监测系统论文

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监测系统论文范文第1篇

针对垛储机采棉温湿度采集点多，数据传输距离远的特点，提出了以电子技术和微控制技术为核心技术的机采棉温湿度自动检测系统方案。该系统由温度传感器、湿度传感器、变送器、主从单片机、RS485总线、显示及键盘等部分组成。图1为垛储机采棉温湿度检测系统框图。工作时，安装在探头上传感器采集该处机采棉的温湿度值，通过变送器和转换器将该处的各点温湿度数据信号送至该处的从机;从机将采集来的信号进行归一化处理，取加权平均值，再将加权平均值通过RS485总线送至主机，通过键盘输入机采棉霉变预警的温湿度阈值;主机将传输来的数据和预警阈值相比较，判断是否达到预警条件，如果达到预警条件，发出命令，控制预警装置发出警报，并且显示出霉变或有霉变趋势的机采棉位置。

2系统设计

2．1硬件部分

本设计的主机所要实现汇总从机发来的信息和预先设定的霉变阈值相比较，判断每个从机位置的机采棉情况。如果出现异常，主机控制警报系统工作，显示屏可以利用键盘控制其翻页功能，实时显示出每个从机位置的机采棉情况。从机主要负责将采集来的温湿度信息，经处理后，送入主机。鉴于以上因素，主、从机都选用单片机STC89C516RD+。该款单片机具有加密性强、低功耗、速度快和精度高等特点，其核内有64kB的flash，1280B的RAM，16kB的ROM，可以满足控制的需要。每个从机位置的温湿度信息检测，采用探头检测，在每个探头的不同位置，均匀分布4个温度传感器和4个湿度传感器，分别构成该从机的温度传感器组和湿度传感器组。湿度传感器选用HM1500，模拟量输出，在5V供电条件下，输出0～4V范围的电压对应相对湿度值0～100%;因为是线性输出，所以可以直接和单片机相连，为了检测信号的稳定性，可以将湿度传感器的输出量经过同相跟随器将信号稳定后送入单片机。温度传感器选用AD590为模拟信号输出需要驱动电路驱动后才能使温度信号经A/D转换送入单片机;可测量范围－55～150℃，供电范围宽，4～30V;图2为温度传感器AD590的驱动电路图。显示模块要求实时显示各个从机控制的检测探头位置的温湿度以及每个探头所在位置的坐标值，通过键盘的上下键控制显示屏的翻页和刷新。所以，采用液晶显示器LCD1602两行显示，就可以达到系统设计要求。键盘模块是向主机输入预设的参考值以及控制显示屏的翻页与刷新，基于以上功能采用4×4的行列式键盘。

2．2软件部分

首先，根据设计目标，细化软件每一部分的功能，统筹设计各部分功能之间的逻辑关系。垛储机采棉温湿度检测系统的软件设计采用keiluvision2编程环境，编程实现主从机的功能。keilC51是一个比较主流的单片机研发设计的开发工具，主从机的程序编写采用模块化编程。其调试程序、完成各部分编程后，将程序的．hex工程文件烧录至Proteus软件下的仿真电路图，仿真效果达到最佳时，记录电路设计的优化参数;根据此优化参数，设计垛储机采棉温湿度自动检测系统的实物硬件。垛储机采棉温湿度自动检测系统的主机程序流程图，如图3所示。

3试验结果分析

系统的软硬件调试完成后，在南口农场进行测试试验。系统测试了垛储机采棉的温湿度值。表1为垛储机采棉温湿度检测系统测试的温湿度数据。从表1中可以看出，本文设计的检测系统检测出的机采棉温湿度值和人工测量的实际值近似相符。试验结果表明:该系统能够精确、实时地检测垛储机采棉的温湿度，达到了垛储机采棉储存情况的安全控制。

4结论

监测系统论文范文第2篇

（1）地球站的安全问题地球站作为卫星通信网络地面应用系统的重要组成部分，是负责发送和接收通信信息的地面终端，地球站的数据和发送的信令是用户行为的直接体现。作为卫星通信网络中的节点，地球站的正常运行直接关系到整个卫星通信网络通信的质量高低和安全性。地球站异常包括很多方面，除了地球站本身的故障之外，还包括地球站被仿冒、丢失，被非法用户使用或者被敌方缴获等。在非安全的环境下，敌方可以通过监听网络、控制信道，分析网络管理信息的模式、格式和内容，获得通信网的大量信息，这些信息包括网内地球站成员及其入退网事件，通信流量和多个地球站之间的通信频率。同时，也可以直接伪造、篡改网控中心信息、对地球站设置非法参数、干扰地球站的通信流程、使地球站之间的通信失败、使合法用户异常退网。敌方还可以侵入地球站，干扰网管主机、窃取网络配置信息、篡改网络运行参数等。造成地球站异常的这些原因中，由于用户的非法操作和非法用户的入侵行为引起的异常，对卫星网的安全威胁更大，造成的损失更严重。因此，通过卫星网络检测到地球站的行为异常，对整个卫星通信网的安全运行具有重要的意义。（2）地球站的工作网管中心相当于管理器，主要完成网络管理与控制功能，是全网的核心控制单元（ControlUnit，CU），其信令在卫星网中担负网络管理协议的作用。网络管理与控制功能可以是集中式或分散式，对于星上透明转发卫星通信系统，卫星不具有星上处理能力，只完成放大、转发的功能，由地面的主站集中进行网络管理与控制。卫星网管作为一个资源管理控制系统，它对全网的信道资源、地球站配置资源、用户号码资源进行控制；同时它作为操作员对全网的通信进行控制、检测和干预，向用户提供配置资源管理查看的接口以及资源状态显示和统计接口，并将当前通信系统中的异常情况向用户进行报告；它还具备用户设备操作权限管理、网控中心其它设备管理等功能。

2卫星通信网入侵检测系统的实现

2．1入侵检测系统的体系结构

入侵检测是检测计算机网络和系统以发现违反安全策略事件的过程。如图2所示，作为入侵检测系统至少应该包括三个功能模块：提供事件记录的信息源、发现入侵迹象的分析引擎和基于分析引擎的响应部件。CIDF阐述了一个入侵检测系统的通用模型，即入侵检测系统可以分为4个组件：事件产生器、事件分析器、响应单元、事件数据库。

2．2入侵检测系统的功能

卫星通信网络采用的是分布式的入侵检测系统，其主要功能模块包括：（1）数据采集模块。收集卫星发送来的各种数据信息以及地面站提供的一些数据，分为日志采集模块、数据报采集模块和其他信息源采集模块。（2）数据分析模块。对应于数据采集模块，也有三种类型的数据分析模块：日志分析模块、数据报分析模块和其他信息源分析模块。（3）告警统计及管理模块。该模块负责对数据分析模块产生的告警进行汇总，这样能更好地检测分布式入侵。（4）决策模块。决策模块对告警统计上报的告警做出决策，根据入侵的不同情况选择不同的响应策略，并判断是否需要向上级节点发出警告。（5）响应模块。响应模块根据决策模块送出的策略，采取相应的响应措施。其主要措施有：忽略、向管理员报警、终止连接等响应。（6）数据存储模块。数据存储模块用于存储入侵特征、入侵事件等数据，留待进一步分析。（7）管理平台。管理平台是管理员与入侵检测系统交互的管理界面。管理员通过这个平台可以手动处理响应，做出最终的决策，完成对系统的配置、权限管理，对入侵特征库的手动维护工作。

2．3数据挖掘技术

入侵检测系统中需要用到数据挖掘技术。数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。将数据挖掘技术应用于入侵检测系统的主要优点：（1）自适应能力强。专家根据现有的攻击从而分析、建立出它们的特征模型作为传统入侵检测系统规则库。但是如果一种攻击跨越较长一段时间，那么原有的入侵检测系统规则库很难得到及时更新，并且为了一种新的攻击去更换整个系统的成本将大大提升。因为应用数据挖掘技术的异常检测与信号匹配模式是不一样的，它不是对每一个信号一一检测，所以新的攻击可以得到有效的检测，表现出较强实时性。（2）误警率低。因为现有系统的检测原理主要是依靠单纯的信号匹配，这种生硬的方式，使得它的报警率与实际情况不一致。数据挖掘技术与入侵检测技术相结合的系统是从等报发生的序列中发现隐含在其中的规律，可以过滤出正常行为的信号，从而降低了系统的误警率。（3）智能性强。应用了数据挖掘的入侵检测系统可以在人很少参与的情况下自动地从大量的网络数据中提取人们不易发现的行为模式，也提高了系统检测的准确性。

3结束语

监测系统论文范文第3篇

农村的光缆线路障碍点难以排查，就要在安装之初建立准确完整的原始材料，在光缆续接监测时，记录测试端至每个接头点，位置的光纤累计长度及中继段光纤总和减值。准确记录各种光缆余数，详细记录每个接头坑，终端盒、ODF架等部位光纤盘留长度，以便在换养故障点路由长度时予以扣除。

天气变化对有线电视网路的影响

这一方面主要从雷雨天气分析。进入夏秋之交的九月，阴雨天气也开始增加，遭遇雷击的可能性增大。在农村有线电视系统中，众所周知，雷电是自然现象，雷击释放能量很大，直接遭雷击，在放电通道上毁坏性巨大，也增加了弄寻有线电视线路检修的难度。在干线较长的农村有线电视系统中，需要注意防雷，防水和监测。这3个方面具体表现在：

1）防雷：要保证有线电视的“村村通，长期通”，防雷是必不可少的监测点之一。一般说来，有线电视的被损部位有前端放大器、架空电缆的分支、分配器被击毁等。最简单的防雷措施在于材料的安全选择上，如电缆要带有防雷的安全保护，在传输网中,进入前端的电缆安置分流雷电的避雷器，金属外皮就近接地，可有效地避免光缆遭受雷击；

2）防水：有线电视系统电缆传输中接头进水是个很普遍的问题。主要包括接头进水导致电缆部分进水和进水导致的接头氧化两种情况。在平常的收看电视过程中，高端信号变差，雪花点变多是进水常见的问题之一。对干线表现为放大器输出电平斜率很小或为负值。从而使供电出现故障，影响整个农村接收端的放大器正常工作，同时伴随斜率变大，信号质量恶化；

3）监测。各有线电视台在建台时往往经过上级广播电视主管部门的验收，验收基本上是以抽样测试点，对部分项目和指标进行夏初、冬初的两次考核。包括对主干线的线性分布的监测，用户接收端分支器，分配器的监测等。抓好常规维护，可以及时查出线路是否有故障或即将有故障的发生迹象，从而防患于未然，大大减少故障率。

常规维修监测技巧

前面我们讲过，因为农村地广人稀、农户居住先对分散，再加上通讯技术道路交通相对城市而言的薄弱，使得农村有线电视系统的监测和技术维护方面存在着更大的挑战。一般情况下，整个系统的无信号，故障在前端、主干线及供电部分；整个系统收不到某一频道信号，故障在信号源或调制器；部分用户无信号，故障在支干线或分配系统；个别用户无信号，故障在串接一分支或分支、分配器以及用户盒、用户线等用户器材上。只要仔细查找，故障就不难排除。

主观原因

监测系统论文范文第4篇

1．1监测内容根据设计单位提供的《施工图设计Z1号线文化中心站托换梁施工监测及检测要求》，本次监测的主要内容如下:1)托换梁及相关结构应力监测;2)托换梁挠度监测。3)被托换柱及邻近柱的沉降监测;4)托换梁上部结构变形监测;5)梁、柱接头的滑移监测;6)托换梁梁端的扭转变形监测;7)托换梁及相关板结构裂缝监测。

1．2监测方法与设备1)托换梁及相关结构应力监测。a．监测仪器。托换梁应力监测仪器采用32钢弦式钢筋应力计(如图3所示)，Z1线－3层侧墙和M10线底板则采用28钢弦式钢筋应力计。b．采集仪器。数据采集采用GeologgerDT80G型数据采集器，在埋设电测传感器就近处要设数据采集器，数据采集器外用金属箱加以保护。2)托换梁挠度监测。a．监测仪器。采用电水平尺(ELBeam)，电水平尺是美国生产的精密测倾(角)仪器。根据现场的实际情况，监测点的布置图大致如图4所示。b．采集及处理系统。电水平尺的采集采用CR1000数据采集器。CR1000可以通过设备扩展从而形成一个数据采集系统，很多CR1000系统可以构建一个网络。3)被托换柱及邻近柱的沉降监测。对于被托换柱及邻近柱的沉降监测与托换梁上部结构的沉降监测，采用美国Trimple公司DiNi03型电子水准仪。4)梁、柱接头的滑移监测。采用钢弦式位错计进行测试，将位错计安装于柱与托换梁可能发生的最大滑动位移处。一端固定在柱体接头处，另一端固定在托换梁板上，导线引出做好保护。5)托换梁梁端的扭转变形监测。监测点布置在托换梁的梁端，用钢弦式位错计将梁端与侧方地下连续墙墙壁进行固定，测试方法与4)“梁、柱接头的滑移监测”相同。6)托换梁跨中钢筋应变监测。监测点位于托换梁跨中断面处，监测钢筋与振弦式钢筋应力计所测钢筋相邻如图5所示。点焊式应变计含有一根安装于金属管内的绷紧的钢弦，该金属管固定于一个金属端点，金属端点焊接到量测的结构物体上。

2监测结果分析

由于此工程监测测点过多，受篇幅的限制，此处仅列出部分测点的部分监测数据，来说明此监测系统在实际工程中的高效性和准确性。

2．1托换梁挠度监测数据分析利用电水平尺监测托换梁1-4的挠度变化情况可知，在整个监测期内，托换梁1-4的挠度监测值总体趋于稳定;监测期内，挠度监测数据在［－8mm，8mm］区间内波动，沉降量最大值为0．80mm，最小值为－1．39mm，符合控制值为8mm的监测控制标准，监测期内工程稳定安全。将立柱切割前后挠度值进行对比，并根据同一天不同测点的挠度值绘出挠度趋势线如图6所示。根据挠度对比图，托换梁在托换后有明显的下挠趋势，并且下挠后的挠度值在控制值范围内，说明切割立柱后托换梁承担了原本立柱所承担的竖向力，达到托换的目的。

2．2托换梁应力监测数据分析利用32钢弦式钢筋应力计监测托换梁1-4的应力变化情况，根据THL1-4应力监测数据可知，监测期内，托换梁1-4受施工流程中诸多因素影响，应力值会出现小幅度波动，但应力总体趋于平稳;监测期内，各个应力计的监测数据在［－100με，100με］区间内稳定波动，梁呈现上部受压，下部受拉的应力状态，拉应力最大值为40με，压应力最大值为－22με，符合控制值为100με的监测控制标准，监测期内工程稳定安全。

3结语

监测系统论文范文第5篇

【关键词】：隧道工程，盾构姿态，自动测量，系统开发

1引言

盾构机姿态实时正确测定，是隧道顺利推进和确保工程质量的前提，其重要性不言而喻。在盾构机自动化程度越来越高的今天，甚至日掘进量超过二十米，可想而知，测量工作的压力是相当大的。这不仅要求精度高，不出错；还必须速度快，对工作面交叉影响尽可能小。因此，为了能够在隧道施工过程中及时准确给出方向偏差，并予以指导纠偏，国内外均有研制的精密自动导向系统用于隧道工程中，对工程起到了很好的保证作用。

1.1国内使用简况

国内隧道施工中测量盾构机姿态所采用的自动监测系统有：德国VMT公司的SLS—T方向引导系统；英国的ZED系统；日本TOKIMEC的TMG—32B（陀螺仪）方向检测装置等等。所采用的设备都是由国外进口来的。据了解，目前有些地铁工程中（如广州、南京）在用SLS—T系统，应用效果尚好。

总的来看，工程中使用自动系统的较少。究其原因：一是设备费或租赁费较昂贵；二是对使用者要求高，普通技术人员不易掌握；三是有些系统的操作和维护较人工方法复杂，在精度可靠性上要辅助其它方法来保证。

1.2国外系统简况

国外现有系统其依据的测量原理，是把盾构机各个姿态量（包括：坐标量—X.Y.Z，方位偏角、坡度差、轴向转角）分别进行测定，准确性和时效性受系统构架原理和测量方法限制，其系统或者很复杂而降低了系统的运行稳定性，加大了投入的成本，或者精度偏低，或者功能不足，需配合其他手段才能完成。

国外生产的盾构设备一般备有可选各自成套的测量与控制系统，作业方式主要以单点测距定位、辅以激光方向指向接收靶来检测横向与垂向偏移量的形式为主。另外要有纵、横两个精密测倾仪辅助[7]。有些（日本）盾构机厂商提供的测控装置中包括陀螺定向仪，采用角度与距离积分的计算方法[1][2]，对较长距离和较长时间推进后的盾构机方位进行校核，但精度偏低，对推进只起到有限的参考作用。

2系统开发思路与功能特点

2.1开发思路

基于对已有同类系统优缺点的分析，为达到更好的实用效果，我们就此从新进行整体设计，理论原理和方法同过去有所不同，主要体现在：其一，系统运行不采用直接激光指向接收靶的引导方式，而是根据测点精确坐标值来对盾构机刚体进行独立解算，计算盾构姿态元素的精确值，摈弃以往积分推算方法，防止误差积累；其二，选用具有自主开发功能的高精度全自动化的测量机器人，测量过程达到完全自动化和计算机智能控制；其三，在理论上将平面加高程的传统概念，按空间向量归算，在理论上以三维向量表达，简化测量设置方式和计算过程。

目前全站仪具备了过去所没有的自动搜索、自动瞄准、自动测量等多种高级功能，还具有再开发的能力，这为我们得以找到另外的测量盾构机姿态的方法，提供了思路上和技术上的新途径。

系统开发着眼于克服传统测控方式的缺点，提高观测可靠性和测量的及时性，减少时间占用，最大限度降低人工测量劳动强度，避免大的偏差出现，有利于盾构施工进度，提高施工质量，在总体上提高盾构法隧道施工水平。系统设计上改进其他方式的缺点，在盾构推进过程中无需人工干预，实现全自动盾构姿态测量。

2.2原理与功能特点

盾构机能够按照设计线路正确推进，其前提是及时测量、得到其准确的空间位置和姿态方向，并以此为依据来控制盾构机的推进，及时进行纠正。系统功能特点与以往方式不同，主要表现在：

(1)独特的同步跟进方式：本系统采用同步跟进测量方式，较好克服了随着掘进面推进测点越来越远造成的观测困难和不便。

(2)免除辅助传感器设备，六要素一次给出（六自由度）。

(3)三维向量导线计算：系统充分利用测量机器人(LeicaTCA全站仪)的已有功能，直接测量点的三维坐标（X，Y，Z）,采用新算方法——“空间向量”进行严密的姿态要素求解。

(4)运行稳定精度高：能充分满足隧道工程施工对精度控制的要求以及对运行稳定性的要求。

(5)适用性强：能耐高低温，适于条件较差的施工环境中的正常运行（温度变化大，湿度高，有震动的施工环境）。

图1系统主信息界面示意

系统连续跟踪测定当前盾构机的三维空间位置、姿态，和设计轴线进行比较获得偏差信息。在计算机屏幕上显示的主要信息如图一所示。包括：盾构机两端（切口中心和盾尾中心）的水平偏差和垂直偏差及盾构机刚体三个姿态转角：1)盾购机水平方向偏转角（方位角偏差）、2)盾构机轴向旋转角、3)盾构机纵向坡度差（倾斜角差），以及测量时间和盾构机切口的当前里程，并显示盾构机切口所处位置的线路设计要素。

2.3运行流程

系统采用跟踪式全自动全站仪（测量机器人），在计算机的遥控下完成盾构实时姿态跟踪测量。测量方式如图二所示：由固定在吊篮（或隧道壁）上的一台自动全站仪[T2]和固定于隧道内的一个后视点Ba，组成支导线的基准点与基准线。按连续导线形式沿盾构推进方向，向前延伸传递给在同步跟进的车架顶上安置的另一台自动全站仪[T1]及棱镜，由测站[T1]测量安置于盾构机内的固定点{P1}、{P2}、{P3}，得到三点的坐标。盾构机本体上只设定三个目标测点。该方式能较好地解决激光指向式测量系统的痼疾——对曲线段推进时基准站设置与变迁频繁的问题。

2.4刚体原理

盾构机体作为刚体，理论上不难理解，刚体上三个不共线的点唯一地确定其空间位置与姿态。由三测点的实时坐标值，按向量归算方法（另文），解算得出盾构机特征点坐标与姿态角度精确值。即通过三维向量归算直接求得盾构机切口和盾尾特征部位中心点O1和O2当前的三维坐标（X01、Y01、Z01和X02、Y02、Z02）。同时根据里程得到设计所对应的理论值，两者比较得出偏差量。

2.5系统初始化操作

系统初始化包括四项内容：

1)设置盾构机目标测点和后视基准点；

2)固定站和动态站上全站仪安置；

3)盾构控制室内计算机与全站仪通讯缆连接；

4)系统运行初态数据测定和输入。

在固定站[T2]换位时，相关的初态数据须重测重设，而其他几项只在首次安装时完成即可。

F1键启动系统。固定的[T2]全站仪后视隧道壁上的Ba后视点（棱镜）进行系统的测量定向。[T2]和安装于盾构机车架顶上的[T1]全站仪（随车架整体移动）以及固定于盾构机内的测量目标（反射镜）P1、P2、P3构成支导线进行导线自动测量。

2.6运行操作与控制

本系统在两个测站点[T1]、[T2]安装自动全站仪，由通信线与计算机连接，除计算机“开”与“关”外，运行中无须人员操作和干予，计算机启动后直接进入自动测量状态界面，当系统周而复始连续循环运行时，能够智能分析工作状态来调整循环周期（延迟时间），直到命令停止测量或退出。

3系统软件与设备构成

3.1软件开发依据的基础

测量要素获得是系统工作的基础，选用瑞士Leica公司TCA自动全站仪（测量机器人）及相应的配件，构成运行硬件基础框架。基于TCA自动全站仪系列的接口软件GeoCom和空间向量理论及定位计算方法，实现即时空间定位，这在设计原理上不同于现有同类系统。系统通过启动自动测量运行程序，让IPC机和通讯设备遥控全站仪自动进行测量，完成全部跟踪跟进测量任务。

3.2系统硬件组成的五个部分

■全自动全站仪

测量主机采用瑞士徕卡公司的TCA1800自动测量全站仪，它是目前同类仪器中性能最完善可靠的仪器之一。TCA1800的测角精度为±1”、测距精度为1mm+2ppm；仪器可以在同视场范围内安装二个棱镜并实现精密测量，使观测点设置自由灵活，大大提高了系统测量的精度。

■测量附属设备

包括棱镜和反射片等。

■自动整平基座

德国原装设备，纠平范围大(10o48’)，反应快速灵敏(±32”)。

■工业计算机

系统控制采用日本的CONTECIPCRT/L600S计算机，它能在震动状态、5。~50。C及80%相对湿度环境中正常运行，工矿环境下能够防尘、防震、防潮。其配置如下：

——Pentiun(r)-MMX233HZ处理器

——32M内存

——10G硬盘或更高

——3.5英寸软驱

——SuperVGA1024*768液晶显示器

——PC/AT（101/102键）键盘接口

——标准PS/2鼠标接口

——8串口多功能卡（内置于计算机扩展槽）

■双向通讯（全站仪D计算机）设备

系统长距离双向数据通讯设备采用国内先进的元器件，性能优良，使得本系统通讯距离允许长达1000米（通常200米以内即满足系统使用要求），故障率较国外同类系统低得多，约减少90％以上。通讯原理如图三所示。

3.3系统硬件组成简单的优势

从设备构成可知，系统不使用陀螺仪，也不必配装激光发射接收装置，并舍去其他许多系统所依赖的传感设备或测倾仪设备，从而最大限度地简化了系统构成，系统简化提高了其健壮性，系统实现最简和最优。

带来上述优点的原因，在于机器人良好的性能和高精度以及定位原理上直接采用三维框架，通过在计算理论和方法上突破过去传统方式的框框，使之能够高精度直接给出盾构机上任意（特征）点的三维坐标（X，Y，Z）以及三个方向的（偏转）角度（α，β，γ），这样在盾构机定位定向中，即使是结构复杂的盾构机也能够简单地同时确定任意多个特征点。比如DOT式双圆盾构需解决双轴中心线位或其他盾构更多轴心、以及铰接式变角等问题，可通过向量和坐标转换计算解出而不必增加必要观测。

由此可知，本构架组成系统的硬件部件少，运行更加可靠，较其他形式的姿态测量方式优点明显。实际上本系统的最大特点就是由测量点的坐标直接解算来直接给定测量对象（刚体）的空间姿态。

另外特别说明一点：本系统由两台仪器联测时，每次测量都从隧道基准导线点开始，测量运行过程中每点和每条边在检验通过之后才进行下步。得到的姿态结果均相互独立，无累积计算，故系统求解计算中无累计性误差存在。因此，每次结果之间可以相互起到检核作用，从而避免产生人为的或系统数据的运行错误。这种每次直接给出独立盾构机姿态六要素（X，Y，Z，α，β，γ）的测算模式，在同类系统中是首次采用。

冗余观测能够避免差错，也是提高精度的有效方法。最短可设置每三分钟测定一次盾构机姿态，由此产生足量冗余，不仅确保了结果的准确，也保证了提供指导信息的及时性，同时替代了隧道不良环境中的人工作业，改善了盾构隧道施工信息化中的一个重要但较薄弱的环节。

4工程应用及结论

4.1工程应用

上海市共和新路高架工程中山北路站～延长路站区间盾构推进工程，本系统在该隧道的盾构掘进中成功应用，实现实时自动测量，通过了贯通检验。该工程包括上行线和下行线二条隧道，单线全长1267米。每条隧道包含15段平曲线（直线、缓和曲线、圆曲线）和17段竖曲线（坡度线、圆曲线），线型复杂。

盾构姿态自动监测系统于2001年12月11日至2002年3月7日在盾构推进施工中调试应用。首先在下行线（里程SK15+804～SK16+103）安装自动监测系统，调试获得成功，由于下行线推进前方遇到灌注桩障碍被迫停工，自动监测系统转移安装到上行线的盾构推进施工中使用，直到上行线于2002年3月7日准确贯通，取得满意结果。

4.2系统运行结果精度分析

盾构机非推进状态的实测数据精度估计分析

通过实验调试和施工运行引导推进表明，系统在盾构推进过程中连续跟踪测量盾构机姿态运行状况良好。测量一次大约2~3分钟。在“停止”状态测得数据中，里程是不变的，此时的偏差变化，直接反映出系统在低度干扰状态下的内符合稳定性，其数据——偏差量用来指导盾构机的掘进和纠偏。盾构不推进所测定盾构机偏差的较差<±1cm，盾构推进时测定盾构机偏差的误差<±2cm。表三中和人工测量的结果对比，考虑对盾构机特征点预置是独立操作的，从而存在的不共点误差，由此推估测量结果和人工测量是一致的，在盾构机贯通进洞时得到验证。

4.3开发与应用小结

经数据随机抽样统计计算得出中误差（表一、表二）表明：以两倍中误差为限值，盾构机停止和推进两种状态偏差结果的中误差均小于±20毫米，满足规范要求。

为了检核盾构姿态自动监测系统的实测精度，仍采用常规的人工测量方法，测定切口和盾尾的水平偏差和垂直偏差，并与同里程的自动测量记录相比较（表三），求得二者的较差()。由于二者各自确定的切口中心点O1和盾尾中心点O2不一致偏差约为2cm，所以各自测定的偏差不是相对于同一中心点的，即二者之间先期存在着系统性差值。

通过工程实用运行，对多种困难条件适应性检验，系统表现出良好的性能：

1)实时性——系统自动测量反映当前盾构机空间(六自由度)状态；

2)动态性——系统自动跟踪跟进，较好解决了弯道转向问题；

3)简易性——系统结构简单合理，操作和维护方便，易于推广使用；

4)快速性——系统测量一次仅需约两分钟；

5)准确性——结果准确精度高，满足规范要求，在各种工况状态都小于±20毫米；

6)稳定性——适应震动潮湿的地下隧道环境，系统可以长期连续运行。

本系统已成功用于上海市复兴东路越江隧道?11.22米大型泥水平衡盾构推进中。我们相信对于结构简单，运行稳定，精确度高，维护方便的盾构姿态自动监测系统，在盾构施工中将发挥其应有作用。

[参考文献]

[1]隧道工程，上海科学技术出版社，1999年7月，刘建航主编

[2]地铁一号线工程，上海科学技术出版社，1999年7月，刘建航主编

[3]TPS1000经纬仪定位系统使用手册，Leica仪器有限公司

[4]盾构姿态自动监测系统研究与开发报告，2002年4月，上海市政二公司

[5]杭州湾交通通道数据信息管理系统设计与开发，华东公路，1998.3，岳秀平

[6]GeoCOMReferenceManualVersion2.20，LeicaAG，CH-9435Heerbrugg(Switzerland)