实际情况设定初始参数定义预警界限, 当信号发射装置到达并超过预警界限时进行报警提示。 6结论 工程建设
11、远程自动化安全监测系统的研究和开发是一个多学科、多分支且综合程度高的课题, 涉及到测绘、力学、电子、数学、控制学、计算机技术等多个学科, 且针对不同的具体工程实际和监测项,涉及到不同的方式和方法。对某一条具体的实际工程项目, 首先应该根据该工程建设的安全级别和程度, 确定该工程的安全监测项目和警戒值, 选用相应的监测仪器、配件和系统软件建立远程自动化监控系统。为满足实时、连续、远程、非接触现代工程建设安全监测的要求, 系统涉及到传感器、数据采集仪、信号的发射和接受、数模转换的配置、系统软件开发等多项技术。 【参考文献】 1 程芳 1 水电站大坝实时监测系统的研究 D1 成都: 西华大学,20091 2 周小文, 包伟力 1 现代化堤防安全监测与预警系统模式研究 J1 水利学报, 2002( 6) : 113- 1171
