車載式地鐵隧道斷面掃描檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國城市軌道交通建設(shè)的不斷發(fā)展，地鐵隧道安全成為社會廣泛關(guān)注的問題。地鐵運(yùn)營階段因時間跨度大、影響因素復(fù)雜、一旦隧道發(fā)生變形，有可能會影響到地鐵安全運(yùn)營，留下安全隱患。由于地鐵隧道斷面變形的漸變性和長期性，為了能夠?qū)Φ罔F隧道的安全狀況進(jìn)行健康監(jiān)測，本文研究設(shè)計(jì)車載式隧道斷面掃描檢測系統(tǒng)，采集地鐵隧道斷面的變形數(shù)據(jù)，并利用斷面擬合處理技術(shù)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)隧道變形的監(jiān)測并建立隧道變形預(yù)警機(jī)制。本文基于大量理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，并結(jié)合上海科委

2、資助項(xiàng)目：“地鐵隧道變形自動監(jiān)測系統(tǒng)研究”課題，對設(shè)計(jì)車載地鐵隧道斷面變形檢測系統(tǒng)進(jìn)行了研究分析。 本文首先通過研究該檢測系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計(jì)比較了檢測系統(tǒng)的整體方案，詳細(xì)說明了隧道斷面坐標(biāo)測量的方法與過程，采用光電編碼器采集隧道檢測車縱向坐標(biāo)，并利用地鐵數(shù)字軌道電路信號消除其縱向累計(jì)誤差。然后分析了系統(tǒng)硬件設(shè)備的選擇，選取OMRONCP1L型PLC對激光測距儀進(jìn)行控制，并采用無線通訊器將檢測數(shù)據(jù)傳輸至上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)。并利用OM

3、RON公司CX—Programmer軟件設(shè)計(jì)檢測系統(tǒng)程序，并研究了PLC與上位機(jī)的通訊。 考慮到檢測車在行駛過程中的振動會對斷面測量產(chǎn)生誤差，本文提出了通過在檢測車上安裝陀螺儀和加速度計(jì)，利用軌道線路特性和車輛振動模型的方法對動態(tài)檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行振動補(bǔ)償，有效提高系統(tǒng)檢測精度。最后通過大量的實(shí)驗(yàn)和模擬分析，研究了幾種不同的斷面擬合方法及其效果，算出隧道斷面在相對坐標(biāo)系和絕對坐標(biāo)系下的方程和激光測距儀的分布形式對系統(tǒng)精度的影響。